DE1470951B2 - Verfahren zur herstellung konzentrierter latices aus synthetischen elastomeren - Google Patents

Description

Die Herstellung von Latices aus synthetischen Polymeren ist ein hochentwickelter Zweig der Technik. Im allgemeinen werden synthetische Elastomere durch Emulsionspolymerisation hergestellt, wobei der Feststoffgehalt der erhaltenen Polymerisatemulsion je nach der angewandten besonderen Verfahrensweise schwankt. Beispielsweise werden Butadien-Styrol-. Copolymere zweckmäßigerweise aus den Monomeren in Gegenwart von Wasser und Emulgatoren hergestellt; dabei entsteht eine wäßrige Emulsion der Copolymeren, die noch nicht umgesetzte Monomere enthält. Die Copolymeren werden durch Elektrolytzugabe koaguliert und fallen in Form von Kautschukkrümeln an, die sich leicht von der wäßrigen Phase trennen.

Für die Herstellung von Schaumstoffen und anderen zelligen Produkten ist dagegen die Verwendung von synthetischen Kautschuklatices zweckmäßig. Der Feststoffgehalt der Latices schwankt je nach den speziell verwendeten synthetischen Elastomeren und seiner vorgesehenen Verwertung. Die Latices enthalten zudem den Hauptteil des bei der Emulsionspolymerisation verwendeten Emulgators, weil dieser beim Einengen der Emulsion durch Verdampfen von Wasser zum größten Teil zurückbleibt. Allgemein müssen neben den nicht umgesetzten Monomeren nur kleinere Wassermengen abdestilliert werden, weil die Emulsionspolymerisationsverfahren so gesteuert werden können, daß stabile Emulsionen mit ziemlich hohem Feststoffgehalt erhalten werden. Die Erhöhung des Feststoffgehaltes durch Zentrifugieren ist zwar bei natürlichen Latices allgemein üblich, wurde aber bis vor kurzem bei synthetischen Latices wegen der äußerst kleinen Polymerteilchen nicht in Betracht gezogen (Nobel, Latex in Industry, Houben - Weyl, Makromolekulare Stoffe, Band XIV/I).

to In den letzten Jahren haben durch Lösungspolymerisation hergestellte synthetische Elastomere an Bedeutung gewonnen. Das Emulgieren und Konzentrieren der wäßrigen Emulsionen zur Herstellung von Latices brachte jedoch Schwierigkeiten mit sich infolge der erheblichen Unterschiede in der Beschaffenheit der Elastomeren und der Fließeigenschaften ihrer Lösungen. So wird nach der britischen Patentschrift 865 854 die organische Lösung eines Kohlenwasserstoffpolymeren zunächst in Wasser emulgiert und der Rohlatex mittels einer bestimmten Verdampfungsapparatur durch azeotrope Destillation vom Lösungsmittel befreit; dieses Verfahren zeichnet sich durch verminderte Schaumbildung und verbesserten Durchsatz aus. Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines konzentrierten Latex wird in der USA.-Patentschrift 2 936 295 beschrieben. Danach wird ein Elastomeres in einem Lösungsmittel gelöst, mit Emulgator und Wasser versetzt und schließlich das Lösungsmittel aus der Emulsion abgedampft. Der erhaltene Latex kann dann durch Aufrahmen, Zentrifugieren oder weiteres Abdampfen in der Wärme weiter eingeengt werden. Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung konzentrierter Latices aus synthetischen Elastomeren durch Emulgieren einer Losung der Elastomeren in einem organischen Lösungsmittel in Wasser mittels eines Emulgators, wobei die Emulsion 3 bis 30 Gewichtsprozent Elastomere und, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Elastomeren, 1 bis 30 Teile Emulgator, 200 bis 1900 Teile organisches Lösungsmittel und 500 bis 3500 Teile Wasser enthält, nachfolgendes Abdampfen des organischen Lösungsmittels aus der erhaltenen Emulsion unter Temperatur- und Druckbedingungen, unter welchen Wasser nicht siedet, und Konzentrieren des erhaltenen verdünnten Latex auf einen Gehalt von 55 bis 75 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 60 bis 70 Gewichtsprozent an Elastomeren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Emulsion mehreren Verdampfungsstufen unterwirft, wobei man zumindest nach der ersten Verdampfungsstufe eine Vorkonzentrierung durch Zentrifugieren und nach der letzten Verdampfungsstufe eine Endkonzentrierung durch Zentrifugieren durchführt und die bei den Zentrifugierungsstufen gewonnene wäßrige, den Emulgator enthaltende Phase mit einem Gehalt von weniger als 2,0 Gewichtsprozent an Elastomeren im Kreislauf zurückführt.

Das neue Verfahren zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Verfahren durch eine erhebliche Steigerung des Durchsatzes und eine entsprechende Einsparung an Energie und apparativem Aufwand aus. Die Durchsatzsteigerung kann bis zum Fünffachen betragen und beruht darauf, daß überraschenderweise zentrifugierbare Elastomerteilchen gebildet werden. Das erfindungsgemäß mehrfach vorgesehene Zentrifugieren benötigt weniger Energie als das Eindampfen und ist zudem einfacher durchzuführen als das bisher meist angewendete Filtrieren. Im Gegensatz zum Filtrieren kann kontinuierlich zentrifugiert

werden, so daß eine erhebliche Verbesserung der großtechnischen Latexherstellung erzielt wird. Zudem enthält der konzentrierte Latex nur sehr wenig Emulgator (im allgemeinen nur 1,0 bis 3,0 Teile/100 Teile Elastomere), und die im abzentrifugierten Serum enthaltene Hauptmenge Emulgator kann in den Kreislauf zurückgeführt und wieder verwendet werden.

