[go: up one dir, main page]

RU2677260C1 - Method of producing latex and application of obtained latex produced therewith - Google Patents

Method of producing latex and application of obtained latex produced therewith Download PDF

Info

Publication number
RU2677260C1
RU2677260C1 RU2018123588A RU2018123588A RU2677260C1 RU 2677260 C1 RU2677260 C1 RU 2677260C1 RU 2018123588 A RU2018123588 A RU 2018123588A RU 2018123588 A RU2018123588 A RU 2018123588A RU 2677260 C1 RU2677260 C1 RU 2677260C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monomers
latex
mixture
butadiene
vinyl
Prior art date
Application number
RU2018123588A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Андреевна Корыстина
Original Assignee
Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" filed Critical Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг"
Priority to RU2018123588A priority Critical patent/RU2677260C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2677260C1 publication Critical patent/RU2677260C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L13/00Compositions of rubbers containing carboxyl groups
    • C08L13/02Latex
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/10Latex

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention relates to a method for producing latexes used for the production of various products by submersible dipping. Latex is obtained in semi-periodic mode, by obtaining a seed latex, adding to the seed latex water, at least one protective colloid, an initiating system, and part of the main mixture of monomers. Main part of the monomers contains 80–85 wt. % of conjugated diene and carboxylate agent of the total amount in the composition of the main mixture and 100 wt.% vinyl monomer selected from vinyl ethers, nitriles and arylolefins, based on the total amount of this monomer in the main mixture. Simultaneously with the monomers, a molecular weight regulator, an emulsifier and a polymerization activator are introduced. 45–75 minutes before the end of dosing the main part of the mixture of monomers in the reaction zone injected the remaining 15–20 wt. % monomers of the main mixture.EFFECT: latex and its use as a material for the production of various products by submersible dipping is described.28 cl, 4 tbl, 7 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к способу получения латексов, применяемых для производства различных изделий методом погружного макания с последующей вулканизацией полимерной пленки. В частности, полученный в соответствии со способом настоящего изобретения латекс пригоден для производства перчаток различного назначения.The invention relates to a method for producing latexes used for the production of various products by immersion dipping followed by vulcanization of a polymer film. In particular, the latex obtained in accordance with the method of the present invention is suitable for the production of gloves for various purposes.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Условия проведения синтеза латексов, содержащих в качестве мономера сопряженный диен, во многом обуславливают свойства целевого латекса, особенно если для потребителя важны прочностные и эластические свойства полимерной пленки - показатели, крайне важные для таких изделий, как хирургические, хозяйственные и другие виды перчаток, шары, зонды, латексные нити и подобные изделия, в сочетании с масло- и бензостойкостью защитных латексных покрытий.The conditions for the synthesis of latexes containing a conjugated diene as a monomer largely determine the properties of the target latex, especially if the consumer is interested in the strength and elastic properties of the polymer film - indicators that are extremely important for products such as surgical, household and other types of gloves, balls, probes, latex threads and similar products, combined with the oil and gas resistance of latex protective coatings.

Для получения водной дисперсии полимера на основе ненасыщенного диена с наименьшим количеством разветвлений и сшивок полимера при высоких степенях конверсии, необходимо применять только периодический способ полимеризации в эмульсии, при котором все мономеры загружаются в реактор в один прием. Достигаемый результат объясняется большой подвижностью полимерных радикалов в полимерно-мономерных каплях за счет высокой концентрации мономера в полимерно-мономерных частицах (ПМЧ). Однако при полимеризации периодическим способом с загрузкой мономеров в один прием крайне затруднительно регулирование коллоидно-химических параметров системы, и малейшие отклонения в проведении процесса (например, в количестве загруженных компонентов, температуре, скорости перемешивания) могут существенно изменить ход реакции и, как следствие, коллоидные характеристики целевого продукта.To obtain an aqueous dispersion of a polymer based on an unsaturated diene with the least number of branching and crosslinking of the polymer at high degrees of conversion, it is only necessary to use a periodic emulsion polymerization method in which all monomers are loaded into the reactor in one go. The achieved result is explained by the high mobility of polymer radicals in polymer monomer drops due to the high concentration of monomer in polymer monomer particles (PMP). However, during polymerization in a batch process with loading monomers in one go, it is extremely difficult to control the colloidal chemical parameters of the system, and the slightest deviations in the process (for example, in the number of loaded components, temperature, mixing speed) can significantly change the course of the reaction and, as a result, colloidal characteristics of the target product.

Способы непрерывного и полупериодического синтеза латекса лишены этих недостатков, что обуславливается определенной, рассчитанной скоростью подачи мономеров и эмульгатора в зону реакции. При этом поступающие в реакционную среду мономеры, как правило, концентрируются в растущих ПМЧ, таким образом обеспечивается рост полимерных частиц, образовавшихся на первой стадии реакции (после первой загрузки мономеров). Способы непрерывного и полупериодического синтеза латекса позволяют контролировать размер частиц, дают возможность заранее рассчитать желаемый конечный размер глобул, и обеспечивают постоянство коллоидно-химических характеристик системы. Однако при реализации этих способов синтеза концентрация мономера в ПМЧ ниже, чем в периодическом способе, что приводит к повышению вязкости дисперсной фазы, и снижает подвижность полимерной цепи. Менее подвижные полимерные цепи склонны к реакциям разветвления и сшивки. По этой причине, для обеспечения эксплуатационных свойств полимера, таких как эластичность и прочность, непрерывный способ проводят до 75-80% конверсии мономеров.Methods of continuous and semi-periodic synthesis of latex are devoid of these disadvantages, which is caused by a specific, calculated feed rate of monomers and emulsifier in the reaction zone. At the same time, the monomers entering the reaction medium are usually concentrated in growing PMPs, thus ensuring the growth of polymer particles formed in the first stage of the reaction (after the first loading of monomers). The methods of continuous and semi-periodic synthesis of latex make it possible to control the particle size, make it possible to pre-calculate the desired final size of the globules, and ensure the constancy of the colloidal chemical characteristics of the system. However, when these synthesis methods are implemented, the monomer concentration in the PMP is lower than in the batch process, which leads to an increase in the viscosity of the dispersed phase and reduces the mobility of the polymer chain. Less mobile polymer chains are prone to branching and crosslinking reactions. For this reason, to ensure the operational properties of the polymer, such as elasticity and strength, a continuous process is carried out up to 75-80% of the conversion of monomers.

Использование полимерной затравки в полупериодическом способе синтеза латекса позволяет снизить эффект структурирования полимера при высоких степенях конверсии, обеспечивает как контролируемость коллоидно-химических свойств системы, так и регулярность и линейность полимерной фазы, отсутствие в ней гель-фракций, характерных для сшитых разветвленных полимеров при достижении конверсии мономеров близкой к 100%.The use of polymer seeds in a semi-periodic method of latex synthesis allows to reduce the effect of polymer structuring at high degrees of conversion, provides both the controllability of the colloidal chemical properties of the system, the regularity and linearity of the polymer phase, and the absence of gel fractions in it characteristic of crosslinked branched polymers when conversion is achieved monomers close to 100%.

В заявке KR 20110019176, 25.02.2011, [1], раскрыт способ получения акрилонитрил-бутадиенового латекса. Известный способ включает стадию полимеризации акрилонитрила, бутадиена и этиленненасыщенной кислоты для получения затравочного латекса, стадию подготовки предэмульсии мономеров акрилонитрила, мономеров бутадиена и мономеров этиленненасыщенной кислоты, стадию подачи этиленовых ненасыщенных кислотных мономеров в предэмульсию и подачу предэмульсии к затравочному латексу. Недостатком известного способа является подача этиленненасыщенной кислоты в конце реакции полимеризации, что сопровождается риском образования гомополимерной кислоты (этиленненасыщенной кислоты, которая была подана в процесс) в водной фазе дисперсии, и может привести к неконтролируемому возрастанию вязкости системы, а это отрицательно сказывается на технологических свойствах латекса.In the application KR 20110019176, 02.25.2011, [1], a method for producing acrylonitrile butadiene latex is disclosed. The known method includes the step of polymerizing acrylonitrile, butadiene and ethylenically unsaturated acid to obtain seed latex, the step of preparing a pre-emulsion of monomers of acrylonitrile, monomers of butadiene and monomers of ethylenically unsaturated acid, and the step of supplying ethylene unsaturated acid monomers to the pre-emulsion to feed and emulsion. The disadvantage of this method is the supply of ethylenically unsaturated acid at the end of the polymerization reaction, which is accompanied by the risk of the formation of a homopolymer acid (ethylenically unsaturated acid, which was fed into the process) in the aqueous phase of the dispersion, and can lead to an uncontrolled increase in the viscosity of the system, and this adversely affects the technological properties of latex .

Патент US 6870019, 15.08.2002, [2], раскрывает способ получения латекса, применяемого для получения формованных изделий. Латекс получают посредством эмульсионной полимеризации мономерной смеси в присутствии алкилбензолсульфоната натрия. Синтезированный латекс применяют для получения медицинских и прочих латексных перчаток. Согласно патенту [2], для осуществления известного способа критически важен фракционный состав используемого алкилбензолсульфоната натрия - в нем должно быть не менее 10% фракции С1320. Это обстоятельство обуславливает необходимость дополнительного контроля фракционного состава эмульгатора, что в промышленных условиях приведет к увеличению времени при входном контроле эмульгатора.US patent 6870019, 08/15/2002, [2], discloses a method for producing latex used to obtain molded products. Latex is obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture in the presence of sodium alkylbenzenesulfonate. Synthesized latex is used to obtain medical and other latex gloves. According to the patent [2], for the implementation of the known method, the fractional composition of the sodium alkylbenzenesulfonate used is critical — it must contain at least 10% of the C 13 -C 20 fraction. This circumstance necessitates additional control of the fractional composition of the emulsifier, which under industrial conditions will lead to an increase in time during the incoming control of the emulsifier.

В патенте US 5750618, 12.05.1998, [3], описан способ получения латексов на основе сопряженных диенов, выбранных из бутадиена, изопрена, хлоропрена и их смесей, и необязательно виниловых соединений, которые сополимеризуются с сопряженными диенами. Согласно US 5750618, мономеры вводят в затравочный латекс с размером частиц от 10 до 80 нм, причем затравочный латекс в основном состоит из мономеров, используемых в основном процессе, или представляет собой неорганический пигмент. Процесс полимеризации проводят в присутствии активатора и эмульгатора, введение эмульгатора контролируется таким образом, чтобы латекс имел определенный размер полимерных частиц. При этом также контролируют скорость подачи мономера в зависимости от скорости полимеризации таким образом, что отношение скоростей составляет 1:(0,05-0,7) соответственно.US Pat. No. 5,750,618, 05/12/1998, [3] describes a method for producing latexes based on conjugated dienes selected from butadiene, isoprene, chloroprene and mixtures thereof, and optionally vinyl compounds that copolymerize with conjugated dienes. According to US Pat. No. 5,750,618, the monomers are introduced into the seed latex with a particle size of 10 to 80 nm, wherein the seed latex mainly consists of monomers used in the main process, or is an inorganic pigment. The polymerization process is carried out in the presence of an activator and an emulsifier, the introduction of the emulsifier is controlled so that the latex has a certain size of polymer particles. In this case, the feed rate of the monomer is also controlled depending on the polymerization rate so that the ratio of the speeds is 1: (0.05-0.7), respectively.

