169975. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polimerek vizes diszperziíinak előállítására

169975 . 3 4 Előnyösen használható monomerként az akrilsav, illetve a metakrüsav metil-, etil-, propil-, butil-, izobutil-, hexil-, és oktil-észtere, illetve ezek keveréke. Ugyancsak jól használható monomerként a sztirol, az alfa-metilsztirol, a viniltoluol, az akrilnitril, a metakrilnitril, az akrilsav-, illetve a metakrilsav-amid, a hidroxi-propil-akrilát, illetve -metakrilát, továbbá a glicidil-metakrilát, valamint ezek keveréke. Egyes különleges célokra szolgáló vizes polimer diszperziók előállítása során monomerként akrilsav, metakrüsav, maleinsavanhidrid, fumársav, itakonsav és ezek félészterei is használhatók. A polimerizáció kivitelezése szempontjából nagy fontosságú a katalizátor, illetve a katalizátor-aktivátor rendszer alkalmas megválasztása. A vinil-származékokból kiinduló vizes polimer diszperzió előállításnál e célra általában per-sókat használnak. Redox polimerizáció esetében katalizátorként vízben oldódó fémsókat, vízben oldódó redukáló szert és per-sókat használnak hármas rendszerként. Ez utóbbi megoldás alkalmazása a hőmérséklet csökkentése, illetve a molekulasúly növelése céljából történik. A találmány szerinti eljárásban elsőként új, az irodalomban le nem irt katalizátor-aktivátor rendszert alkalmazzuk. A vizes fázisban oldott, ismert per-sók (pl. nátrium-, kálium-, ammónium-perszulfát) mellett monomerben oldott aktivátorként fémszappant használunk. E, fémszappan a kalcium, a cink, a kobalt, a mangán, illetve a vas nafténsavas, alfa-eti-hexansavas vagy olaj savas sója (naftenát, oktoát, oleát). A fémszappan alkalmazása gyorsítja a polimerizáció lefolyását és jobb konverzió elérését teszi lehetővé. Leginkább elő-Hőfok O ' Monomer keverék összetétele C 2 mól etilakrilát 1 mól metilmetakrilát 92 előbbi 92 2 mól sztirol 1 mól metilmetakrilát 1,5 mól butilakrilát 94 előbbi 94 Az összehasonlító kísérleteket azonos anyagmennyiségekkel, monomerre számítva 0,1% ammónium-perszulfát katalizátorral és a találmány szerinti eljárásban cink-oktoát aktivátorral végeztük. A találmány szerinti eljárással előállított vizes polimer diszperzió stabil, jól tárolható, jelentékeny mennyiségben vesz fel pigmentet, illetve töltőanyagot, és a belőle képzett filmbevonat kedvező használati értékű. Találmányunk eljárás polimerek vizes diszperzióinak előállítására vinil-származék monomerből vagy ilyenek keverékéből oly módon, hogy a monomert telítetlen zsírsav polietilénglikollal képzett félészterénekjelenlétében, ismert védőkolloid és per-só nyösnek a cink-oktoát, illetve a cink-naftenát mutatkozott, amelyekkel 99,5%-os vagy e feletti konverzió érhető el. A kalcium és a cink-fémszappanok további előnye színtelenségük. A mangán-, 5 illetve a kalcium-fémszappan alkalmazása is gyorsítja a diszpergáló szerként használt telítetlen zsírsav-monoészter filmképzés alatti autooxidációját. A fémszappanból 1 mól monomerre 0,005-0,00005 mól fémtartalmat használunk. 10 A vizes polimer diszperziót a találmány szerinti eljárással a következő módon állítjuk elő: Külön készítjük el a vizes és a szerves fázist. Ionmentes vízben a védőkolloidot (pl. ammónium-15 -poliakrilát) feloldjuk, majd az oldathoz adagoljuk a diszpergáló szerként használt telítetlen zsírsav-monoésztert. Ennek összetételétől függően többé vagy kevésbé opalizáló diszperzió keletkezik. Ezután feloldjuk a katalizátort, amely célszerűen nát-20 rium-, kálium-, vagy ammónium-perszulfát. A monomerben vagy a monomerek keverékében oldjuk az aktivátorként használt fémszappant. A vizes fázist kevertetés közben 70—90 C -ra melegítjük és megindítjuk a monomer vagy monomer keverék 25 beadagolását. Az adagolást 1-3 óra alatt végezzük, miközben az elegy hőmérsékletét 80—100 C között tartjuk. E hőmérsékleten a monomer teljes mennyiségének beadagolása után további, fél egy órán át kevertetünk. Ezt követően további vizes 30 katalizátor oldatot adagolunk be és egy-két órán át kevert etünk. A találmány szerinti eljárás előnyeit tükrözi az összehasonlító kísérletek eredményeit bemutató következő táblázat: Aktivátor Reakció- Konverzió mól fém idő óra % mól monomer - - 7 95,2 0,0002 3,5 99,5 7,5 94,5 0,0003 4 99,5 katalizátor hozzáadásával a monomerben oldható fém-szappan aktivátor jelenlétében 70—100 C közötti hőmérsékleten polimerizáljuk. A zsírsavval fél-55 ' észtert képező polietilén molekulasúlya 200-1200 közötti. A telítetlen zsírsav olaj-, linol-, linóién, oktadekadién-, vagy eleosztearin-sav, illetve ezek keveréke. A fémszappan aktivátor kalcium, cink, kobalt, mangán, vagy vas nafténsavas, alfa-etil-60 -hexénsavas vagy olaj savas sója. A fémszappant 0,005-0,00005 mól fém/mól monomer mennyiségben alkalmazzuk. Eljárásunk kivitelezését a következő példák 65 szemléltetik: 2