194291. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizes polivinil-acetát diszperziók előállítására
1 A találmány tárgya eljárás nagyviszkozitású, kis vizfelvételű poli(vinil-acetét) és (vinil-acetát) és más alfa, béta telítetlenségű monomerrel alkotott kopolimer diszperziók előállítására. Ismeretes, hogy nagy viszkozitású poli(vinil-acetát) diszperziók előállítására védőkolloidként poli(vínfl-alkohol), ill. cellulóz származékok alkalmazása (elsősorban hidroxietil-cellulóz, valamint hidoxipropil-cellulóz, metil-cellulóz, metil-etil-cellulóz) a legcélszerűbb. (Angol 1 466 660 sz. szabadalmi leírás, angol 1 088 634 sz. szabadalmi leírás, H. Warson: The application of synthetic resin emulsions, Ernest Limited, London 1972. 65—66. old.). Ezen védőkolloidok alkalmazása esetén azonban a nagy hidrolízis érzékenységű poli(vinil-acetát) polimer és kopolimer filmek vízfelvétele megnő a védőkolloid nagy mennyiségű szabad hidroxil csoportja következtében. Amennyiben a védőkolloid mennyiségét a szokásos alkalmazáshoz képest csökkentik,! a diszerpziók viszkozitása nem éri el a kívánt mértéket. Ismeretes, hogy a védőkolloid szabad hidroxiljainak egy része, a diszperzió közvetlen felhasználása előtt bekevert dialdehidekkel megköthető. (H. Warson: The application of synthetic resin emulsions, Ernest Limited, London, 1972, 593. old.). Az így alkalmazott adalékok azonban csak részben fejtik ki azt a kémiai hatást, melyre elméletileg lehetőség van. Az eljárás hátránya,hogy a rendszerben változatlanul jelenlévő nagy mennyiségű védőkolloid a rendszer vízérzékenysége szempontjából továbbra is hátrányos tényezőt képvisel, hiszen éppen a viszkozitás fokozása érdekében a rendszer stabilitásához szükséges optimális védőkolloid mennyiséget kénytelenek: túllépni. A találmány célja az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölésével olyan technológiai folyamat biztosítása, mely az optimális mennyiségű védőkolloid alkalmazása mellett csökkent vízérzékenységű, 2000—40. 000 mPa.s viszkozitású polimer latexek előállítását és így az eljárás gazdaságossá és biztonságossá tételét teszi lehetővé. A találmány alapja az a felismerés, hogy a dialdehid és a hidroxil tartalmú védőkolloid közötti reakció az eddigi ismeretekkel ellentétben nemcsak a polimer film képzése közben zajlik le (H. Warson: The application of synthetic resinemulsions, Ernest Limited, London, 1972, 299. old.). A védőkolloid és a dialdehid közötti reakciótermék szerkezetének kialakulása időreakció, mely alatt a védőkolloid szabad hidroxilja és a dialdehid között végbemenő reakció egyrészt a viszkozitást növeli,másrészt az időreakció kivárása következtében a dialdehid optimális mennyiségének felhasználását teszi lehetővé, s az általában javasolt 10- 12t% helyett monomerre számolva néhány tized-, a védőkolloid mennyiségére számolva 2,5—61%< dialdehid alkalmazása a polimer vízérzékenységének visszaszorításán kívül még a viszkozitás-stabilizáló hatást is ellátja. A polimer végleges viszkozitása a gyártást követő 10 napon belül alakul ki. Ez a felismerés azért meglepő, mert ez ideig a védőkolloid és dialdehid együttes alkalmazásával a maximális viszkozitásnövekedést, valamint a vízérzékenység csökkenést nem tudták elérni annak ellenére, hogy a dialdehid és védőkolloid menynyiségét 15—30 tí/^kal túladagolták. Fentiek alapján a találmány eljárás vizes