Однако в известном способе необходим отдельный контроль за скоростью процесса полимеризации и скоростью подачи мономеров, и требуется отдельное наблюдение за этими параметрами и внесение постоянных дополнительных корректировок в скорость подачи мономеров.However, in the known method, a separate control is necessary for the speed of the polymerization process and the feed rate of the monomers, and requires separate monitoring of these parameters and constant additional adjustments to the feed rate of the monomers.

В заявке US 4130523, 19.12.1978, [4], раскрыт способ получения полимерного латекса с высоким содержанием твердых веществ, который включает стадии:In the application US 4130523, 12.19.1978, [4], a method for producing high solids polymer latex is disclosed, which comprises the steps of:

(A) инициирование образования латекса путем подачи эмульсионного полимеризуемого мономера в водную полимеризационную среду, содержащую достаточное количество катализатора полимеризации для инициирования полимеризации мономера;(A) initiating latex formation by feeding the emulsion polymerizable monomer to an aqueous polymerization medium containing a sufficient amount of polymerization catalyst to initiate polymerization of the monomer;

(B) получение стабильного затравочного латекса при одновременной подаче указанного мономера, катализатора полимеризации, стабилизирующего эмульсию количества поверхностно-активного вещества и буфера в реакционную зону;(B) obtaining a stable seed latex while supplying the specified monomer, a polymerization catalyst, stabilizing the emulsion of the amount of surfactant and buffer in the reaction zone;

(C) получение промежуточного латекса при одновременной подаче указанного мономера, катализатора полимеризации, стабилизирующего эмульсию количества поверхностно-активного вещества и буфера в реакционную зону;(C) obtaining an intermediate latex while supplying the specified monomer, a polymerization catalyst, stabilizing the emulsion of the amount of surfactant and buffer in the reaction zone;

(D) непрерывное отведение части получаемого на стадиях (В) и (С) латекса из реакционной зоны в зону хранения, причем указанные стадии проводят до тех пор, пока промежуточный латекс в реакционной зоне не будет иметь содержание твердых веществ от 55 до 65 об. %;(D) continuously withdrawing a portion of the latex obtained in steps (B) and (C) from the reaction zone to the storage zone, said steps being carried out until the intermediate latex in the reaction zone has a solids content of 55 to 65 vol. %;

(E) получение конечного латекса при непрерывной подаче отведенного латекса в реакционную зону до получения требуемого содержания твердых веществ.(E) obtaining the final latex by continuously feeding the latex allotted to the reaction zone until the desired solids content is obtained.

Указанный способ получения латекса отличается многостадийностью, а кроме того, приведет к получению латекса с широким распределением частиц по размерам, что отрицательно сказывается на процессе пленкообразования и приводит к образованию дефектов в пленках. Также снижение монодисперсности частиц дает непрозрачные, мутные пленки.The specified method of producing latex is multi-stage, and in addition, it will lead to latex with a wide distribution of particle sizes, which negatively affects the process of film formation and leads to the formation of defects in the films. Also, a reduction in particle monodispersity produces opaque, cloudy films.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения латекса, известный из заявки WO 2016093689 A1, 16.06.2016, [5], раскрывающий полимерную латексную композицию для применения методом погружного формования, содержащую продукт реакции, полученный методом свободно радикальной эмульсионной полимеризации в водной среде этиленненасыщенных мономеров, а именно: (а) от 19,9 до 90 мас. %, по меньшей мере, одного алифатического сопряженного диена, (b) от 9,9 до 80 мас. %, по меньшей мере, одного ненасыщенного нитрила, (с) от 0,1 до 10 мас. %, по меньшей мере, одной этиленненасыщенной кислоты, (d) от 0 до 19 мас. % по меньшей мере одного ароматического винилового соединения и (е) от 0 до 20 мас. % по меньшей мере одного дополнительного этиленненасыщенного соединения, отличного от любого из соединений (а)-(d). Массовые проценты указаны из расчета на общее количество мономеров; эмульсионную полимеризацию проводят в присутствии деградированного полисахарида.The closest in technical essence and the achieved result is a method of producing latex, known from the application WO 2016093689 A1, 06.16.2016, [5], disclosing a polymer latex composition for use by the method of immersion molding, containing the reaction product obtained by the method of free radical emulsion polymerization in aqueous medium ethylenically unsaturated monomers, namely: (a) from 19.9 to 90 wt. % of at least one aliphatic conjugated diene, (b) from 9.9 to 80 wt. % of at least one unsaturated nitrile, (C) from 0.1 to 10 wt. % of at least one ethylenically unsaturated acid, (d) from 0 to 19 wt. % of at least one aromatic vinyl compound and (e) from 0 to 20 wt. % of at least one additional ethylenically unsaturated compound other than any of compounds (a) to (d). Mass percentages are based on the total number of monomers; emulsion polymerization is carried out in the presence of a degraded polysaccharide.

Однако деградированный полисахарид, взятый в указанных количествах, может оказывать негативное влияние на цвет полимерной пленки.However, a degraded polysaccharide taken in the indicated amounts can adversely affect the color of the polymer film.

К недостаткам известного технического решения по прототипу стоит отнести также длительное время дозирования в реактор ингредиентов на второй стадии синтеза. Велика вероятность повышения вязкости полученного латекса за счет высоких дозировок деградированного крахмала, что негативно отражается на толщине отложенного геля при формовании изделий методом погружного макания.The disadvantages of the known technical solutions for the prototype should also include a long dosing time in the reactor ingredients at the second stage of synthesis. There is a high probability of increasing the viscosity of the obtained latex due to high dosages of degraded starch, which negatively affects the thickness of the deposited gel when molding products by immersion dipping.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения латекса, применимого в производстве защитных резиновых изделий методом погружного макания; в частности, латекса, обладающего высокой устойчивостью к воздействию отрицательных температур, введению вулканизующих агентов и механическим воздействиям, связанным с процессами перемешивания и перекачивания латекса по трубам.The present invention is to develop a method for producing latex, applicable in the manufacture of protective rubber products by dipping; in particular, latex, which is highly resistant to negative temperatures, the introduction of vulcanizing agents and mechanical stresses associated with the processes of mixing and pumping latex through pipes.

Технический результат настоящего изобретения заключается в получении латекса, частицы которого имеют оболочку с более низкой температурой стеклования в сравнении с внутренней частью частицы, что облегчает их коалесценцию при получении пленки и повышает морозостойкость латекса. Кроме того, полученный согласно настоящему изобретению латекс имеет улучшенную морозостойкость в сравнении с латексами, синтезированными без применения защитных коллоидов, отличается повышенной устойчивостью к введению вулканизующих агентов и улучшенными пленкообразующими свойствами.The technical result of the present invention is to obtain latex, the particles of which have a shell with a lower glass transition temperature in comparison with the inner part of the particle, which facilitates their coalescence upon receipt of the film and increases the frost resistance of the latex. In addition, the latex obtained according to the present invention has improved frost resistance compared to latexes synthesized without the use of protective colloids, is characterized by increased resistance to the introduction of vulcanizing agents and improved film-forming properties.

Указанный технический результат достигается за счет осуществления заявляемого способа получения латекса, согласно которому процесс проводят постадийно, с перераспределением потоков подачи сопряженного диена и ненасыщенной кислоты. Такой прием приводит к обогащению поверхности частиц полимеров с низкой температурой стеклования (образуется мягкая оболочка на частицах), что позволяет улучшить коалесценцию глобул при отложении геля. Кроме того, сочетание мягкой оболочки полимерных частиц и применение смеси защитных коллоидов в выбранном диапазоне концентраций позволяет повысить морозостойкость латекса до -16°С, при этом латекс замерзает при температуре -3÷-4°C, но при размораживании восстанавливает свои рабочие свойства. Это обеспечивает преимущества при круглогодичной транспортировке и хранении латекса по настоящему изобретению, по сравнению с хранением традиционного латекса, осуществляемым при температуре не ниже +5°С.The specified technical result is achieved through the implementation of the proposed method for producing latex, according to which the process is carried out in stages, with the redistribution of the feed flows of the conjugated diene and unsaturated acid. This technique leads to the enrichment of the surface of polymer particles with a low glass transition temperature (a soft shell forms on the particles), which allows to improve the coalescence of globules during gel deposition. In addition, the combination of a soft shell of polymer particles and the use of a mixture of protective colloids in a selected concentration range makes it possible to increase the frost resistance of latex to -16 ° C, while the latex freezes at a temperature of -3 ÷ -4 ° C, but restores its working properties when defrosting. This provides advantages for the year-round transportation and storage of the latex of the present invention, compared with the storage of traditional latex, carried out at a temperature not lower than + 5 ° C.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу получения латекса в полупериодическом режиме, включающему следующие стадии:The present invention relates to a method for producing latex in semi-periodic mode, comprising the following stages:

1) получение затравочного латекса;1) obtaining seed latex;

2) добавление к затравочному латексу воды, по меньшей мере, одного защитного коллоида, инициирующей системы и части основной смеси мономеров, содержащей 80-85 мас. % сопряженного диена и карбоксилирующего агента от их общего количества в составе основной смеси, и 100 мас. % мономера винилового ряда от всего количества данного мономера в составе основной смеси, а также введение регулятора молекулярной массы, эмульгатора и активатора полимеризации одновременно с мономерами;2) adding to the seed latex of water, at least one protective colloid, the initiating system and part of the main mixture of monomers containing 80-85 wt. % conjugated diene and carboxylating agent of their total amount in the composition of the main mixture, and 100 wt. % vinyl monomer of the total amount of this monomer in the composition of the main mixture, as well as the introduction of a molecular weight regulator, emulsifier and polymerization activator simultaneously with the monomers;

3) введение в реакционную зону оставшихся 15-20 мас. % мономеров основной смеси за 45-75 минут до окончания дозирования основной части смеси мономеров.3) the introduction into the reaction zone of the remaining 15-20 wt. % of the monomers of the main mixture 45-75 minutes before the end of dosing of the main part of the mixture of monomers.

Кроме того, изобретение относится к латексу, получаемому указанным способом, и применению такого латекса для изготовления изделий методом погружного макания.In addition, the invention relates to latex obtained by this method, and the use of such latex for the manufacture of products by dipping.

Согласно предлагаемому способу, смесь мономеров, содержащую сопряженный диен, мономер винилового ряда и карбоксилирующий агент, разделяют на две части: первая, основная часть смеси, составляет 80-85 мас. % от общей смеси мономеров, вторая часть - 15-20 мас. % от общей смеси мономеров.According to the proposed method, a mixture of monomers containing a conjugated diene, a vinyl monomer and a carboxylating agent are divided into two parts: the first, main part of the mixture is 80-85 wt. % of the total mixture of monomers, the second part is 15-20 wt. % of the total mixture of monomers.

Полимеризацию проводят в полупериодическом режиме, при этом в реакционную зону вводят затравочный латекс и смесь мономеров, причем смесь мономеров вводят постепенно, с определенной скоростью так, чтобы время подачи первой части смеси мономеров составляло от 5 до 7 часов, время подачи второй части - приблизительно 5 часов. Одновременно с введением смеси мономеров, в реакционную среду подают регулятор молекулярной массы, эмульгатор и активатор полимеризации.The polymerization is carried out in a semi-batch mode, with the introduction of the seed latex and a mixture of monomers, and the mixture of monomers is introduced gradually, at a certain speed so that the feed time of the first part of the mixture of monomers was from 5 to 7 hours, the feed time of the second part is approximately 5 hours. Simultaneously with the introduction of a mixture of monomers, a molecular weight regulator, an emulsifier and a polymerization activator are fed into the reaction medium.

