CZ290650B6

CZ290650B6 - Způsob výroby suspenzního PVC

Info

Publication number: CZ290650B6
Application number: CZ19982174A
Authority: CZ
Inventors: Otto Ing. Skala; Ivan Ing. Koubek; Milan Ing. Němeček; Jan Ing. Antoš; Milan Ing. Nachtigal; Ladislav Ing. Daniel; Ladislav Ing. Skála
Original assignee: Spolana A. S.
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2002-09-11
Also published as: CZ217498A3

Abstract

Suspenzní polymerace vinylchloridu se provádí diskontinuálně v polymeračních reaktorech se zpětným chladičem, směsi stabilizátorů, z nichž alespoň jeden je hydrolyzovaný polyvinylacetát se stupněm hydrolýzy 50 až 69 % v množství 5 až 60 % z celkového množství stabilizátorů. Porezita je regulována použitím solí nenasycených mastných kyselin dvou a vícemocných kovů a polymerace probíhá v alkalickém prostředí.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu suspenzní polymerace. ev. kopolymerace vinylových monomerů především vinylchloridu, prováděném diskontinuálně v polymeračních reaktorech, u nichž je množství odváděného tepla v převážné míře zajišťováno zpětným chladičem, přičemž stabilizační systém je tvořen kombinací éterů celulózy a částečně hydrolyzovaných polyvinylacetátů s různým stupněm polymerace a hydrolýzy.

Dosavadní stav techniky

Suspenzní polymerace (např. vinylchloridu) se provádí zpravidla diskontinuálně v míchaných polymeračních reaktorech. Polymerační teplo je odváděno chlazením pláště reaktoru chladicím médiem a nebo prostřednictvím zpětného chladiče, kde je teplo odváděno odpařením a zpětnou kondenzací monomeru.

Monomer je při polymeraci dispergován a stabilizován ve vodě pomocí makromolekulámích dispergátorů, což mohou být étery celulózy', částečně hydrolyzované polyvinylacetáty, eventuálně jejich kombinace případně další látky. Polymerace probíhá v mírně kyselém prostředí, ale při použití samotného éteru celulózy se polymeruje i v prostředí alkalickém.

Pro zlepšení vnitřní struktury zrna polymeru se před zahájením polymerace přidávají neionogenní tenzidy jako např. estery vyšších mastných kyselin se sorbitolem, glyceridy vyšších mastných kyselin, eventuálně soli nenasycených mastných kyselina s kationty dvou a vícemocných kovů. Přídavky těchto látek příznivě ovlivňují tvar, velikost a distribuci pórů zrna polymeru.

Podstata vynálezu

Vynález řeší způsob alkalické polymerace vinylchloridu v polymeračních reaktorech, opatřených zpětnými chladiči, kde stabilizační systém je tvořen směsí derivátů celulózy a částečně hydrolyzovaného polyvinylacetátů se stupněm hydrolýzy 50 až 69 % (obsah polyvinylalkoholu). Ve směsi polyvinylacetátů a derivátů celulózy představuje podíl polyvinylacetátů 5 až 60 %, s výhodou 30 až 40 % a z derivátů celulózy je alespoň jeden v množství minimálně 1 % z celkového množství stabilizátorů, jehož teplota tvorby gelu (bod zákalu) je vyšší než 70 °C. Polymerace probíhá za přítomnosti soli nenasycených mastných kyselin s kationty dvoumocných kovů, přičemž pH vyrobené suspenze se udržuje v rozmezí 7 až 11, s výhodou 8 až 10.

Výsledný produkt polymerace za uvedených podmínek vykazuje v porovnání s produktem, vyrobeným bez použití uvedeného polyvinylacetátů, ev. při nižším pH, lepší kvalitativní a užitné vlastnosti, což souvisí s užší distribucí velikosti částic, jejich rovnoměrnějším tvarem a strukturou a lepší sférickou.

