CS220265B1 - Sposob přípravy kopolymérnej polyvinylacetátovej disperzie - Google Patents

Abstract

Vynález sia týká přípravy kopolymérnej phlyvinylacetátovej disiperzie určenej predovšetkým na použitie v sltavehníctve pre ex|teriéry, kde doteraz používané disperzie nezlodpiovedajú staňoveným požiadavkám kvality. Tento prioblém rieši předmětný vynález pioplsujúcii sposfob přípravy kopolymórnoj polyvinylacetátovej disperzie na báze vlnylacetát-n-butylakrylát v přítomnosti polyvinylalkohloilu a alkylpolyglykoléteru za použitia pernxodvlojsíranovéhío iniciačného systému. Za účelom dosiahnutia specifických vlastností disperzie a polymérneho filmu z nej připraveného sa táto po polymerizácii modifikuje prídavkom etylénglykolu, benzylalkioholu, připadne butyldiglykolacetátu. Navrhnutým sipQslotoiom mtožno připravit disperziu, ktorá súhrnne po kvalitatívnej stránke splňuje nároky kladené na použitie disperzií v stavebníctve.

Description

Vynález sa týká spůsobu přípravy kiopolymérnej polyvinylacetátovej disperzie na báze vinylacetát-n-butyl-akrylát.

Kopolymérne polyvinylacetátove disperzie, čil už s estermi kyseliny akrylovej, alebo inými komiomomérmi sa zvyčajne prlpravujú z,a použitia emulznej piolymerizácie.

Přitom vo funkcii emulgátor o v a ochranných koloidov sa používajú rózne látky anioaktívnehto a neionogénneho charakteru, ktoré sú najčastejsie reprezentovaná polyvinylalkioboliom, připadne derivátnii etylénoxidu s propylénoxidom, připadne alkylpolyglykioléterom. Súčasťou polymerizačných systémiov sú i iniciátory, účinnost ktorých sa zvyšuje použitím různých aktivátorov. Ovplyvňovať vlastnosti pripravenej disperzie je možné i. přídavkem dalších miodifikačných činldiel, ktoré sa spravidla pridávajú už k hotovej disperzii za účelom dlosiahnuťia požadovaných Specifických vlastností.

Použitie kopolymérnych polyvinylacetátových disperzii v sektore stavebníctva, hlavně v exteriérech, kladie n,a kvalitu disperzi] vysoké nároky. Sú sledované nielen vlastnosti disperzie ako takej, ale sleduje sa i kvalita polymérneho filmu z nej vytvořeného sušením za definovaných podmienok. Požadujúce hodnoty nasledovných vlastností: mrazuvzdornosť, minimálna filmotvorná teplota, viskozita, Odolnost v alkaTickej hydrlolýze, nasiakaivosť filmu vo vodě, lepivost filmu, stupeň zbelenia filmu, oteruvzdornosť filmu za mokra a iné.

Nevýhodou doteraz známých a používaných postupov na přípravu takýchto disperzií je skutečnost, že ani jeden z nich neposkytuje disperziu, ktorá kvalitou v celom rozsahu zodpovedá požiadavkám pre použitie v stavebníctve, hlavně v exteriérech. Určité zlepšenie prináša CS AO č. 207 531, ktoré vymedzením vzájemného poměru ochranného koloidu (polyvinylalkoholu) a neionogénneho emulgátora (alkylpolyglykoléteru) a ich celkového množstva vztahovaného na monomérnu zmes, za použitia peroxidického iniciačného systému, spósobuje zvýšenie oteruvzdornosti filmu za mokra i odolnost voči účinkom alkalického prostredia.

Ukázalo sa, že toto zvýšenie nie je však dostačujúce, pričom najvačším nedostatkom je kolísanie uvedeného parametre (oteruvzdornosti j v značnom rozsahu smerom k nízkým hodnotám, čo može byť spósobené použitím iniciačným systémom, ktorý je citlivý voči posobeniu různých technologických činitelov. Nedostatkom zostáva i naďalej nevyhovujúca lepivost filmu, stupeň jeho zbelenia a kolísanie minimálnej filmotvornej teploty smerom k nežiadúcim hodnotám.