Скорость подачи смеси мономеров и эмульгатора по настоящему способу регулируют таким образом, чтобы процесс полимеризации протекал только на частицах затравочного латекса, и не происходило образование новых частиц. В заявляемом способе это достигается при сохранении в реакционной зоне массового соотношения между полимерной и мономерной фазами на уровне (0,5-0,8):(1,0-1,2), соответственно. Для достижения указанного соотношения вторую порцию мономеров вводят в реакционную зону за 45-75 минут до окончания дозирования основной (первой) смеси мономеров.The feed rate of the mixture of monomers and emulsifier according to the present method is controlled so that the polymerization proceeds only on the seeds of the seed latex, and the formation of new particles did not occur. In the claimed method, this is achieved while maintaining in the reaction zone a mass ratio between the polymer and monomer phases at the level of (0.5-0.8) :( 1.0-1.2), respectively. To achieve the indicated ratio, a second portion of monomers is introduced into the reaction zone 45-75 minutes before the end of dosing of the main (first) mixture of monomers.

Затравочный латекс синтезируют in situ на стадии 1), непосредственно в реакторе полимеризации перед началом стадии 2) заявляемого способа, или его получают предварительно, в отдельном реакторе, а затем подают в реакционную зону на стадии 2). Дозировка затравочного латекса согласно настоящему способу составляет от 0,01 до 15 мас. частей в расчете на 100 мас. частей основной смеси мономеров. Предпочтительно применяют от 0,1 до 10 мас. частей на 100 мас. частей основной смеси мономеров затравочного латекса, наиболее предпочтительно от 1 до 5 мас. частей на 100 мас. частей основной смеси мономеров.The seed latex is synthesized in situ at stage 1), directly in the polymerization reactor before the start of stage 2) of the inventive method, or it is preliminarily obtained in a separate reactor, and then fed to the reaction zone at stage 2). The dosage of the seed latex according to the present method is from 0.01 to 15 wt. parts per 100 wt. parts of the main mixture of monomers. Preferably, from 0.1 to 10 wt. parts per 100 wt. parts of the main mixture of seed latex monomers, most preferably from 1 to 5 wt. parts per 100 wt. parts of the main mixture of monomers.

Размер частиц затравочного латекса составляет 10-90 нм, предпочтительно частицы латекса имеют размер от 20 до 80 нм, в наиболее оптимальном варианте применяют затравочный латекс с размером частиц 30-80 нм.The particle size of the seed latex is 10-90 nm, preferably the latex particles have a size of from 20 to 80 nm, in the most optimal embodiment, the seed latex with a particle size of 30-80 nm is used.

Мономеры для получения затравочного латекса на стадии 1) могут быть выбраны из мономеров, образующих основную смесь, или же быть отличными от них.The monomers for preparing the seed latex in step 1) may be selected from or different from the monomers forming the basic mixture.

В качестве мономеров, пригодных для получения затравочного латекса, применяют мономеры винилового ряда в качестве единственного мономера, либо их смеси с другими мономерами винилового ряда или сопряженными диенами.As monomers suitable for the preparation of seed latex, vinyl monomers are used as the only monomer, or mixtures thereof with other vinyl monomers or conjugated dienes.

В частности, мономеры винилового ряда выбирают из нитрилов, ароматических виниловых соединений, акрилкарбоксилатов, этиленненасыщенных амидов, винилкарбоксилатов, этиленненасыщенных аминов. Пододящие нитрилы выбирают, например, из акрилонитрила, метакрилонитрила, α-циано-этил-акрилонитрила и фумаронитрила. Подходящие ароматические виниловые соединения включают в себя, например, такие соединения, как стирол и α-метилстирол. Подходящие акрилкарбоксилаты выбирают, например, из метилакрилата, этилакрилата, бутилакрилата, 2-гидроксиэтилакрилата, метилметакрилата и глицидилметакрилата. Этиленненасыщенные амиды выбирают, в частности, из таких, как акриламид, метакриламид, N,N-диметилакриламид и N-метилолакриламид. В качестве винилкарбоксилата применяют, например, винилацетат. Этиленненасыщенные амины выбирают из таких, как, например, метиламиноэтил(мет)акрилат, диметиламиноэтил(мет)акрилат, 2-винилпиридин.In particular, vinyl monomers are selected from nitriles, aromatic vinyl compounds, acrylic carboxylates, ethylenically unsaturated amides, vinyl carboxylates, ethylenically unsaturated amines. Suitable nitriles are selected, for example, from acrylonitrile, methacrylonitrile, α-cyano-ethyl-acrylonitrile and fumaronitrile. Suitable aromatic vinyl compounds include, for example, compounds such as styrene and α-methyl styrene. Suitable acryl carboxylates are selected, for example, from methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, methyl methacrylate and glycidyl methacrylate. Ethylenically unsaturated amides are selected, in particular, from such as acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide and N-methylolacrylamide. As the vinyl carboxylate, for example, vinyl acetate is used. Ethylenically unsaturated amines are selected from, for example, methylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-vinylpyridine.

В частности, в качестве сопряженных диенов смеси мономеров по настоящему способу применяют 1,3-бутадиен, изопрен, 2-хлоро-1,3-бутадиен и 2-метил-1,3-бутадиен.In particular, 1,3-butadiene, isoprene, 2-chloro-1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene are used as conjugated dienes of the monomer mixture of the present method.

В одном из вариантов осуществления изобретения, для получения затравочного латекса применяют карбоксилирующие агенты этиленненасыщенные кислоты. Примеры таких этиленненасыщенных кислот включают, но не ограничиваются, такими одноосновными кислотами, как (мет)акриловая кислота и кротоновая кислота, примеры двухосновных кислот включают малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, а также их ангидриды и эфиры, например, моноэфиры двухосновных кислот (полуэфиры), такие как метилмалеинат, метилитаконоат.In one embodiment of the invention, ethylenically unsaturated acids are carboxylating agents used to prepare the seed latex. Examples of such ethylenically unsaturated acids include, but are not limited to, monobasic acids such as (meth) acrylic acid and crotonic acid; examples of dibasic acids include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and their anhydrides and esters, for example, monoesters of dibasic acids ( half esters) such as methyl maleate, methyl nitaconoate.

Предпочтительными для получения затравочного латекса являются такие мономеры, как стирол, акрилонитрил, метилметакрилат, бутилакрилат, 1,3-бутадиен, винилкарбоновая кислота или их смеси.Monomers such as styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, butyl acrylate, 1,3-butadiene, vinyl carboxylic acid, or mixtures thereof, are preferred for seed latex.

Наиболее предпочтительными в качестве затравочных являются латексы на основе сополимеров полистирола, полибутадиена, карбоксилированные сополимерные латексы на основе акрилонитрила, стирола или метилметакрилата, где винилкарбоновая кислота присутствует в количестве до 10 мас. частей от общей массы мономеров.Most preferred as seed are latexes based on polystyrene, polybutadiene copolymers, carboxylated copolymer latexes based on acrylonitrile, styrene or methyl methacrylate, where vinyl carboxylic acid is present in an amount of up to 10 wt. parts of the total mass of monomers.

Кроме того, в качестве затравки, вместо затравочного латекса, могут применяться неорганические пигменты, имеющие размер частиц от 50 до 100 нм, например, такие как диоксид кремния (силика); см., например, патент US 5750618. Для стабилизации получаемого латекса, а также для регулирования размера частиц целевого латекса, в процессе получения затравочного латекса применяют эмульгаторы, например, такие, как анионактивные эмульгаторы, выбранные из группы, содержащей соли высших жирных сульфатированных спиртов, высшие алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, арилсульфонаты, а также продукты их конденсации с формальдегидом, соли сульфосукцинатов, аддукты сульфатированных эфиров с этиленоксидом. Предпочтительно, в качестве эмульгатора применяют лаурилсульфат натрия и/или алкилбензолсульфонат натрия.In addition, inorganic pigments having a particle size of 50 to 100 nm, for example, such as silicon dioxide (silica), can be used as a seed, instead of a seed latex. see, for example, US Pat. No. 5,750,618. To stabilize the resulting latex, and also to control the particle size of the target latex, emulsifiers are used in the process of preparing seed latex, for example, such as anionic emulsifiers selected from the group consisting of salts of higher fatty sulfated alcohols, higher alkyl sulfonates, alkylaryl sulfonates, aryl sulfonates, as well as products of their condensation with formaldehyde, salts of sulfosuccinates, adducts of sulfated esters with ethylene oxide. Preferably, sodium lauryl sulfate and / or sodium alkylbenzenesulfonate are used as emulsifier.

Общее количество эмульгатора, участвующего в полимеризации латекса согласно заявляемому способу, выбирают так, чтобы избежать дестабилизации системы (то есть не допустить коагуляции), и, при этом, обеспечить бы рост частиц только затравочного латекса.The total amount of emulsifier involved in the polymerization of latex according to the claimed method, is chosen so as to avoid destabilization of the system (that is, to prevent coagulation), and, at the same time, to ensure the growth of particles only seed latex.

В частности, количество эмульгатора, используемого при получении затравочного латекса, составляет от 1 до 20 мас. % в расчете на общее количество мономеров, в предпочтительном варианте - от 2 мас. % до 10 мас. %.In particular, the amount of emulsifier used in the preparation of seed latex is from 1 to 20 wt. % based on the total number of monomers, in the preferred embodiment, from 2 wt. % up to 10 wt. %

Дополнительно, при получении затравочного латекса методом эмульсионной полимеризации применяют буферы и хелатирующие агенты. В качестве таких веществ используют фосфаты и пирофосфаты щелочных металлов, а также соли щелочных металлов этилендиаминтетрауксусной кислоты, в частности, такие как этилендиаминтетраацетат натрия (Трилон Б), или неорганические соли, такие как тринатрийфосфат, пирофосфат натрия. Количество буфера и хелатирующего агента составляет от 0,01 до 1 мас. частей в расчете на общее количество мономеров.Additionally, buffers and chelating agents are used in the preparation of seed latex by emulsion polymerization. As such substances, alkali metal phosphates and pyrophosphates are used, as well as alkali metal salts of ethylenediaminetetraacetic acid, in particular, such as sodium ethylene diamine tetraacetate (Trilon B), or inorganic salts, such as trisodium phosphate, sodium pyrophosphate. The amount of buffer and chelating agent is from 0.01 to 1 wt. parts based on the total number of monomers.

Получение затравочного латекса проводят в присутствии инициатора полимеризации и регулятора молекулярной массы, типичных для процесса эмульсионной полимеризации. Как правило, инициатор выбирают из водорастворимых персульфатов, предпочтительно используют персульфат аммония или калия. Количество применяемого инициатора составляет от 0,1 до 10 мас. %, предпочтительно от 0,5 до 2 мас. % в расчете на общее количество мономеров.Obtaining seed latex is carried out in the presence of a polymerization initiator and molecular weight regulator, typical of the emulsion polymerization process. Typically, the initiator is selected from water-soluble persulfates, preferably ammonium or potassium persulfate is used. The amount of initiator used is from 0.1 to 10 wt. %, preferably from 0.5 to 2 wt. % based on the total number of monomers.