Příklady provedení

Příklad 1

Do polymeračního reaktoru o obsahu 1 m³, opatřeného zpětným chladičem, je nadávkováno 450 1 demineralizované vody a přidáno 9,5 kg roztoku derivátů celulózy a 1,0 kg roztoku směsi

-1 CZ 290650 B6 nenasycených mastných kyselin v ethanolu. Pak je přidáno 0,7kg iniciátoru (org. peroxid) a 0,05 kg Ca(OH)₂ a další přísady neovlivňující kvalitu produktu a ani průběh polymerace.

Po inertizaci a evakuaci reaktoru je přidáno 340 kg vinylchloridu. Po ohřevu pláštěm reaktoru je za míchání provedena polymerace při teplotě 53 ± 1 °C. Po skončení polymerace a dopolymerace je nezreagovaný monomer odplyněn tlakově a vakuově. Vyrobená suspenze je demonomerována, odstředěna a usušena na proudové a fluidní sušárně.

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota..............................70,5 sypná hmotnost...........................0,506 kg/dm³ zbytek na sítě:> 0,25 mm............0,1 %

0,16 mm...........31,5 %

0,10 mm...........64,6 %

0,063 mm...........3,3 % < 0,063 mm...........0,5 % absorpce změkčovadla.................31,8 g/100 gPVC počet rybích ok............................7 ks/g pH suspenze...............................8,4

Příklad 2

Zařízení a postup polymerace je stejný jako v příkladu 1. Do polymeračního reaktoru je po nadávkování demineralizované vody vsazeno 9,5 kg roztoku směsi derivátů celulózy a hydrolyzovaného polyvinylacetátu se stupněm hydrolýza 55 % v poměru 2:1. Ostatní komponenty jsou stejné jako v příkladu 1.

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota..............................70,6 sypná hmotnost...........................0,479 kg/dm³ zbytek na sítě:> 0,25 mm............0,1 %

0,16 mm...........20,5 %

0,10 mm...........69,1 %

0,063 mm..........9,7 % < 0,063 mm..........0,6 % absorpce změkčovadla.................32,4 g/100 g PVC počet rybích ok............................2 ks/g pH suspenze...............................7,85

Produkt vykazuje v porovnání s produktem příkladu 1 vyšší porezitu a užší distribuční křivku velikosti částic.

Příklad 3

Zařízení a pracovní postup je stejný jako v příkladu 1, použité komponenty a jejich množství jsou stejné jako v příkladu 2, pouze je sníženo množství hydroxidu vápenatého na 0,03 kg.

-2CZ 290650 B6

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota..............................70,0 sypná hmotnost..........................0,528 kg/dm³ zbytek na sítě:> 0,25 mm...........8,5 %

0,16 mm..........74,9%

0,10 mm..........16,1 %

0,063 mm.........0,3 % < 0,063 mm.........0,2 % absorpce změkčovadla................30,3 g/100 g PVC počet rybích ok...........................1 ks/g pH suspenze..............................4,41

V kyselém prostředí došlo ke snížení porezity a zvýšení průměrné velikosti částic.

Příklad 4

Zařízení a postup polymerace je stejný jako v příkladu 1. Do polymeračního reaktoru je nadávkováno 400 1 demineralizované vody, přidáno 10,3 kg roztoku derivátů celulózy jako stabilizátorů, 0,04 kg roztoku nenasycené mastné kyseliny, 0,5 kg iniciátoru a 0,07 kg Ca(OH)2- Pak je přidáno 370 kg vinylchloridu. Další postup je stejný jako v příkladu 1, polymerační teplota je 56 ± 1 °C.

