DD243287A1 - METHOD FOR PRODUCING MODIFIED ETHEN-VINYL ACETATE COPOLYMERS - Google Patents

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DD243287A1 DD28433085A DD28433085A DD243287A1 DD 243287 A1 DD243287 A1 DD 243287A1 DD 28433085 A DD28433085 A DD 28433085A DD 28433085 A DD28433085 A DD 28433085A DD 243287 A1 DD243287 A1 DD 243287A1
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ethen
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Ullrich Hofmann
Hans-Joachim Baumann
Gunter Hoffmann
Peter Ifland
Horst Onderka
Manfred Gebauer
Hartmut Bucka
Gerhard Bergmann
Werner Christel
Harry Noglik
Wolfgang Fritzsch
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Leuna Werke Veb
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Abstract

Die Modifizierung erfolgt durch Umsetzung der Copolymeren mit methanolischer Natriummethylat-Loesung, die 1 bis 30 Ma.-% Natriummethylat und 0,03 bis 4,45 Ma.-% Natriumhydroxid enthaelt, bei Schmelzetemperaturen von 343 bis 493 K. Nach diesem Verfahren koennen Produkte mit enger Molmassenverteilung und sehr geringem Gelanteil erhalten werden.The modification is carried out by reacting the copolymers with methanolic sodium methylate solution containing 1 to 30% by mass of sodium methylate and 0.03 to 4.45% by mass of sodium hydroxide, at melt temperatures of 343 to 493 K. According to this process, products be obtained with a narrow molecular weight distribution and very low gel content.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von teil- bis totalvernetzten Ethen-Vinylacetat-Copolymeren, in denen die Estergruppierungen partiell durch Hydroxylgruppen substituiert sind.The invention relates to a process for the preparation of partially or completely crosslinked ethene-vinyl acetate copolymers in which the ester groups are partially substituted by hydroxyl groups.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, Ethen-Vinylacetat-Copolymere durch Metallalkoholate zu vernetzen. Als Vernetzer können beispielsweise Alkalialkoholate (DD-PS 7038) sowie Alkoholate der allgemeinen Formel Me2(OR)x, (DD-PS 70387), und Me3(Me2(OR)x), (DD-PS 703386), eingesetzt werden, in denen Me2 ein Metall der Wertigkeitsstufe 2 bis 5, Me3 ein ein- oder zweiwertiges Metall und χ eine Zahl von 2 bis 5 bedeuten. Die Alkoholate können in fester Form bzw. gelöst im korrespondierenden Alkohol eingesetzt werden.It is known to crosslink ethene-vinyl acetate copolymers by metal alcoholates. As crosslinkers, for example, alkali metal alkoxides (DD-PS 7038) and alkoxides of the general formula Me 2 (OR) x , (DD-PS 70387), and Me 3 (Me 2 (OR) x ), (DD-PS 703386) used in which Me 2 is a metal of valence 2 to 5, Me 3 is a mono- or divalent metal and χ is a number from 2 to 5. The alkoxides can be used in solid form or dissolved in the corresponding alcohol.