Типичными регуляторами молекулярной массы / агентами переноса цепи являются органические тиосоединения. Регулятор молекулярной массы выбирают из ряда таких соединений, как н-гексилмеркаптан, н-октилмеркаптан, н-додецилмеркаптан, трет-додецилмеркаптан, н-гексадецилмеркаптан, н-тетрадецилмеркаптан, трет-тетрадецилмеркаптан. В качестве регулятора также могут применяться ксантогендисульфиды, в частности такие как диметилксантогендисульфид, диэтилксантогендисульфид и диизопропилксантогендисульфид; тиурама дисульфиды, такие как тетраметилтиурамдисульфид, тетраэтилтиурамдисульфид, тетрабутилтиурамдисульфид; галогенированные углеводороды, такие как хлороформ, четыреххлористый углерод, углеводороды такие как пентафенилэтан, димер альфаметилстирола, акролеин, аллиловый спирт, 2-этилгексил тиогликолят, терпинолен, α-терпинен, γ-терпинен, дипентен.Typical molecular weight regulators / chain transfer agents are organic thio compounds. The molecular weight regulator is selected from a number of compounds such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-hexadecyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, t-tetradecyl mercaptan. Xanthogen disulphides, in particular such as dimethyl xanthohendisulphide, diethyl xanthohendisulphide and diisopropyl xanthogen disulphide may also be used as a regulator; thiuram disulfides such as tetramethylthiuram disulfide, tetraethyl thiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide; halogenated hydrocarbons such as chloroform, carbon tetrachloride, hydrocarbons such as pentaphenylethane, dimer of alphamethylstyrene, acrolein, allyl alcohol, 2-ethylhexyl thioglycolate, terpinolene, α-terpinene, γ-terpinene, dipentene.

Предпочтительно, в качестве регулятора молекулярной массы применяют меркаптаны и ксантогендисульфиды, тиурама дисульфиды, 1,1-дифенилэтилен, димер α-метилстирола. Все перечисленные регуляторы могут применяться по отдельности или в различных комбинациях (два или более) в суммарном количестве до 5 мас. %, в частности от 0,2 мас. частей до 2,0 мас. частей в расчете на 100 мас. частей мономеров. В частности, наиболее распространенным и общедоступным регулятором молекулярной массы является меркаптан.Preferably, mercaptans and xanthogendisulfides, thiuram disulfides, 1,1-diphenylethylene, α-methylstyrene dimer are used as molecular weight regulator. All of these regulators can be used individually or in various combinations (two or more) in a total amount of up to 5 wt. %, in particular from 0.2 wt. parts to 2.0 wt. parts per 100 wt. parts of monomers. In particular, the most common and generally available molecular weight regulator is mercaptan.

В качестве мономеров, применяемых на стадиях 2)-3) способа согласно настоящему изобретению, применяют сопряженные диены и мономеры винилового и/или виниларилового ряда. Сопряженный диен выбирают, в частности, из 1,3-бутадиена, изопрена, 2,3-диметил-1,3-бутадиена, пиперилена, 2-метил-3-этил-1,3-бутадиена, 3-метил-1,3-пентадиена, 2-метил-3-этил-1,3-пентадиена, 1,3-гексадиена, 2-метил-1,3-гексадиена, 1,3-гептадиена, 3-метил-1,3-гептадиена, 1,3-октадиена, 3-бутил- 1,3-октадиена, 3,4-диметил-1,3-гексадиена, 4,5-диэтил-1,3-октадиена, фенил-1,3-бутадиена, 2,3-диэтил-1,3-бутадиена, 2,3-ди-н-пропил-1,3-бутадиена, 2-метил-3-изопропил-1,3-бутадиена.As monomers used in stages 2) -3) of the method according to the present invention, conjugated dienes and monomers of the vinyl and / or vinyl aryl series are used. The conjugated diene is selected, in particular, from 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 2-methyl-3-ethyl-1,3-butadiene, 3-methyl-1, 3-pentadiene, 2-methyl-3-ethyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2-methyl-1,3-hexadiene, 1,3-heptadiene, 3-methyl-1,3-heptadiene, 1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, 3,4-dimethyl-1,3-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, phenyl-1,3-butadiene, 2, 3-diethyl-1,3-butadiene, 2,3-di-n-propyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3-isopropyl-1,3-butadiene.

Предпочтительными сопряженными диенами являются 1,3- бутадиен, изопрен и пиперилен.Preferred conjugated dienes are 1,3-butadiene, isoprene and piperylene.

Наиболее предпочтительно применение 1,3-бутадиена.Most preferred is the use of 1,3-butadiene.

Количество применяемого сопряженного диена согласно настоящему способу составляет диапазон от 35 мас. % до 80 мас. %, предпочтительно - от 35 до 70 мас. % от общего количества мономеров в составе основной смеси.The amount of conjugated diene used according to the present method is in the range of 35 wt. % to 80 wt. %, preferably from 35 to 70 wt. % of the total number of monomers in the composition of the main mixture.

Указанный мономер винилового ряда выбирают из виниловых эфиров, нитрилов и арилолефинов. В частности, мономер винилового ряда выбирают из нитрилов (мет)акриловой кислоты, бутилакрилата, стирола, альфа-метилстирола. В наиболее предпочтительном варианте применяют нитрил акриловой кислоты.The specified vinyl series monomer is selected from vinyl esters, nitriles and aryl olefins. In particular, the vinyl monomer is selected from nitriles (meth) acrylic acid, butyl acrylate, styrene, alpha-methyl styrene. In the most preferred embodiment, nitrile of acrylic acid is used.

Количество применяемого мономера винилового ряда по настоящему изобретению составляет от 15 до 45 мас. %, предпочтительно от 18 до 40 мас. % от всего количества мономеров в составе основной смеси.The amount of vinyl monomer used in the present invention is from 15 to 45 wt. %, preferably from 18 to 40 wt. % of the total number of monomers in the composition of the main mixture.

Карбоксилирующий агент, входящий в состав смеси мономеров, используемой на стадиях 2)-3) настоящего способа, выбирают из группы этиленненасыщенных карбоновых кислот.В частности, в качестве карбоксилирующих агентов применяют альфа(метилен)карбоксилированные кислоты или их смеси, например, такие как акриловая, метакриловая, итаконовая, фумаровая кислоты, или их смеси.The carboxylating agent included in the monomer mixture used in stages 2) -3) of the present process is selected from the group of ethylenically unsaturated carboxylic acids. In particular, alpha (methylene) carboxylated acids or mixtures thereof, for example, such as acrylic, are used as carboxylating agents. , methacrylic, itaconic, fumaric acids, or mixtures thereof.

Содержание указанного карбоксилирующего агента составляет 1-10 мас. %, предпочтительно от 2 до 5 мас. % от всего количества мономеров в составе основной смеси.The content of the specified carboxylating agent is 1-10 wt. %, preferably from 2 to 5 wt. % of the total number of monomers in the composition of the main mixture.

При получении и модификации готовых латексов необязательно используют ряд добавок, в частности, природных и синтетических защитных коллоидов,Upon receipt and modification of finished latexes, a number of additives are optionally used, in particular, natural and synthetic protective colloids,

которые выполняют роль модификаторов вязкости, поверхностно-активных добавок, улучшающих устойчивость композиций к механическим воздействиям, распределение в дисперсии инертных наполнителей.which play the role of viscosity modifiers, surface-active additives that improve the resistance of compositions to mechanical stress, the distribution of inert fillers in the dispersion.

В качестве защитных коллоидов применяют водорастворимые полимеры как природного, так и искусственного происхождения. Из природных полимеров наибольшее применение получили полисахариды, а из искусственных - продукты модификации целлюлозы.Water-soluble polymers of both natural and artificial origin are used as protective colloids. Of the natural polymers, polysaccharides are most widely used, and of artificial polymers, cellulose modification products.

Предпочтительным искусственным защитным коллоидом является водорастворимый простой эфир целлюлозы и гликолевой кислоты, который получен с использованием этиленоксида, метилхлорида, пропиленоксида, монохлоруксусной кислоты, или их смесей. Особенно предпочтительными являются карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и ее производные, степень карбоксильного замещения (СЗ) которых составляет от приблизительно 0,7 до приблизительно 2,9, более предпочтительно от приблизительно 0,7 до приблизительно 1,5 и наиболее предпочтительно от приблизительно 1,0 до приблизительно 1,4.A preferred artificial protective colloid is a water-soluble cellulose ether and glycolic acid, which is prepared using ethylene oxide, methyl chloride, propylene oxide, monochloracetic acid, or mixtures thereof. Particularly preferred are carboxymethyl cellulose (CMC) and its derivatives, the degree of carboxyl substitution (C3) of which is from about 0.7 to about 2.9, more preferably from about 0.7 to about 1.5, and most preferably from about 1.0 to about 1.4.

Применяемые согласно заявляемому способу производные карбоксиметилцеллюлозы включают, без ограничения, метилкарбоксиметилцеллюлозу, этилкарбоксиметилцеллюлозу, гидроксиэтилкарбоксиметилцеллюлозу, гидроксипропилкарбоксиметилцеллюлозу, метоксиэтилкарбоксиметилцеллюлозу, этоксиэтилкарбоксиметилцеллюлозу и диэтиламинокарбоксиметилцеллюлозу или их смеси.Used according to the claimed method carboxymethylcellulose derivatives include, without limitation, metilkarboksimetiltsellyulozu, etilkarboksimetiltsellyulozu, hydroxyethylcarboxymethyl cellulose, gidroksipropilkarboksimetiltsellyulozu, metoksietilkarboksimetiltsellyulozu, ethoxyethyl carboxymethylcellulose, and diethyl or mixtures thereof.

В одном из вариантов осуществления изобретения, применяют гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ), причем предпочтительная степень гидроксиэтильного молярного замещения (МЗ) составляет от примерно 1,6 до примерно 4,0, более предпочтительно от примерно 1,8 до примерно 3,5 и наиболее предпочтительно от примерно 1,8 до примерно 2,9.In one embodiment of the invention, hydroxyethyl cellulose (HEC) is used, the preferred degree of hydroxyethyl molar substitution (MOH) being from about 1.6 to about 4.0, more preferably from about 1.8 to about 3.5, and most preferably from about 1.8 to about 2.9.

Кроме того, в качестве защитных коллоидов могут быть использованы гидрофобно-модифицированные простые эфиры целлюлозы. Подходящие гидрофобно-модифицированные простые эфиры целлюлозы представляют собой, в частности, целлюлозные эфиры, которые замещены углеводородом, содержащим 4-25 углеродных атомов, причем массовое количество этого углеводорода составляет от примерно 0,1 до примерно 3,0 мас. %, более предпочтительно от примерно 0,1 до примерно 2,0 мас. % от общего количества гидрофобно-модифицированного простого эфира целлюлозы.In addition, hydrophobically-modified cellulose ethers can be used as protective colloids. Suitable hydrophobically-modified cellulose ethers are, in particular, cellulose ethers which are substituted with a hydrocarbon containing 4-25 carbon atoms, the mass amount of this hydrocarbon being from about 0.1 to about 3.0 wt. %, more preferably from about 0.1 to about 2.0 wt. % of the total amount of hydrophobically-modified cellulose ether.