Uvedené nedostatky odstraňuje předmětný vynález, podl'a ktorého sa příprava kopolymérnej polyvinylacetátovej disperzie uskutečňuje kopolymerizáciou monomérnej zmesi vinylacetát-n-butyl-akrylát v prostředí vodnej fázy, obsahujúcej polyvinylalkohol ako ochranný koloíd a alkylpolyglykoléter ako neionogénny emulgátor účinkom peroxiodvojsíranového iniciačného systému vyznačujúci sa tým, že zmes monomérov, kterých vzájomné hmotnostně zloženie je určené poměrovým číslom 3,5 až 5,7 v prospěch vinylacetátu sa započne přidávat do vodnej fázy, pripravenej rozpuštěním celého množstva ochranného koloidu a emulgátora, pri teplotách nad 66 °C, pričom teplota reagujúcej zmesi nepresiahne v celom priebehu přípravy 85 °C. Přidává sa jednorázové, alebo na viac krát 0,075 až 0,125 % hmotnostných peroxodvojsíranu draselného, sodného, alebo amonného a po ukončení kopolyrnerizácie, ochladení disperzie sa za stálého miešania upraví pH na hodnotu 4 až 6 a přidá sa 0,1 až 0,8 % hmotnostných etylénglykolu a 0,2 až 1,0 % hmotnostně koalescenčného činidla ako je benzylalkohol, butyldiglykolacetát, alebo ich zmesi. Percentuálně zastúpenie zložiek je vztahované na celkovú hmotnosť disperzie.

Výhodou uvedeného postupu oproti doteraz používaným (i v samotnom AO číslo 207 531) je, že vytvořením vodnej fázy z celého množstva použitých zložiek emulzného systému, teda bez ich dalšieho přídavku v priebehu polymerizácie a za použitia peroxodvojsíranového iniciačného systému ako aj vhodného poměru komonomérov sa vytvoria podmienky pre vznik polymérných častíc o takej velkosti a jej distribúcie, ako. aj štruktúry polyméru, ktoré priaznivo ovplyvňujú homogenitu polymérneho filmu vytvořeného z disperzie a tým i jeho aplikačně vlastnosti v žiadanom smere.

Ďalej uvedené příklady bližšie objasňujú predmet vynálezu, avšak ho tým nijako neobmedzujú.

Příklad 1

Do polymerizačného reaktora sa načerpá 144,3 i parného kondenzátu a přidá sa k němu 101,5 kg 15'% roztoku polyvinylalkoholu o molekulovej hmotnosti danej K-hodnotou rovnej 50 + 5 vypočítanej podlá Fickentschera, obsahom zostatkových acetátových skupin 12 až 16 % hmotnostných a měrnou vodivosťou max. 350 . cm^-1 (obchodného názvu Sloviol R). Súčasne sa do reaktora přidá 150 kg 14% roztoku alkylpolyglykoléteru charakterizovaného obsahom etylénoxidu 90 + 3 % hmotnostných a poměrným číslom vyjadrujúcim hydrofilno — lipofilnú rovnováhu 16 až 20 (obchodného názvu Slovasol 2430).

Vodná fáza, ktorá je takto připravená, sa vyhřeje na 69 °C a privedie sa 1/20, tj. 5 % celkového množstva zmesi monomérov zloženia 80 % hmotnostných vinylacetátu a 20 % hmotnostných n-butylakrylátu, čo objemové činí 21 litra. Po 5 až 10 minútach emulgácie sa přidá prvá dávka iniciátora v množstve 12 1 5% roztoku K2S2O8.

Vplyvom reakcie teplota v reaktore začne stúpať. Po dosiahnutí teploty 72 až 73 °C sa začne kontinuálně dávkovat zmes monomérov, čo trvá 240 minút, pričom teplota násady rovnoměrně stupa na 85 °C. V 180 minuté dávkovania sa přidá k násadě druhá dávka 5% roztoku iniciátora v množstve 4 1.

Po skončení dávkovania zmesi monomérov udržuje sa disperzia pri uvedenej teplote 85 °C počas 45 až 60 minút. Za tento čas zreagujú vol'né monoméry a potom sa obsah reaktora ochladí na 30 °C. Po vychladení sa k disperzii přidá 0,72 kg 25% roztoku NH4OH za účelom úpravy pH, 0,8 kg etylénglykolu a 1,6 kg benzylalkoholu. Po dokonalom zmiešaní sa disperzia plní do obalov.

Příklad 2

Postup přípravy ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa použije 101,5 kg 15% roztoku polyvinylalkoholu, 150 kg 11,73% roztoku alkylpolyglykoléteru a 6,4 kg etylénglykolu. Iniciátor peroxodvojsíran sa použije na 4krát, pričlom prvá dávka činí 8 1 5% roztoku. Ďalšia časť sa použije v 60, 180 a 220tej minúte od začiatku dávkovania zmesi monomérov a robí vědy 1,6 1 5% roztoku.