Beim Einsatz alkoholhaltiger Metallalkoholate oder von Lösungen der Metallalkoholate im korrespondierenden Alkohol können durch die Entfernung definierter Mengen an Alkohol aus dem Reaktionsgemisch nach definierten Verweilzeiten der Plastschmelze in der Verarbeitungsmaschine gezielt teil- bis totalvernetzte Produkte erhalten werden, in denen die Estergruppierungen durch Alkoholyse teilweise ersetzt sind (DD-PS 206900). Für bestimmte Einsatzgebiete wirkt sich die relativ breite Molmassenverteilung der nach vorgenanntem Verfahren hergestellten Produkte nachteilig aus. Besonders tritt dieser Effekt dann auf, wenn feste, alkoholhaltige Metallalkoholate zum Einsatz gelangen. Bei Schmelzindices der modifizierten Produkte von kleiner 10g/10 Minuten, gemessen bei 463 K, treten nicht selten Gelanteile von 0,5 bis 5 Ma.-% auf, die die Anwendungsbreite der Produkte erheblich einschränken.When using alcohol-containing metal alcoholates or solutions of the metal alcoholates in the corresponding alcohol, by removing defined amounts of alcohol from the reaction mixture after defined residence times of the plastic melt in the processing machine, it is possible to obtain selectively partially or totally crosslinked products in which the ester groups are partially replaced by alcoholysis ( DD-PS 206900). For certain applications, the relatively broad molecular weight distribution of the products produced by the aforementioned method has a disadvantageous effect. This effect particularly occurs when solid, alcohol-containing metal alcoholates are used. At melt indexes of the modified products of less than 10 g / 10 minutes, measured at 463 K, gel contents of 0.5 to 5% by mass occur frequently, which considerably limit the range of application of the products.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Herstellung von modifizierten Ethen-Vinylacetat-Copolymeren mit verbesserter Homogenität.The aim of the invention is the preparation of modified ethene-vinyl acetate copolymers having improved homogeneity.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Modifikatorfür die Umsetzung von Ethen-Vinylacetat-Copolymeren einzusetzen, der eine enge Molmassenverteilung und einen geringen Gelanteil der Endprodukte bewirkt.The object of the invention is to use such a modifier for the conversion of ethene-vinyl acetate copolymers, which causes a narrow molecular weight distribution and a low gel content of the end products.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von modifizierten Ethen-Vinylacetat-Copolymeren mit verbesserter Homogenität durch Umsetzen der Copolymeren mit Lösungen von Metallalkoholaten im korrespondierenden Alkohol bei Schmelzetemperaturen von 343 bis 493K, wobei durch Entfernung von 5 bis 98 Ma.-% des Alkohols aus der Reaktionsmischung nach einer Verw.eilzeit der Plastschmelze von 15 bis 95%, bezogen auf die Gesamtverweilzeit der Plastschmelze in der Verarbeitungsmaschine, gezielt teil- bis totalvernetzte Produkte erhalten werden können, in denen die Estergruppierungen durch Alkoholyse in den Grenzen von 5 bis 95% durch Hydroxylgruppen ersetzt sind, indem erfindungsgemäß als Modifikator eine Lösung von 1 bis 30Ma.-% Natriumethylat in Methanol verwendet wird, die 0,03 bis 4,45Ma.-%, vorzugsweise 0,12 bis 3,35Ma.-%, Natriumhydroxid in gelöster Form enthält.This object is achieved by a process for preparing modified ethene-vinyl acetate copolymers having improved homogeneity by reacting the copolymers with solutions of metal alcoholates in the corresponding alcohol at melt temperatures of 343 to 493K, by removing from 5 to 98% by weight of the alcohol from the reaction mixture after a Verw.eilzeit the plastic melt of 15 to 95%, based on the total residence time of the plastic melt in the processing machine, targeted partially or totally crosslinked products can be obtained in which the ester groups by alcoholysis within the limits of 5 to 95% are replaced by hydroxyl groups by using as a modifier according to the invention a solution of 1 to 30% by mass of sodium ethylate in methanol containing 0.03 to 4.45% by mass, preferably 0.12 to 3.35% by mass, of sodium hydroxide contains dissolved form.

Die Herstellung der Modifikatorlösung kann entweder durch Umsetzung von metallischem Natrium mit Methanol und anschließender Zugabe einer entsprechenden Wassermenge erfolgen oder durch Umsetzung von Ätznatron mit Methanol, wobei kontinuierlich wasserhaltiges Methanol abdestilliert und Reinmethanol in gleicher Menge zugeführt wird, bis der gewünschte Umsatzgrad erreicht ist.The preparation of the modifier solution can be carried out either by reaction of metallic sodium with methanol and subsequent addition of an appropriate amount of water or by reacting caustic soda with methanol, while continuously distilling off water-containing methanol and pure methanol is added in the same amount until the desired conversion is achieved.

Die Umsetzung der Modifikatorlösung mit dem Copolymerisat wird in an sich bekannter Weise in Innenmischern oder Extrusionsmaschinen durchgeführt.The reaction of the modifier solution with the copolymer is carried out in a manner known per se in internal mixers or extrusion machines.

Überraschenderweise besitzen die modifizierten Ethen-Vinylacetat-Copolymerisate eine wesentlich engere Molmassenverteilung und deutlich geringere Gelanteile als entsprechende Vergleichsprodukte.Surprisingly, the modified ethene-vinyl acetate copolymers have a significantly narrower molecular weight distribution and significantly lower gel contents than corresponding comparative products.