Предпочтительный гидрофобно-модифицированный целлюлозный эфир представляет собой гидрофобно-модифицированную гидроксиэтилцеллюлозу (ГМГЭЦ). Предпочтительной гидрофобно-модифицированной гидроксиэтилцеллюлозой является гидроксиэтилцеллюлоза, которая дополнительно замещена углеводородом, содержащим 4-25 углеродных атомов, причем массовое количество этого углеводорода составляет от примерно 0,1 до примерно 3,0%, более предпочтительно от примерно 0,1 до примерно 2,0% от общего количества гидрофобно-модифицированной гидроксиэтилцеллюлозы. В предпочтительном варианте степень гидроксиэтильного молярного замещения указанной ГМГЭЦ составляет от примерно 2,9 до примерно 4,0, более предпочтительно от примерно 2,9 до примерно 3,5.A preferred hydrophobically-modified cellulose ether is hydrophobically-modified hydroxyethyl cellulose (HMHEC). A preferred hydrophobically-modified hydroxyethyl cellulose is hydroxyethyl cellulose, which is further substituted with a hydrocarbon containing 4-25 carbon atoms, the mass amount of this hydrocarbon being from about 0.1 to about 3.0%, more preferably from about 0.1 to about 2.0 % of the total amount of hydrophobically-modified hydroxyethyl cellulose. In a preferred embodiment, the degree of hydroxyethyl molar substitution of said HMHEC is from about 2.9 to about 4.0, more preferably from about 2.9 to about 3.5.

К другим простым эфирам целлюлозы, которые могут быть использованы по настоящему изобретению в качестве защитных коллоидов, относятся этилгидроксиэтилцеллюлоза (ЭГЭЦ), метилцеллюлоза (МЦ), метилгидроксипропилцеллюлоза (МГПЦ) и гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ).Other cellulose ethers that can be used as protective colloids of the present invention include ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl cellulose (MC), methyl hydroxypropyl cellulose (MGPC) and hydroxypropyl cellulose (GPC).

Прочие соединения, которые могут применяться в качестве защитных коллоидов, представляют собой оксиэтилированные производные крахмала, частично и полностью гидролизованный поливиниловый спирт, полиакриловая кислота, полиакрилаты щелочных металлов (например, калия, натрия), полиакрилаты, полиакриламид, сополимер метилвинилового эфира и малеинового ангидрида, поливинилпирролидон, водорастворимый крахмальный клей, желатин, водорастворимые альгинаты, казеин, агар, природные и искусственные камеди. К низкомолекулярным полисахаридам относится также декстрин - полисахарид, образующийся из крахмала в процессе его деструкции в кислой среде при повышенных температурах, степень декстринизации может варьироваться от 60% до 100%.Other compounds that can be used as protective colloids are hydroxyethylated starch derivatives, partially and fully hydrolyzed polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, alkali metal polyacrylates (e.g. potassium, sodium), polyacrylates, polyacrylamide, methyl vinyl ether copolymer, maleic anhydride, maleic anhydride. , water-soluble starch glue, gelatin, water-soluble alginates, casein, agar, natural and artificial gums. Low molecular weight polysaccharides also include dextrin - a polysaccharide formed from starch in the process of its destruction in an acidic environment at elevated temperatures, the degree of dextrinization can vary from 60% to 100%.

Защитный коллоид используют в количестве, эффективном для стабилизации латексной системы. В частности, концентрацию защитного коллоида при осуществлении способа эмульсионной полимеризации можно варьировать в широком интервале, причем верхний предел определяется только экономическими и практическими соображениями, основанными на том, какими свойствами должен обладать конечный продукт.The protective colloid is used in an amount effective to stabilize the latex system. In particular, the concentration of the protective colloid during the emulsion polymerization process can be varied over a wide range, the upper limit being determined only by economic and practical considerations based on what properties the final product should have.

В предпочтительном варианте верхний предел концентрации защитного коллоида составляет приблизительно 5,0 мас. %, более предпочтительно 3,5 мас. % и наиболее предпочтительно примерно 2,5 мас. % от общего количества мономеров в реакционной смеси. Предпочтительный нижний предел составляет приблизительно 0,005 мас. %. Более предпочтительный нижний предел составляет примерно 0,05 мас. % и наиболее предпочтительный нижний предел составляет около 0,1 мас. % от общего количества мономеров.In a preferred embodiment, the upper limit of the concentration of the protective colloid is approximately 5.0 wt. %, more preferably 3.5 wt. % and most preferably about 2.5 wt. % of the total amount of monomers in the reaction mixture. A preferred lower limit is about 0.005 wt. % A more preferred lower limit is about 0.05 wt. % and most preferred lower limit is about 0.1 wt. % of the total number of monomers.

Защитный коллоид по изобретению может быть использован либо индивидуально, либо в сочетании с другими защитными коллоидами или поверхностно-активными веществами. Например, КМЦ-производное можно использовать в качестве единственного стабилизатора или в сочетании с одним или несколькими поверхностно-активными веществами.The protective colloid of the invention can be used either individually or in combination with other protective colloids or surfactants. For example, a CMC derivative can be used as the sole stabilizer or in combination with one or more surfactants.

Согласно настоящему изобретению применяют инициирующую систему, состоящую из свободнорадикального инициатора, буфера и активаторов. Применяемые инициаторы представляют собой неорганические пероксисоединения, такие как пероксид водорода, персульфаты калия или аммония, пероксикарбонаты и пероксибораты, органические гидроперекиси, такие как: алкилгидропереоксиды, диалкилпероксиды, смеси алкилгидропероксидов и диалкилпероксидов, эфиры, такие как третбутилпербензоат, комбинации неорганических и органических инициаторов. Количество инициатора составляет обычно от 0,01 до 5 мас. частей на общее количество мономеров, предпочтительное количество инициатора составляет от 0,05 до 2,0 мас. частей.According to the present invention, an initiating system consisting of a free radical initiator, a buffer and activators is used. The initiators used are inorganic peroxy compounds, such as hydrogen peroxide, potassium or ammonium persulfates, peroxycarbonates and peroxyborates, organic hydroperoxides, such as alkyl hydroperoxides, dialkyl peroxides, mixtures of alkyl hydroperoxides and dialkyl peroxides, ethers such as non-organobutyric butyl butyl peroxides. The amount of initiator is usually from 0.01 to 5 wt. parts to the total number of monomers, the preferred amount of initiator is from 0.05 to 2.0 wt. parts.

Органические и неорганические инициаторы могут применяться в комбинации с одним и более активаторами. Примерами подходящих активаторов являются диоксид серы, дисульфиты щелочных металлов, гидросульфиты щелочных металлов и аммония, тиосульфаты, дитионииты и формальдегидсульфоксилаты, гидроксиламингидрохлорид, гидразинсульфат, глюкоза и аскорбиновая кислота. Выбор предпочтительных инициатора и активатора зависит от природы применяемых в способе мономеров и температуры реакции полимеризации.Organic and inorganic initiators may be used in combination with one or more activators. Examples of suitable activators are sulfur dioxide, alkali metal disulfites, alkali metal and ammonium hydrosulfites, thiosulfates, dithionites and formaldehyde sulfoxylates, hydroxylamine hydrochloride, hydrazine sulfate, glucose and ascorbic acid. The choice of preferred initiator and activator depends on the nature of the monomers used in the process and the temperature of the polymerization reaction.

Также, при получении латекса по настоящему изобретению могут быть, при необходимости, использованы буфер и регулятор pH.Also, when preparing the latex of the present invention, a buffer and a pH adjuster may be used, if necessary.

Затравочный латекс получают периодическим способом в подходящем реакторе для полимеризации, например, в автоклаве, снабженном перемешивающим устройством и системой терморегуляции. В реактор загружают воду, эмульгатор, буфер, диспергатор, а затем подают мономеры. Полученную смесь при постоянном перемешивании нагревают до 45-75°С, после чего загружают половину расчетного количества инициатора в виде водного раствора. Полимеризацию проводят до 55-65% конверсии мономеров, а затем вводят оставшееся количество инициатора и доводят реакцию до 100% конверсии. Полученную дисперсию охлаждают до комнатной температуры и применяют для синтеза основного, целевого латекса. Получение затравочного латекса проводят либо в отдельном реакторе, либо in situ в том же реакторе полимеризации, в котором синтезируют целевой латекс.Seed latex is produced in a batch process in a suitable polymerization reactor, for example, in an autoclave equipped with a stirrer and a thermoregulation system. Water, an emulsifier, a buffer, a dispersant are charged to the reactor, and then monomers are fed. The resulting mixture with constant stirring is heated to 45-75 ° C, after which half of the calculated amount of initiator is loaded in the form of an aqueous solution. The polymerization is carried out to 55-65% of the conversion of monomers, and then the remaining amount of initiator is introduced and the reaction is brought to 100% conversion. The resulting dispersion is cooled to room temperature and used for the synthesis of basic, target latex. The seed latex is prepared either in a separate reactor or in situ in the same polymerization reactor in which the target latex is synthesized.

Для получения основного латекса в реактор полимеризации к затравочному латексу добавляют воду, по меньшей мере, один защитный коллоид, инициатор, активатор и буфер. В отдельном реакторе готовят смесь мономеров. Реактор охлаждают до температуры 5°C. При этом содержание диена и ненасыщенной кислоты в этой смеси на 20% ниже расчетного значения. Кроме того, в отдельной емкости готовят смесь воды, активатора и эмульгатора. На первой стадии реакции автоклав, содержащий водорастворимые ингредиенты, нагревают до 30°C, после чего в него начинают непрерывную подачу мономерной смеси, а также параллельно подают водный раствор эмульгатора и активатора в течение 5 часов. Температура реакции при этом составляет 40°C. За 1 час до окончания подачи первой порции мономерной смеси начинают подачу оставшихся мономеров в течение 5 часов при параллельном дозировании раствора активатора и эмульгатора. Температуру реакции в реакторе поддерживают на уровне 38-40°C, процесс проводят до сухого остатка 45% (конверсия 99%). Полученный латекс после введения аммиака до значения pH=7,5 освобождают от остаточных мономеров отгонкой на роторно-пленочном испарителе при температуре 55°C.In order to obtain a basic latex, at least one protective colloid, initiator, activator and buffer are added to the seed latex in the polymerization reactor. A mixture of monomers is prepared in a separate reactor. The reactor is cooled to a temperature of 5 ° C. The content of diene and unsaturated acid in this mixture is 20% lower than the calculated value. In addition, in a separate container, a mixture of water, activator and emulsifier is prepared. At the first stage of the reaction, the autoclave containing water-soluble ingredients is heated to 30 ° C, after which a continuous supply of the monomer mixture is started, and an aqueous solution of emulsifier and activator is also fed in parallel for 5 hours. The reaction temperature is 40 ° C. 1 hour before the end of the filing of the first portion of the monomer mixture, the remaining monomers are fed in for 5 hours while dosing the activator and emulsifier solution in parallel. The reaction temperature in the reactor is maintained at 38-40 ° C, the process is carried out to a dry residue of 45% (99% conversion). The obtained latex after the introduction of ammonia to a pH value of 7.5 is freed from residual monomers by distillation on a rotary-film evaporator at a temperature of 55 ° C.

Настоящее изобретение касается также латекса, полученного описанным выше способом. Такой латекс характеризуется, в частности, температурой морозостойкости до -16°C.The present invention also relates to latex obtained by the method described above. Such latex is characterized, in particular, by a frost resistance temperature of -16 ° C.

Кроме того, еще одним объектом настоящего изобретения является применение упомянутого латекса для изготовления изделий, например, таких, как перчатки, методом погружного макания.In addition, another object of the present invention is the use of the said latex for the manufacture of products, for example, such as gloves, by dipping.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Методы испытаний:Test Methods:

1) Массовая доля сухого вещества латекса определялась высушиванием навески определенной массы до постоянного веса по ГОСТ 25709.1) The mass fraction of dry matter of latex was determined by drying a sample of a certain mass to a constant weight according to GOST 25709.