Příklad 3

Postup přípravy a množstvá jednotlivých užitie. zložiek polymerizačného systému ako v príTabulka č. 1 klade 1 s tým rozdielom, že zloženie zmesi monomérov je 85 % hmotnostných vinylacetátu a 15 % hmotnostných n-butylakrylátu a benzylalkohol sa přidá v množstve 8 kg.

Příklad 4 _ • - ' >;_í(

Postup přípravy a množstvá jednotlivých zložiek polymerizačného systému ako v příklade 1 s tým rozdielom, že iniciátor peroxodvojsíran sa použije jednorázovo na začiatku polymerizácie v množstve 16 1 15% vodného roztoku.

P r í k 1 a d 5 ··· c^:

Postup přípravy a množstvá jednotlivých zložiek polymerizačného systému ako v příklade 1 s tým rozdielom, že namiesto 1,6 kg benzylalkoholu sa použije rovnaké množstvo butyldiglykolacetátu.

Připravené disperzie hodnotené z htadiska nárokov na použitie v stavebníctve vykazovali kvalitativně hodnoty uvedené v tabul'ke č. 1, ktoré sa podstatné nemenia v priebehu 6 mesiacov od přípravy disperzie.

Dosiahnuté kvalitativně ukazovatele zodpovedajú súčasným najvyšším požiadavkám kladených na použitie předmětných disperzií v stavebníctve, najmá na přípravu vonkajších nátěrových a nástrekových hmot, omietkových a polymércementových zmesi.

Připravená disperzia je vhodná tiež ako textilný pomocný prípravok a surovina pre přípravu disperzných lepidiel pre rožne poVlastnosti připravených disperzii

Parameter	1	2	Příklad 3 4	5
sušina (% hmot.]	52,2	51,7	52,4	51,9	52,1
odolnost voči elektrl.		vyht	0 v u j e
mrazuvzd. (cykly pri —5°C]	5	5	5	5	5.
odolnost voči zvýšenej teplote
(cykly pri -(- 60 °C)	5	5	5	5	5
peniviosť (% objemové)	30	38	48	37	40
min. filmotvor. teplota °C	+ 4	+3	+ 2	+ 3	+ 3
mechanická stabilita			vyh<	0 v u j e
viskozita (mPa. s)	1700	1000	1600	1540	1450
hodnota pH	5,1	5,0	4,9	4,8	5,0
alkal. odolnost (% hmot.)	19,7	20,0	15,0	16,1	17,3
nasiakavosť filmu vo vodě
(% hmot.)	45,4	49,1	48,3	46,7	47,2
lepivosť filmu (g)	10	100	100	10	10
difúzia pár vody cez film (μ)	2900	2520	3800	2780	2860
stupeň zbelenia filmu	A	A	B	A	B
otěr filmu za mokra (min.)	60	45	45	45	50
ťažnosť filmu (%')'	1000	720	760	860	950
zostat. monomer (% hmot.)	0,52	0,47	0,57	0,80	0,60
velkost častíc (nm)	170	140	150	164	166
obsah koagulát. (% objem.)	0	0	0	0	0

Claims (1)

1. PREDMET

   SpQsob přípravy kopolymérnej polyvinylacetátovej disperzie, kopolymerizáciou monomérnej zmesi vinylacetát-n-butylakrylát v prostředí vodnej fázy, obsahujúcej polyvinyíalkohoi ako ochranný koloid a alkylpolyglykoléter ako neionogénny emulgátor účinkom peroxodvojsíranového iniciačného systému vyznačujúci sa tým, že zmes monomérov, ktorých vzájomné hmotnostně zloženie je určené poměrovým číslom 3,5 až

   5,7 v prospěch vinylacetátu sa započne přidávat do vodnej fázy, pripravenej rozpuštěním celého množstva ochranného koloidu a emulgátora, pri teplotách nad 66 °C, priVYNALEZU čom teplota reagujúcej zmesi nepresiahne v celom priebehu přípravy 85 °C, pričom sa přidává jednorázové alebo na viackrát 0,075 až 0,125 % hmotnostných peroxodvojsíranu draselného, sodného alebo amonného a po ukončení kopolymerizácie, ochladení disperzie sa za stálého miešania upraví pH na hodnotu 4 až 6 a přidá sa 0,1 až 0,8 % hmotnostných etylénglykolu a 0,2 až 1,0 % hmotnostného koalescenčného činidla ako je benzylalkohol, butyldiglakolacetát alebo ich zmesi, pričom percentuálně zastúpenie zložiek je vztahované na celkovú hmotnost disperzie.