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota..............................68,1 sypná hmotnost...........................0,578 kg/dm³ zbytek na sítě:> 0,25 mm............0,9 %

0,16 mm...........47,7 %

0,10 mm...........43,8 %

0,063 mm..........5,2 % < 0,063 mm..........2,4 % počet rybích ok...........................2 ks/g pH suspenze...............................8,23

Příklad 5

Zařízení, postup i receptura je stejná jako v příkladu 4, pouze část derivátů celulózy (cca 40 %) je nahrazena polyvinylacetátem se stupněm hydrolýzy 55 %.

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota...............................67,6 sypná hmotnost...........................0,580 kg/dm³ zbytek na sítě:> 0,25 mm............0,6 %

0,16 mm...........32,8 %

0,10 mm...........55,7%

0,063 mm...........8,9 % < 0,063 mm...........2,0 % počet rybích ok...........................2 ks/g pH suspenze..............................8,08

Výsledný produkt vykazuje proti příkladu 4 užší distribuci částic s lepší sfericitou.

-3CZ 290650 B6

Příklad 6

Zařízení, postup i receptura je stejná jako v příkladu 5, pouze je sníženo množství hydroxidu vápenatého na 0,04 kg.

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota...............................68,2 sypná hmotnost...........................0,576 kg/dm³ zbytek na sítě:> 0,25 mm............1,0%

0,16 mm...........44,6 %

0,10 mm...........45,5 %

0,063 mm...........5,5 % < 0,063 mm...........3,4 % počet rybích ok...........................6 ks/g pH suspenze..............................5,7

V kyselém prostředí došlo k rozšíření a posunu distribuce a zvýšení počtu rybích ok.

Příklad 7

Zařízení a postup polymerace je stejný jako v příkladu 1. Po nadávkování 430 1 demineralizované vody je do reaktoru vneseno 10,0 kg roztoku derivátu celulózy, 0,05 kg roztoku nenasycených mastných kyselin, 0,46 kg kombinace dvou iniciátorů (org. peroxidů) a 0,1 kg hydroxidu vápenatého. Po nadávkování 350 kg vinylchloridu se směs zahřeje na teplotu 65 ± 1 °C, při které polymeruje.

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota...............................60,7 sypná hmotnost...........................0,585 kg/dm³ zbytek na sítě;> 0,25 mm............0,4 %

0,16 mm...........20,8 %

0,10 mm...........68,5 %

0,063 mm...........8,9 % < 0,063 mm...........1,4% počet rybích ok...........................1 ks/g pH suspenze..............................8,43

Příklad 8

Zařízení, postup a receptura je stejná jako v příkladu 7, pouze s tou změnou, že část roztoku derivátů celulózy (cca 35 %) je nahrazena hydrolyzovaným polyvinylacetátem se stupněm hydrolýzy 55 %.

-4CZ 290650 B6

Výsledná kvalita produktu:

K-hodnota...............................59,9 sypná hmotnost...........................0,600 kg/dm³ zbytek na sítě:> 0,25 mm............0,2%

0,16 mm...........11,0 %

0,10 mm...........74,7%

0,063 mm.........12,7 % < 0,063 mm...........1,4% počet rybích ok...........................1 ks/g pH suspenze...............................8,12

Polymer vykazuje vyšší sypnou hmotnost, užší distribuční křivku a lepší a pravidelnější tvar částic v porovnání s polymerem z příkladu 7.

Claims

1. Způsob výroby suspenzního PVC polymerací vinylových monomerů, s výhodou vinylchloridu, prováděný šaržovitě v polymeračních reaktorech opatřených zpětným chladičem vyznačený tím, že se celá polymerace provádí v alkalickém prostředí, přičemž jako stabilizátor suspenze se používá směs éterů celulózy a hydrolyzovaného polyvinylacetátu se stupněm hydrolýzy 50 až 69 %, z čehož podíl polyvinylacetátu v celkovém množství stabilizátoru je 5 až 60 %, s výhodou 30 až 40 %, za přítomnosti solí nenasycených mastných kyselin dvou a vícemocných kovů, a že pH suspenze po polymerací je 7 až 11, s výhodou 8 až 10.