2) Определение водородного показателя pH проводили на иономере ЭВ-74.2) Determination of pH pH was carried out on an ionomer EV-74.

3) Определение поверхностного натяжения латекса на границе раздела с воздухом проводили по ГОСТ 20216-74.3) Determination of the surface tension of latex at the interface with air was carried out according to GOST 20216-74.

4) Определение устойчивости латекса к механическим воздействиям проводили на приборе Марона. С этой целью 75 мл латекса с известным сухим остатком подвергали перемешиванию со скоростью 1500 об/мин в узком зазоре между ротором и статором в течение 5 минут. После окончания динамического воздействия латекс фильтровался через капроновую сетку, отделенный от латекса коагулюм промывался, высушивался до постоянной массы при температуре 105°С. Количество коагулюма, выраженное в процентах по отношению к общей массе полимера в анализируемом образце, рассматривалась как мера устойчивости латекса к механическим воздействиям. Устойчивость к механическим воздействиям определяют как количество коагулюма после обработки в приборе Марона (Коллоидная химия синтетических латексов: Учебное пособие. /Р.Э. Нейман, О.Г. Киселева, А.К. Егоров, Т.М. Васильева. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. - 196 с.).4) The latex resistance to mechanical stress was determined using a Maron instrument. To this end, 75 ml of latex with a known dry residue was mixed at a speed of 1500 rpm in a narrow gap between the rotor and stator for 5 minutes. After the dynamic action ended, the latex was filtered through a nylon mesh, the coagulum separated from the latex was washed, dried to constant weight at a temperature of 105 ° C. The amount of coagulum, expressed as a percentage in relation to the total polymer mass in the analyzed sample, was considered as a measure of the latex resistance to mechanical stress. Resistance to mechanical stress is defined as the amount of coagulum after treatment in a Maron device (Colloid chemistry of synthetic latexes: Textbook. / R.E. Neumann, OG Kiseleva, AK Egorov, TM Vasilieva. - Voronezh: VSU Publishing House, 1984.- 196 p.).

5) Внешний вид пленки определяли визуально.5) The appearance of the film was determined visually.

6) Определение массовой доли легколетучих веществ определяли по ГОСТ Р 54546 (АСТМ Д 57745668 метод С).6) The determination of the mass fraction of volatile substances was determined according to GOST R 54546 (ASTM D 57745668 method C).

7) Содержание остаточного нитрила акриловой кислоты (НАК) определяют хроматографически по ТУ 38.103578-85 п. 4.7.7) The content of residual nitrile of acrylic acid (NAC) is determined chromatographically according to TU 38.103578-85 p. 4.7.

8) Средний диаметр частиц определяли на приборе Zetatrac по ISO 13320:2009.8) The average particle diameter was determined on a Zetatrac instrument according to ISO 13320: 2009.

9) Оценку морозостойкости латекса проводили по методике, описанной в авторском свидетельстве СССР №1328353.9) Evaluation of frost resistance of latex was carried out according to the method described in the USSR copyright certificate No. 1328353.

10) Физико-механические показатели вулканизованных латексных пленок определяли по DIN 53504.10) Physico-mechanical properties of vulcanized latex films were determined according to DIN 53504.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется ниже приведенными примерами конкретного исполнения, которые иллюстрируют, но не ограничивают объем притязаний данного изобретения. Специалистам в данной области будет ясно, что оно не ограничивается только ими и того же эффекта можно добиться, применив эквивалентные формулы.The essence of the proposed technical solution is illustrated below by the examples of specific performance, which illustrate, but do not limit the scope of the claims of this invention. Specialists in this field will be clear that it is not limited only to them and the same effect can be achieved by applying equivalent formulas.

Пример 1 (по изобретению)Example 1 (according to the invention)

Получение затравочного латекса (стадия 1)).Getting seed latex (stage 1)).

В реактор, снабженный мешалкой и терморегулирующей рубашкой, подают 120 мас. частей воды, 3,5 мас. частей эмульгатора - лаурилсульфата натрия, 0,03 мас. частей буфера - трилона Б., 0,5 мас. частей диспергатора на основе нафталинсульфокислоты (НФ), затем вводят мономеры и регулятор молекулярной массы - 42,5 мас. частей стирола, 0,3 мас. частей третичного додецилмеркаптана (ТДМ), и 2,5 мас. частей метакриловой кислоты. После продувки реактора азотом загружают 55,0 мас. частей бутадиена. Полученную смесь при перемешивании нагревают до 64°С, после чего подают половину расчетного количества инициатора - персульфата аммония (0,03 мас. частей) в виде 4,5% водного раствора. Полимеризацию проводят до 65% конверсии мономеров, затем вводят оставшееся количество инициатора. Процесс проводят до 100% конверсии мономеров. Полученную дисперсию охлаждают до комнатной температуры и используют для получения целевого латекса.In a reactor equipped with a stirrer and a temperature-controlled jacket, serves 120 wt. parts of water, 3.5 wt. parts of an emulsifier - sodium lauryl sulfate, 0.03 wt. parts of the buffer - trilon B., 0.5 wt. parts of a dispersant based on naphthalenesulfonic acid (NF), then monomers and a molecular weight regulator, 42.5 wt. parts of styrene, 0.3 wt. parts of tertiary dodecyl mercaptan (TDM), and 2.5 wt. parts of methacrylic acid. After purging the reactor with nitrogen, 55.0 wt. parts of butadiene. The resulting mixture is heated to 64 ° C with stirring, after which half the calculated amount of the initiator is ammonium persulfate (0.03 wt. Parts) in the form of a 4.5% aqueous solution. The polymerization is carried out up to 65% of the conversion of monomers, then enter the remaining amount of initiator. The process is carried out up to 100% conversion of monomers. The resulting dispersion is cooled to room temperature and used to obtain the target latex.

Получение целевого латекса (стадия 2).Obtaining the target latex (stage 2).

Целевой латекс получают в 2-х литровом стальном автоклаве, снабженном мешалкой и терморегулирующей рубашкой. В реактор загружают затравочный латекс, воду, защитный коллоид, представляющий собой смесь карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и декстрина, инициатор - гидроперекись третичного бутила, активатор - сульфат железа, буфер - динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. В отдельном реакторе, снабженном мешалкой и терморегулирующей рубашкой, готовят смесь мономеров, состоящую из нитрила акриловой кислоты, метакриловой кислоты, в которую после продувки реактора азотом вводят бутадиен. Реактор с мономерами после загрузки всех ингредиентов охлаждают до температуры 5°С. При этом содержание бутадиена и ненасыщенной кислоты в полученной смеси на 20% ниже расчетного значения. Кроме того, в отдельной емкости готовят смесь воды, активатора - сульфоксилата натрия (ронгалита) и эмульгатора алкилбензолсульфоната натрия. На первой стадии реакции автоклав, содержащий водорастворимые ингредиенты и затравку нагревают до 30°C, после чего в него непрерывно подают первую мономерную смесь, а также параллельно подают водный раствор эмульгатора и активатора в течение 5 часов. Температура полимеризации составляет 40°C. За 1 час до окончания подачи первой части мономерной смеси, начинают подачу второй части мономерной смеси. Вторую часть смеси мономеров подают в течение 5 часов при параллельном дозировании смеси растворов активатора и эмульгатора. Температуру в полимеризаторе поддерживают на уровне 38-40°С, полимеризацию ведут до сухого остатка 45% (конверсия 99%). Полученный латекс после введения аммиака до достижения рН=7,5 освобождают от остаточных мономеров отгонкой на роторно-пленочном испарителе при температуре 55°С.The target latex is obtained in a 2 liter steel autoclave equipped with a stirrer and a temperature-controlled jacket. Seed latex, water, a protective colloid, which is a mixture of carboxymethyl cellulose (CMC) and dextrin, the initiator is tertiary butyl hydroperoxide, the activator is ferrous sulfate, and the buffer is disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid. In a separate reactor equipped with a stirrer and a temperature-controlled jacket, a mixture of monomers is prepared, consisting of nitrile of acrylic acid, methacrylic acid, into which, after the reactor is purged with nitrogen, butadiene is introduced. The reactor with monomers after loading all the ingredients is cooled to a temperature of 5 ° C. The content of butadiene and unsaturated acid in the resulting mixture is 20% lower than the calculated value. In addition, in a separate container, a mixture of water, an activator — sodium sulfoxylate (rongalite) and sodium alkylbenzenesulfonate emulsifier is prepared. In the first stage of the reaction, the autoclave containing water-soluble ingredients and the seed is heated to 30 ° C, after which the first monomer mixture is continuously fed into it, and an aqueous solution of emulsifier and activator is simultaneously fed for 5 hours. The polymerization temperature is 40 ° C. 1 hour before the end of the supply of the first part of the monomer mixture, start the flow of the second part of the monomer mixture. The second part of the mixture of monomers is served for 5 hours with parallel dosing of a mixture of solutions of activator and emulsifier. The temperature in the polymerizer is maintained at 38-40 ° C, the polymerization is carried out to a dry residue of 45% (99% conversion). The obtained latex after the introduction of ammonia until pH = 7.5 is freed from the residual monomers by distillation on a rotary-film evaporator at a temperature of 55 ° C.

Пример 2Example 2

Полимеризацию проводят аналогично примеру 1. В качестве добавки применяют 0,5 мас. частей низкомолекулярной КМЦ и 1,5 мас. части декстрина. Вторую часть смеси мономеров начинают вводить по прошествии 5 часов с момента начала введения первой части смеси мономеров. Полученные результаты представлены в таблицах.The polymerization is carried out analogously to example 1. As an additive, 0.5 wt. parts of low molecular weight CMC and 1.5 wt. parts of dextrin. The second part of the monomer mixture begins to be administered after 5 hours from the moment the first part of the monomer mixture is introduced. The results are presented in tables.

Пример 3Example 3

Полимеризацию проводят аналогично примеру 1. Для получения затравочного латекса применяют бутадиен, метилметакрилат (ММА), метакриловую и акриловую кислоты. В качестве добавки применяют 0,5 мас. частей низкомолекулярной КМЦ и 2,0 мас. части декстрина. Полученные результаты представлены в таблицах.The polymerization is carried out analogously to example 1. To obtain the seed latex, butadiene, methyl methacrylate (MMA), methacrylic and acrylic acids are used. As an additive, 0.5 wt. parts of low molecular weight CMC and 2.0 wt. parts of dextrin. The results are presented in tables.

Пример 4Example 4

Полимеризацию проводят аналогично примеру 1. Для получения затравочного латекса применяют нитрил акриловой кислоты, бутадиен и метакриловую кислоту. В качестве добавки применяют 0,5 мас. частей низкомолекулярной КМЦ и 2,5 мас. частей декстрина. Полученные результаты представлены в таблицах.The polymerization is carried out analogously to example 1. To obtain the seed latex, nitrile of acrylic acid, butadiene and methacrylic acid are used. As an additive, 0.5 wt. parts of low molecular weight CMC and 2.5 wt. parts of dextrin. The results are presented in tables.

Пример 5Example 5

Полимеризацию проводят аналогично примеру 1. Вторую часть смеси мономеров начинают вводить в реактор через 6 часов с момента начала введения первой части смеси. Полученные результаты представлены в таблицах.The polymerization is carried out analogously to example 1. The second part of the mixture of monomers begin to be introduced into the reactor after 6 hours from the moment the introduction of the first part of the mixture. The results are presented in tables.

