Спосіб одержання гомополімерної грубодисперсної полівінілацетатної дисперсії

Спосіб одержання гомополімерної грубодисперсної полівінілацетатної дисперсії шляхом емульсійної полімеризації вінілацетату в кислому середовищі, що включає приготування водної фази шляхом змішування водного розчину полівінілового спирту, демінералізованої води, мурашиної кислоти та сірчанокислого закисного заліза, наступне змішування одержаної водної фази, перекису водню та вінілацетату, полімеризацію одержаної суміші в каскаді з не менше двох реакторів, охолодження, нейтралізацію одержаної дисперсії нейтралізуючим агентом до рН, що дорівнює 4,5-6, пластифікацію, який відрізняється тим, що як нейтралізуючий агент використовують гідроксид або оксид барію, рутенію або стронцію. Запропонований винахід відноситься до області технології одержання полімерів, зокрема до технології одержання гомополімерної грубодисперсної полівінілацетатної дисперсії (далі ПВАД), що знаходить застосування в якості зв'язуючого у підкрохмалючих засобах, воднодисперсних фарбах, апретуючої добавки для обробки тканин, у виробництві скловолокна. Найбільш близьким за технічною сутністю та досягнутим результатом є спосіб одержання гомополімерної грубодисперсної полівінілацетатної дисперсії шляхом емульсійної полімеризації вінілацетату в кислому середовищі, що включає приготування водної фази шляхом змішування водного розчину полівінілового спирту, демінералізованої води, мурашиної кислоти та сірчанокислого закисного заліза, наступне змішування одержаної водної фази, перекису водню та вінілацетату, полімеризацію одержаної суміші в каскаді з не менше двох реакторів, охолодження, нейтралізацію одержаної дисперсії нейтралізуючим агентом до рН, що дорівнює 4,5-6, пластифікацію [1]. Нейтралізацію одержаної дисперсії за цим способом здійснюють аміачною водою до рН, що дорівнює 4,5-6,0. Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує якість готової ПВАД, зокрема, не виключає наявності в дисперсії світло-жовтого відтінку і, в залежності від температури зберігання дисперсії - до солом'яно-жовтого або лимонного кольору. Це обумовлено тим, що в водній фазі присутні продукти альдольної конденсації, які здатні в процесі синтезу ПВАД, а тим більше при взаємодії з катіонами амонію NH4+ в процесі нейтралізації, (19) UA (11) 68298 (13) (21) 20031210882 (22) 01.12.2003 (24) 10.08.2007 (46) 10.08.2007, Бюл. № 12, 2007 р. (72) Кунченко Олексій Петрович, Волохов Іван Васильович, Голубєв Валентин Валентинович, Шевченко Юрій Володимирович, 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, Цеглевський Петро Миколайович, Мазайло Галина Вікторівна, Бєлих Лілія Анатоліївна (73) Закрите акціонерне товариство "Сєвєродонецьке об'єднання Азот" (56) UA, 12405, A, 28.02.1997 SU, 341806, A, 14.06.1972 SU, 711043, A, 25.01.1980 SU, 1525169, A1, 30.11.1989 C2 1 3 68298 створювати продукти забарвленого кольору, які в свою чергу, за рахунок находження в об'ємі рідкої фази дисперсії, здатні привести до зміни білого кольору до наявності світло-жовтого відтінку. Цей ефект забарвлення ПВАД посилюється ще в результаті того, що карбонільні групи, що знаходяться в основній ланці полівінілового спирту здатні в процесі синтезу ПВАД, а також в залежності від умов зберігання, прискорювати створення подвійних зв'язків, в основній ланці і, відповідно, сприяти яскраво виявленому забарвленню ПВАД до солом'яно-жовтого або лимонного кольору. З іншої сторони, продукти гідролізу вінілацетату, що знаходяться в дисперсії, на стадії нейтралізації вступають в взаємодію з катіонами амонію і створюють аміачні солі, і також сприяють забарвленню ПВАД. Всі ці обставини, зв'язані з зовнішнім виглядом ПВАД, являються недопустимими при використанні дисперсії для виробництва підкрохмалюючих засобів, водорозчинних фарб "білого кольору", скловолокна, будівельних композицій (шпаклівок, ґрунтовок). В основу винаходу поставлена задача створення такого способу одержання гомополімерної грубодисперсної ПВАД, в якому шля хом зміни умов процесу, забезпечується якість готової дисперсії. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі одержання гомополімерної грубодисперсної полівінілацетатної дисперсії шляхом емульсійної, полімеризації вінілацетату в кислому середовищі, що включає приготування водної фази шляхом змішування водного розчину полівінілового спирту, демінералізованої води, мурашиної кислоти та сірчанокислого закисного заліза, наступне змішування одержаної водної фази, перекису водню та вінілацетату, полімеризацію одержаної суміші в каскаді з не менше двох реакторів, охолодження, нейтралізацію одержаної дисперсії нейтралізуючим агентом до рН, що дорівнює 4,5-6, пластифікацію, згідно із запропонованим винаходом, як нейтралізуючий агент використовують гідрооксид або оксид барію або рутенію, або стронцію. Запропонований спосіб забезпечує якість готової дисперсії за рахунок використання на стадії нейтралізації гідрооксиду або оксиду барію або рутенію, або стронцію, що має сріблисто-білий колір. Катіони цих металів взаємодіючи на стадії нейтралізації з продуктами альдольної конденсації і продуктами гідролізу вінілацетату створюють продукти білого кольору з сріблистим відтінком. Цей ефект забарвлення в білий колір посилюється за рахунок створення подвійних зв'язків в основній ланці. Використання запропонованого способу дозволяє покращити зовнішній вигляд дисперсії, яка одержується. Запропонований спосіб включає наступні операції: - приготування водної фази шляхом змішування водного розчину полівінілового спирту (ПВС) з концентрацією ПВС 7,5-7,7% мас, демінералізова 4 ної води, мурашиної кислоти, сірчанокислого закисного заліза 140-190г; - змішування водної фази з перекисом водню у першому полімеризаторі. Завантаження вінілацетату одночасно у два полімеризатори, причому в другий полімеризатор завантаження складає 3040% від загального завантаження вінілацетату емульсійної полімеризації при атмосферному або підвищеному до 50кПа тиску, температурі 65-90°С; - охолодження; - нейтралізації одержаної дисперсії гідрооксидом барію або рутенію в кількості 3-5кг/т дисперії, або оксидом барію або рутенію в кількості 2-4кг/т дисперсії до рН, що дорівнює 4,5-6,0; - пластифікацію дибутилфталатом або диметилфталатом. Запропонований спосіб пояснюється прикладом. Приклад. Для приготування водної фази в апарат із неіржавіючої сталі обсягом 7м 3, оснащений якірною мішалкою завантажують водний розчин полівінілового спирту і демінералізовану воду, що забезпечує задану масову частку полівінілового спирту 7,5-7,7% мас, та мурашиної кислоти із заданою масовою часткою кислоти у водній фазі 0,3-0,4% мас. Суміш перемішують на протязі 0,5 години, і після завантаження розчиненого сульфату сірчанокислого закисного заліза у кількості 140-190г, знову перемішують на протязі 0,5 години і вимірюють рН розчину, який повинен відповідати 2,93,2. Для проведення полімеризації завантажується "затравка" ПВАД в кількості 4м 3 і провадиться підігрів усі х п'яти полімеризаторів до температури 7585°С. Далі провадиться завантаження перекису водню до 18л/г, вінілацетату і водної фази при загальному навантаженні 1600 та 1400л/г. Завантаження вінілацетату в перший і другий полімеризатори здійснюється одночасно, причому завантаження у другий полімеризатор складає 30-40% від загального завантаження. Полімеризацію проводять при температурі 66-90°С, тиску атмосферному або підвищеному до 50кПа. Реакційна маса за перетоками послідовно проходить всі п'ять реакторів-полімеризаторів. Після реакторівполімеризаторів одержана дисперсія повільно охолоджується у двох полімеризаторах - охолоджувачах до температури 80-78°С. Далі одержану дисперсію направляють в стандартизатори. Спочатку вимірюють pН одержаної дисперсії та розраховують завантаження нейтралізуючого агенту гідроокису барію в кількості 3-5кг/т дисперсії, або оксиду барію в кількості 2-4кг/т дисперсії, забезпечуючого одержання рН дисперсії в інтервалі 4,56,0. Гідроксид і оксид барію володіє повною розчинністю в воді. Після нейтралізації дисперсію аналізують і, в залежності від марки, що випускається, пластифікують дибутилфталатом або диметилфталатом і, після фільтрації дисперсію направляють на розлив. Аналізи якості ПВАД виконані за методиками ГОСТ 18992-80. Як випливає із наведеного прикладу, в результаті здійснення запропонованого способу, одер 5 68298 жують гомополімерну грубодисперсну ПВАД, що відповідає вимогам ГОСТ 18992-80 за показником - "зовнішній вигляд" - в'язка рідина білого кольору з срібним відтінком. Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 6 Джерела інформації прийняті до уваги: 1. Україна, патент №59771 А, С08F118/08, опубл. 15.09.2003, бюл. Промислова власнісь, №9. Підписне Тираж 26 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