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1

Ein Ethen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Vinylacetatgehalt von 31,5 Ma.-% und einem Schmelzindex von 175g pro 10 Minuten, gemessen bei 463 K, wird mit einem Durchsatz von 2,0 kg/h durch einen Doppelschneckenextruder mit einem Scheckendurchmesser von 28mm und einer Schneckenlänge von 929 mm gegeben. Die Temperaturen der einzelnen Heizzonen liegen im Bereich von 383 bis 473 K. In die Plastschmelze werden 55 ml/h einer methanolischen Natriummethylat-Lösung, die einen Natriummethylatgehaltvon 19Ma.-% und einen Natriumhydroxidgehalt von 1,56Ma.-% aufweist, mittels einer Dosierpumpe eingespritzt. 130mm nach der Einspritzstelle werden mittels Vakuumentgasung 90 Ma.-% des freien Methanols aus der Plastschmelze entfernt. Das den Extruder verlassende Produkt wird stranggranuliert. Die Eigenschaften des modifizierten Copolymerisates sind in Tabelle 1 enthalten.An ethene-vinyl acetate copolymer having a vinyl acetate content of 31.5 mass% and a melt index of 175g per 10 minutes, measured at 463K, is passed through a twin screw extruder having a diameter of 28mm with a throughput of 2.0kg / hr and a screw length of 929 mm. The temperatures of the individual heating zones are in the range of 383 to 473 K. In the plastic melt 55 ml / h of a methanolic sodium methoxide solution having a sodium methylate content of 19Ma .-% and a sodium hydroxide content of 1.56Ma .-%, by means of a metering pump injected. 130 mm after the injection point, 90% by weight of the free methanol are removed from the plastic melt by means of vacuum degassing. The product leaving the extruder is pelletized. The properties of the modified copolymer are contained in Table 1.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)

Gemäß Beispiel 1 wird das Ethen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einer reinen Natriummethylat-Lösung in Methanol, die einen Natriummethylatgehaltvon 21 Ma.-% aufweist (Gesamtnatriumgehalt der Modifikatorlösung wie im Beispiel 1 gleich 9,0 Ma.-%), umgesetzt.According to Example 1, the ethene-vinyl acetate copolymer is reacted with a pure sodium methylate solution in methanol having a sodium methylate content of 21% by mass (total sodium content of the modifier solution as in Example 1 equal to 9.0% by mass).

Die Eigenschaften des modifizierten Copolymerisates sind in Tabelle 1 enthalten.The properties of the modified copolymer are contained in Table 1.

Tabelle 1Table 1

Eigenschaften Beispiel 1 Beispiel 2Properties Example 1 Example 2

Schmelzindex bei 463 K (g/10 min) 0,9-2,5 0,7-2,6Melt index at 463 K (g / 10 min) 0.9-2.5 0.7-2.6

Anteil der verseiften Acetatgruppen (%), 6 5 bezogen auf das AusgangsproduktProportion of saponified acetate groups (%), 6 5 based on the starting material

mittleres Molekulargewicht Mw 178000 189000average molecular weight M w 178000 189000

Uneinheitlichkeit—U 6,1 9,3Nonuniformity-U 6,1 9,3

Gelanteil (Ma.-%) 0,13 0,72Gel content (% by mass) 0.13 0.72

Claims (2)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Herstellung von modifizierten Ethen-Vinylacetat-Copolymeren mit verbesserter Homogenität durch Umsetzung . der Copolymeren mit Lösungen von Metallalkoholaten im korrespondierenden Alkohol bei Schmelztemperaturen von 343 bis 493 K, wobei durch Entfernung von 5 bis 98 Ma.-% des Alkohols aus der Reaktionsmischung nach einer Verweilzeit der Plastschmelze von 15 bis 95%, bezogen auf die Gesamtverweilzeit der Plastschmelze in der Verarbeitungsmaschine, gezielt teil- bis totalvernetzte Produkte erhalten werden können, in denen die Estergruppierungen durch Alkoholyse in den Grenzen von 5 und 95% durch Hydroxylgruppen ersetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Modifikator eine Lösung von 1 bis 30 Ma.-% Natriumethylat in Methanol verwendet wird, die 0,03 bis 4,45 Ma.-% Natriumhydroxid in gelöster Form enthält.1. A process for the preparation of modified ethene-vinyl acetate copolymers having improved homogeneity by reaction. the copolymers with solutions of metal alcoholates in the corresponding alcohol at melting temperatures of 343 to 493 K, wherein by removing 5 to 98 wt .-% of the alcohol from the reaction mixture after a residence time of the plastic melt of 15 to 95%, based on the total residence time of the plastic melt in the processing machine, targeted partially or totally crosslinked products can be obtained, in which the ester groups are replaced by alcoholysis within the limits of 5 and 95% by hydroxyl groups, characterized in that a solution of 1 to 30% by weight of sodium ethylate as modifier in methanol containing 0.03 to 4.45% by weight of sodium hydroxide in dissolved form. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Modifikatorlösung 0,12 bis 3,35Ma.-% Natriumhydroxid in gelöster Form enthält.2. The method according to item 1, characterized in that the modifier solution used contains 0.12 to 3.35Ma .-% sodium hydroxide in dissolved form.
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