Пример 6Example 6

Полимеризацию проводят аналогично примеру 1. В качестве затравочного применяют латекс, полученный по примеру 4. Вторую часть смеси мономеров начинают вводить через 5 часов с момента начала введения первой части смеси. Полученные результаты представлены в таблицах.The polymerization is carried out analogously to example 1. As the seed used latex obtained in example 4. The second part of the mixture of monomers begin to enter after 5 hours from the start of introduction of the first part of the mixture. The results are presented in tables.

Сравнительный пример (по прототипу)Comparative example (prototype)

В реактор, снабженный мешалкой и терморегулирующей рубашкой, загружают 1,5 мас. частей затравочного латекса с размером частиц 36 нм и 90,5 мас. частей воды, в расчете на 100 мас. частей мономеров, включая затравку, вводят 5 мас. частей деградированного крахмала со степенью деструкции 60%. После этого реактор продувают азотом и нагревают до 30°С. Затем в этот же реактор вводят 0,05 мас. частей додецилбензолсульфоната натрия, 0,05 мас. частей натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) 0,05 частей ронгалита, 0,005 мас. частей сульфата железа и 0,08 частей гидроперекиси кумола. В полученный раствор вводят смесь мономеров в течение 5 часов совместно с регулятором молекулярной массы - третичным додецилмеркаптаном. В течение 10 часов добавляют 2,0 мас. части додецилбензолсульфоната натрия, 0,2 мас. частей тетрапирофосфата натрия и 22 мас. частей воды. В течение 14 часов добавляют 0,13 мае частей соактиватора - сульфоксилата натрия формальдегида в 8 мас. частях воды, причем после 10 часов от начала подачи соактиватора впрыскивают 0,04 мас. частей трет-бутилгидропероксида в 2 мас. частях воды. Полимеризацию продолжают до тех пор, пока не будет достигнута конверсия 98%, в результате чего общее содержание твердого вещества составляет 45%. Полимеризацию быстро прекращают добавлением 0,2 мас. частей 5%-ного водного раствора диэтилгидроксиламина. Значение pH регулируют аммиаком до pH 7,5 и остаточные мономеры удаляют вакуумной перегонкой при 60°С.In a reactor equipped with a stirrer and a temperature-controlled jacket, load 1.5 wt. parts of seed latex with a particle size of 36 nm and 90.5 wt. parts of water, based on 100 wt. parts of monomers, including the seed, enter 5 wt. parts of degraded starch with a degree of destruction of 60%. After that, the reactor is purged with nitrogen and heated to 30 ° C. Then, 0.05 wt. parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 0.05 wt. parts of sodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (trilon B) 0.05 parts of rongalite, 0.005 wt. parts of ferrous sulfate and 0.08 parts of cumene hydroperoxide. A mixture of monomers is introduced into the resulting solution for 5 hours together with a molecular weight regulator, tertiary dodecyl mercaptan. 2.0 wt.% Are added over 10 hours. parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 0.2 wt. parts of sodium tetrapyrophosphate and 22 wt. parts of water. Over 14 hours add 0.13 may parts of the coactivator - sodium sulfoxylate formaldehyde in 8 wt. parts of water, and after 10 hours from the start of the supply of the coactivator, 0.04 wt. parts of tert-butyl hydroperoxide in 2 wt. parts of water. The polymerization is continued until 98% conversion is achieved, resulting in a total solids content of 45%. The polymerization is quickly stopped by the addition of 0.2 wt. parts of a 5% aqueous diethyl hydroxylamine solution. The pH value is adjusted with ammonia to pH 7.5 and the residual monomers are removed by vacuum distillation at 60 ° C.

Figure 00000001
Figure 00000001

Список сокращений, приведенных в таблице 1:List of abbreviations shown in table 1:

НАК - нитрил акриловой кислотыNAC - Acrylic Nitrile

ММА - метилметакрилатMMA - Methyl Methacrylate

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Список сокращений, приведенных в таблице 3:List of abbreviations shown in table 3:

КМЦ - карбоксиметилцеллюлозаCMC - carboxymethyl cellulose

НАК - нитрил акриловой кислотыNAC - Acrylic Nitrile

МАК - метакриловая кислотаMAK - methacrylic acid

ТДМ - третичный додецилмеркаптанTDM - Tertiary Dodecyl Mercaptan

ГТБ - гидроперекись третичного бутилаGTB - tertiary butyl hydroperoxide

ДЭГА - диэтилгидроксиламинDEGA - diethylhydroxylamine

Figure 00000005
Figure 00000005

Как видно из представленных экспериментальных данных, заявляемый способ позволяет получать полимерные частицы с оболочкой, имеющей более низкую температуру стеклования по сравнению с температурой стеклования внутренней части частицы, что, с одной стороны, облегчает их коалесценцию при получении пленки за счет пластификации поверхности частиц, а с другой -неожиданным образом позволяет повысить морозостойкость латекса. Кроме того, полученный согласно настоящему способу латекс имеет улучшенную морозостойкость по сравнению с латексами, синтезированными без применения защитных коллоидов; он характеризуется повышенной устойчивостью к введению вулканизующих агентов (при вызревании смеси и ее перемешивании не образуется коагулюм) и улучшенными пленкообразующими свойствами. В частности, пленки, изготовленные методом отлива на целлофане, не имеют визуальных дефектов, и, кроме того, отсутствуют дефекты при получении пленки методом коагулянтного макания. Кроме того, полученные в соответствии с заявленным способом образцы латексов имеют высокую устойчивость к механическим воздействиям, а также высокую стабильность к замораживанию/оттаиванию, что обеспечивает сохранение эксплуатационных свойств даже после полного промерзания латекса при указанной температуре. Это очень важный положительный аспект изобретения, поскольку как правило латексы, не содержащие специальных добавок, склонны к полной или частичной коагуляции после воздействия температуры ниже -3,5°С, что затрудняет доставку латексов конечному потребителю в зимнее время года. Кроме того, в отличие от прототипа, предложенный способ позволяет исключить стадию дополимеризации мономеров, когда для связывания остаточных мономеров (НАК) и легколетучих компонентов применяют дополнительную подачу гидроперекиси в конце реакции полимеризации, вызывающие дополнительную сшивку полимера и потерю эластичности латексной пленки.As can be seen from the presented experimental data, the inventive method allows to obtain polymer particles with a shell having a lower glass transition temperature compared to the glass transition temperature of the inner part of the particle, which, on the one hand, facilitates their coalescence upon receipt of the film by plasticizing the surface of the particles, and another unexpectedly improves the frost resistance of latex. In addition, the latex obtained according to the present method has improved frost resistance compared to latexes synthesized without the use of protective colloids; it is characterized by increased resistance to the introduction of vulcanizing agents (when the mixture ripens and mixes, coagulum does not form) and improved film-forming properties. In particular, films made by casting on cellophane have no visual defects, and, in addition, there are no defects in the preparation of a film by coagulant dipping. In addition, the latex samples obtained in accordance with the claimed method have high resistance to mechanical stresses, as well as high stability to freeze / thaw, which ensures the maintenance of operational properties even after complete freezing of the latex at the indicated temperature. This is a very important positive aspect of the invention, since, as a rule, latexes that do not contain special additives are prone to complete or partial coagulation after exposure to temperatures below -3.5 ° C, which complicates the delivery of latexes to the final consumer in the winter season. In addition, unlike the prototype, the proposed method eliminates the stage of monopolymerisation of monomers when, to bind residual monomers (NAC) and volatile components, an additional supply of hydroperoxide is used at the end of the polymerization reaction, causing additional polymer crosslinking and loss of latex film elasticity.

Таким образом, показано, что разработанный способ получения латекса позволяет получить продукт с высокой устойчивостью к механическим воздействиям даже после введения вулканизующих агентов, снизить риск образования дефектов пленки в процессе ионного отложения, добиться высоких физико-механических свойств вулканизованной пленки, а также получать латекс устойчивый к воздействию отрицательных температур.Thus, it is shown that the developed method for producing latex allows to obtain a product with high resistance to mechanical stresses even after the introduction of vulcanizing agents, to reduce the risk of film defects during ion deposition, to achieve high physicomechanical properties of the vulcanized film, and also to obtain latex resistant to exposure to freezing temperatures.

Claims (31)