polimer diszperzió előállítására, ahol vinil-acetát monomert, ill. vinil-acetát monomer és komonomerjeinek keveré2 két vizes közegben perszulfát vagy peroxid iniciálással poli(vinil-alkdiol) vagy hidroxietil-cellulóz védőkolloid, valamint anionaktív tenzid és puffer jelenlétében polimerizáljuk, majd a polimerizáció lezajlása után a védőkolloid szabad hidroxil csoportjainak egy részét glioxállal megkötjük. A találmány értelmében úgy jjárunk el, hogy a polimerizáció lezajlása után 50-70 C-ra, előnyösen 60° C-ra hűtött polimer diszperzióhoz a védőkolloid mennyiségére számított 2-8%, előnyösen 3-6^>glioxált adunk, majd a reaktor hőmérsékletét 40°C alá, előnyösen szobahőmérsékletre hűtjük. A találmány értelmében célszerűen úgy járunk el, hogy a polimerizációhoz szükséges vízből, védőkollodból, tenzidből, iniciátorból és pufferből készült oldatot reaktorba töltjük, majd a reaktor keverőjének megindítása után a monomer vagy monomerkeverék 7— 10%-át a reaktorba töltjük. A reakciókeveréket 56-58°C-ra melegítjük, mely hőmérsékel ten a polimerizáció és a monomer reflux megindul. Az előpolimeiizáció ideje alatt a reakció hőmérséklete 78—80 C-ra emelkedik. Az előpolimerizáció végét a reflux és a hőmérséklet csökkenése jelzi; ekkor a monomer vagy monomerkeverék fennmaradó kb. 90%-át 2,5-3 óra alatt a reakció hőfokán a reaktorba adagoljuk Az adagolás végeztével a rendszert a reakció hőfokán tartjuk a reflux csökkenéséig, majd az eredeti inidátormennyiség 10%-ával a reakciókeveréket utóinidáljuk, majd a belső hőmérséklet 1—2 C-os csökkenése után a reakcjókeveréket 90 C-ia melegítjük. A reflux teljes megszűnése után a rendszert 60 C-ra hűtjük és az alkalmazott védőkolloidra szándtott 3—6% dialdef idet 15—30%-os vizes oldatban a polimerhez adjuk, riajd a reaktor hőmérsékletét 1 óra alatt 25-30°C-ra hűtjük. Iniciátorként perszulfátot vagy peroxidot célszerű alkalmazni, pl. kálium-, nátrium vagy ammónium-pers/.ulfátot, ill. hidogén-peroxidot vagy nátrium-peroxjdot. Redox inidálás esetén redukálószerként nátriumhidrogén-szulfit alkalmazása célszerű. Pufferként alkáli-hidrogén-karbonátot — pl. nátrium-hidrogén-karbonátot — célszerű alkalmazni. Laboratóriumi reaktorként reflux hűtővel, keverővei, ellenőrző hőmérővel és adagolóval ellátott négynyakú.- üveglombik vagy saválló acél reaktor alkalmazható. Tenádként-anionaktív felületaktív anyagot — pl. szulfo-borostyánkősav-dialkil-észter-nátrium sót vagy alkil-fenol-poli(etílénglikol)-éter szulfát-, ül. szulfonsav nátriumsót vagy etoxilált zsíralkoholszulfonátammónium- és nátriumsót, vagy ezek keverékét célszerű alkalmazni. A hőmérséklet szabályozására kontakt-hőmérővel kapcsolt relé alkalmazható. Komonomerként vinil-észterek - pl. vinil-veizatátmaleinsavészterek - pl. dibutil-maleinát-, valamint metakrilsav- és akrilsavészterek - pl. butil-akrilát - alkalmazhatók. Kis mennyiségű lágyító és egyéb stabf lizátorok ugyanúgy alkalmazhatók, mint rriás polimeri7ációs eljárásokban. Dialdehidként célszerűen glioxált alkalmazunk. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: a) Az eljárás termékeiből öntött polimer film vlzérzékenysége aglioxál mentes polimeréhez képest jelentősen — 50%-kalis - csökkenhet. b) Viszonylag kis mennyiségű védőkolloid alkalmazása ellenére nagy viszkozitású polimer diszperzió állit-194.291 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