1. Способ получения латекса в полупериодическом режиме, включающий следующие стадии:1. The method of producing latex in semi-periodic mode, comprising the following stages: 1) получение затравочного латекса;1) obtaining seed latex; 2) добавление к затравочному латексу воды, по меньшей мере одного защитного коллоида, инициирующей системы, части основной смеси мономеров, содержащей 80-85 мас. % сопряженного диена и карбоксилирующего агента от их общего количества в составе основной смеси, и 100 мас. % мономера винилового ряда, выбранного из виниловых эфиров, нитрилов и арилолефинов, от всего количества данного мономера в составе основной смеси, и, одновременно с мономерами, введение регулятора молекулярной массы, эмульгатора и активатора полимеризации;2) adding to the seed water latex, at least one protective colloid, the initiating system, part of the main mixture of monomers containing 80-85 wt. % conjugated diene and carboxylating agent of their total amount in the composition of the main mixture, and 100 wt. % vinyl monomer, selected from vinyl esters, nitriles and aryl olefins, of the total amount of this monomer in the composition of the main mixture, and, simultaneously with the monomers, the introduction of a molecular weight regulator, emulsifier and polymerization activator; 3) введение в реакционную зону оставшихся 15-20 мас. % мономеров основной смеси за 45-75 минут до окончания дозирования основной части смеси мономеров.3) the introduction into the reaction zone of the remaining 15-20 wt. % of the monomers of the main mixture 45-75 minutes before the end of dosing of the main part of the mixture of monomers. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что затравочный латекс характеризуется размером частиц 10-90 нм.2. The method according to p. 1, characterized in that the seed latex is characterized by a particle size of 10-90 nm. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что частицы затравочного латекса имеют размер от 20 до 80 нм.3. The method according to p. 2, characterized in that the particles of the seed latex have a size of from 20 to 80 nm. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что частицы затравочного латекса имеют размером 30-80 нм.4. The method according to p. 2, characterized in that the particles of the seed latex have a size of 30-80 nm. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что затравочный латекс синтезирован в реакционной зоне in situ или синтезирован предварительно, а затем подан в реакционную зону.5. The method according to p. 1, characterized in that the seed latex is synthesized in the reaction zone in situ or pre-synthesized, and then fed to the reaction zone. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что затравочный латекс применяют в количестве от 0,01 до 15 мас. частей на 100 мас. частей основной смеси мономеров.6. The method according to p. 1, characterized in that the seed latex is used in an amount of from 0.01 to 15 wt. parts per 100 wt. parts of the main mixture of monomers. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что применяют от 0,1 до 10 мас. частей затравочного латекса на 100 мас. частей основной смеси мономеров.7. The method according to p. 6, characterized in that from 0.1 to 10 wt. parts of seed latex per 100 wt. parts of the main mixture of monomers. 8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что затравочный латекс применяют в количестве от 1 до 5 мас. частей на 100 мас. частей основной смеси мономеров.8. The method according to p. 6, characterized in that the seed latex is used in an amount of from 1 to 5 wt. parts per 100 wt. parts of the main mixture of monomers. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения затравочного латекса применяют те же мономеры, что и для основного синтеза, либо отличные от них.9. The method according to p. 1, characterized in that to obtain the seed latex used the same monomers as for the main synthesis, or different from them. 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мономеров, которые могут быть использованы для получения затравочного латекса, применяют мономер винилового ряда в качестве единственного мономера либо в смеси с другими мономерами винилового ряда или сопряженными диенами.10. The method according to p. 1, characterized in that as the monomers that can be used to obtain the seed latex, use the vinyl monomer as the only monomer or in a mixture with other vinyl monomers or conjugated dienes. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанные мономеры винилового ряда выбирают из нитрилов, ароматических виниловых соединений, акрилкарбоксилатов, этиленненасыщенных амидов, винилкарбоксилатов, этиленненасыщенных аминов.11. The method according to p. 10, characterized in that the vinyl monomers are selected from nitriles, aromatic vinyl compounds, acrylic carboxylates, ethylenically unsaturated amides, vinyl carboxylates, ethylenically unsaturated amines. 12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве сопряженных диенов применяют 1,3-бутадиен, изопрен, 2-хлоро-1,3-бутадиен и 2-метил-1,3-бутадиен.12. The method according to p. 10, characterized in that 1,3-butadiene, isoprene, 2-chloro-1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene are used as conjugated dienes. 13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что при получении затравочного латекса в качестве мономеров винилового ряда применяют этиленненасыщенные кислоты.13. The method according to p. 10, characterized in that upon receipt of the seed latex, ethylenically unsaturated acids are used as vinyl row monomers. 14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что затравочный латекс представляет собой латекс на основе сополимеров полистирола, сополимеров полибутадиена, карбоксилированный сополимерный латекс на основе акрилонитрила, стирола или метилметакрилата.14. The method according to p. 10, characterized in that the seed latex is a latex based on polystyrene copolymers, polybutadiene copolymers, a carboxylated copolymer latex based on acrylonitrile, styrene or methyl methacrylate. 15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная смесь мономеров содержит сопряженные диены и мономеры виниларилового ряда.15. The method according to p. 1, characterized in that the mixture of monomers contains conjugated dienes and monomers of the vinyl aryl series. 16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что сопряженные диены выбирают из группы 1,3-бутадиена, изопрена, 2,3-диметил-1,3-бутадиена, пиперилена, 2-метил-3-этил-1,3-бутадиена, 3-метил-1,3-пентадиена, 2-метил-3-этил-1,3-пентадиена, 1,3-гексадиена, 2-метил-1,3-гексадиена, 1,3-гептадиена, 3-метил-1,3-гептадиена, 1,3-октадиена, 3-бутил-1,3-октадиена, 3,4-диметил-1,3-гексадиена, 4,5-диэтил-1,3-октадиена, фенил-1,3-бутадиена, 2,3-диэтил-1,3-бутадиена, 2,3-ди-н-пропил-1,3-бутадиена и 2-метил-3-изопропил-1,3-бутадиена.16. The method according to p. 15, characterized in that the conjugated dienes are selected from the group of 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 2-methyl-3-ethyl-1,3 -butadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 2-methyl-3-ethyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2-methyl-1,3-hexadiene, 1,3-heptadiene, 3 -methyl-1,3-heptadiene, 1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, 3,4-dimethyl-1,3-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, phenyl -1,3-butadiene, 2,3-diethyl-1,3-butadiene, 2,3-di-n-propyl-1,3-butadiene and 2-methyl-3-isopropyl-1,3-butadiene. 17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что указанный сопряженный диен выбирают из 1,3-бутадиена, изопрена и пиперилена.17. The method according to p. 15, characterized in that the conjugated diene is selected from 1,3-butadiene, isoprene and piperylene. 18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что наиболее предпочтительным сопряженным диеном является 1,3-бутадиен.18. The method according to p. 15, characterized in that the most preferred conjugated diene is 1,3-butadiene. 19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание сопряженного диена в составе основной смеси мономеров составляет от 35 мас. % до 80 мас. %.19. The method according to p. 1, characterized in that the content of the conjugated diene in the composition of the main mixture of monomers is from 35 wt. % to 80 wt. % 20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание мономера винилового ряда в составе основной смеси мономеров составляет от 15 мас. % до 45 мас. %.20. The method according to p. 1, characterized in that the content of the vinyl monomer in the composition of the main mixture of monomers is from 15 wt. % up to 45 wt. % 21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что карбоксилирующий агент выбирают из группы этиленненасыщенных карбоновых кислот.21. The method according to p. 1, characterized in that the carboxylating agent is selected from the group of ethylenically unsaturated carboxylic acids. 22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что карбоксилирующий агент выбирают из акриловой, метакриловой, фумаровой и итаконовой кислот.22. The method according to p. 21, characterized in that the carboxylating agent is selected from acrylic, methacrylic, fumaric and itaconic acids. 23. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание карбоксилирующего агента в составе основной смеси мономеров составляет от 1 до 10 мас. %.23. The method according to p. 1, characterized in that the content of carboxylating agent in the composition of the main mixture of monomers is from 1 to 10 wt. % 24. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные защитные коллоиды необязательно применяют в сочетании с поверхностно-активными веществами.24. The method according to p. 1, characterized in that these protective colloids are optionally used in combination with surfactants. 25. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество защитного коллоида составляет приблизительно от 0,005 до 5,0 мас. % от общего количества мономеров в реакционной смеси.25. The method according to p. 1, characterized in that the amount of protective colloid is approximately from 0.005 to 5.0 wt. % of the total amount of monomers in the reaction mixture. 26. Латекс для производства изделий методом погружного макания, полученный способом по пп. 1-25.26. Latex for the manufacture of products by immersion dipping, obtained by the method according to paragraphs. 1-25. 27. Латекс по п. 26, характеризующийся температурой морозостойкости до -16°С.27. Latex according to claim 26, characterized by a temperature of frost resistance up to -16 ° C. 28. Применение латекса по пп. 26, 27, в качестве материала для изготовления изделий методом погружного макания.28. The use of latex in paragraphs. 26, 27, as a material for the manufacture of products by immersion dipping.
RU2018123588A 2018-06-28 2018-06-28 Method of producing latex and application of obtained latex produced therewith RU2677260C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123588A RU2677260C1 (en) 2018-06-28 2018-06-28 Method of producing latex and application of obtained latex produced therewith

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123588A RU2677260C1 (en) 2018-06-28 2018-06-28 Method of producing latex and application of obtained latex produced therewith

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677260C1 true RU2677260C1 (en) 2019-01-16

Family

ID=65025314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018123588A RU2677260C1 (en) 2018-06-28 2018-06-28 Method of producing latex and application of obtained latex produced therewith

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677260C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771752C1 (en) * 2021-09-27 2022-05-11 Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» Nitrile butadiene latex, dip latex composition, dip product
WO2023048601A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" (Pjsc "Sibur Holding") Butadiene nitrile latex, latex composition for dip-molding, and dip-molded article
WO2023048602A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" (Pjsc "Sibur Holding") Butadiene nitrile latex, latex composition for dip-molding, and dip-molded article
WO2024222664A1 (en) * 2023-04-24 2024-10-31 Basf Se Aqueous dispersion for cementitious waterproofing material and the use thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4130523A (en) * 1977-07-18 1978-12-19 Union Carbide Corporation High solids latexes
US5750618A (en) * 1996-02-29 1998-05-12 Bayer Ag Process for the production of latices based on conjugated dienes by emulsion polymerisation
US6870019B2 (en) * 2000-12-12 2005-03-22 Nippon A & L Inc. Latex for dip molding and a dip molded product
RU2399635C2 (en) * 2004-09-09 2010-09-20 Полимерлатекс Гмбх Polymeric latex suitable for dip moulding articles
KR20110019176A (en) * 2009-08-19 2011-02-25 주식회사 엘지화학 Acrylonitrile-butadiene-based latex having excellent tensile strength and feel and a method of manufacturing the same
WO2016093689A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Synthomer Sdn. Bhd. Polymer latex composition for dip-molding applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4130523A (en) * 1977-07-18 1978-12-19 Union Carbide Corporation High solids latexes
US5750618A (en) * 1996-02-29 1998-05-12 Bayer Ag Process for the production of latices based on conjugated dienes by emulsion polymerisation
US6870019B2 (en) * 2000-12-12 2005-03-22 Nippon A & L Inc. Latex for dip molding and a dip molded product
RU2399635C2 (en) * 2004-09-09 2010-09-20 Полимерлатекс Гмбх Polymeric latex suitable for dip moulding articles
KR20110019176A (en) * 2009-08-19 2011-02-25 주식회사 엘지화학 Acrylonitrile-butadiene-based latex having excellent tensile strength and feel and a method of manufacturing the same
WO2016093689A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Synthomer Sdn. Bhd. Polymer latex composition for dip-molding applications

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771752C1 (en) * 2021-09-27 2022-05-11 Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» Nitrile butadiene latex, dip latex composition, dip product
RU2776174C1 (en) * 2021-09-27 2022-07-14 Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» Butadiene-nitrile latex, latex composition for immersion dipping, dipped product
WO2023048601A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" (Pjsc "Sibur Holding") Butadiene nitrile latex, latex composition for dip-molding, and dip-molded article
WO2023048602A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" (Pjsc "Sibur Holding") Butadiene nitrile latex, latex composition for dip-molding, and dip-molded article
WO2024222664A1 (en) * 2023-04-24 2024-10-31 Basf Se Aqueous dispersion for cementitious waterproofing material and the use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4102844A (en) Dipped articles of rubber
RU2677260C1 (en) Method of producing latex and application of obtained latex produced therewith
US2375140A (en) Emulsion polymerization of butadiene-1,3 hydrocarbons
JPH08283315A (en) Production of styrene-butadiene rubber
US2380905A (en) Polymerization of butadiene-1, 3 hydrocarbons
WO2021221525A1 (en) Carboxylated latex
US3551523A (en) Polymerization process for preparing high impact polymers
US2880186A (en) Compositions containing natural rubber and a carboxyl-containing diene polymer, a film thereof, and method of making same
JP5923129B2 (en) Polychloroprene latex, polychloroprene latex composition and immersion molded article
US3080334A (en) Method of increasing the particle size and solids content of synthetic rubber latex
CN115403704A (en) Method for producing latex composition for dip forming
US2384574A (en) Butadiene-1,3 copolymers
KR20020087090A (en) Method for Producing Caoutchouc Particles
PL111070B1 (en) Process for the production of grafted copolymers using polymerization with emulsion-suspension grafting
JP2005504152A (en) Method for producing aqueous styrene-butadiene polymer dispersion
JP2009108195A (en) Chloroprene polymer latex composition for producing vulcanized rubber and method for producing the same
JPH0270709A (en) Manufacture of polychloroprene
JP2005504154A (en) Method for producing aqueous styrene-butadiene polymer dispersion
JPH0762029A (en) Method for producing sulfur-modified chloroprene polymer
RU2771752C1 (en) Nitrile butadiene latex, dip latex composition, dip product
US2384545A (en) Butadiene copolymers
US2264191A (en) Stabilized dispersions of chloroprene polymers and process of producing same
KR100455101B1 (en) Method of Preparing SAN-Grafted Copolymer Resin with Excellent Appearance and Whiteness
JP2005504153A (en) Method for producing aqueous styrene-butadiene polymer dispersion
US5357010A (en) Process for the preparation of a polychloroprene polymer