Gemäß einer vorteilhaften Arbeitsweise wird zur Herstellung des konzentrierten Latex in der ersten Verdampfungsstufe 60 bis 80 %, in der zweiten Verdampfungsstufe 35 bis 15 % und in der dritten Verdampfungsstufe der Rest des organischen Lösungsmittels entfernt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf jedes synthetische Elastomere anwenden, das vor dem Emulgieren in Form seiner Lösung in einem Kohlenwasserstoff vorliegt; dabei ist es unerheblich, auf welche Weise diese Kohlenwasserstofflösung erhalten worden ist. Bevorzugt werden jedoch durch Lösungspolymerisation hergestellte Elastomere verwendet, wobei das organische Lösungsmittel zugleich Verdünnungsmittel ist. Beispiele hierfür sind Butadien- und Isoprenpolymerisate, die in Niederdruckverfahren in Gegenwart eines Reaktionsproduktes aus einem Halogenid eines Übergangsmetalls der Gruppen VI bis VIII des Periodensystems und einem Reduktionsmittel, wie Aluminiumalkyl, Aluminiumalkylhalogenid oder Aluminiumhydrid oder in Gegenwart von Lithiumalkylen allein oder in Verbindung mit metallischem Lithium stereospezifisch hergestellt werden. So können Polybutadien mit etwa 98 % cis-l,4-Gehalt oder Polybutadien, das im wesentlichen ganz die trans-1,4-Struktur besitzt, oder ein praktisch gel- und verzweigungsfreies Polyisopren Verwendung finden. Andere Beispiele sind die aus Äthylen und einem anderen Monoolefin mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen hergestellten elastomeren Copolymere, z.B. aus Äthylen und Propylen oder aus Äthylen und Buten-(1), sowie elastomere Terpolymere aus z. B. Äthylen, Propylen und einem Dien, wie 1,5-Hexadien, die in Gegenwart des Reaktionsproduktes aus einem Reduktionsmittel der oben angegebenen Art und einer Vanadiumverbindung, wie Vanadiumhalogenid, Vanadiumoxyhalogenid oder Vanadiumestern als Katalysatoren hergestellt werden. In allen Fällen ist das Verdünnungsmittel ein Lösungsmittel, wie Pentan, Hexan, Amylen, Benzol und deren Halogenderviate.

Die Lösungen der aufgezählten Elastomeren sind hochviskos, obwohl der Elastomerengehalt verhältnismäßig niedrig ist. Nach beendeter Polymerisation liegt der Feststoffgehalt der Elastomerenlösung selten über 25 Gewichtsprozent. Bei derartigen Konzentrationen wird aber die Handhabung stark erschwert, so daß allgemein Lösungen mit 5 bis weniger als 25 Gewichtsprozent Elastomerengehalt hergestellt werden, der beim Emulgieren der Lösung noch erheblich geringer wird. Die Konzentrierungsverfahren durch Entspannungsverdampfen sind für Emulsionen mit so niedrigem Feststoffgehalt völlig ungeeignet.

Das Verfahren nach der Erfindung ist aber nicht auf durch Niederdruckverfahren hergestellte Elastomere beschränkt. Es kann vielmehr jedes durch Lösungspolymerisation hergestellte Elastomere eingesetzt werden, beispielsweise Polyisobutylen. Weiterhin kommen die Lösungen von auf andere Weise in fester Form erhaltenen Elastomeren in Frage. Allgemein entspricht in dieser Beschreibung die Bezeichnung »Elastomeres« der Definition gemäß ASTM Special Technical Publication Nr. 184, S. 38, mit dem weiteren Kennzeichen, daß das Elastomere in einem organischen Lösungsmittel praktisch vollständig löslich ist.

Die Herstellung der Emulsion aus Elastomerenlösung, Wasser und oberflächenaktivem Mittel erfolgt in einem Homogenisator, dessen Bauart beliebig ist. Es soll aber das Emulgieren von Elastomerenlösungen, in denen das Elastomere von Charge zu Charge

ίο sich ändert, möglich sein. Besonders brauchbar hierfür ist eine Zentrifugalpumpe mit regelbarer Geschwindigkeit und/oder einer Umgehungsleitung.

Der maximale Durchsatz durch eine bestimmte Emulgiervorrichtung kann wesentlich erhöht werden, wenn die Konzentration des Polymeren im organischen Lösungsmittel nicht zu hoch ist, wobei die speziellen Konzentrationen jedoch weitgehend von der Beschaffenheit des verwendeten Elastomeren und des Lösungsmittels abhängen. Für Lösungen aus eis-1,4-Polyisopren in einem aliphatischen Verdünnungsmittel, wie Isopentan, Amylen oder Pentan, ergeben sich bei Konzentrationen von 12 bis 16 Gewichtsprozent brauchbare Durchsätze, die jedoch erheblich steigen, wenn die Konzentration auf 8 bis 10 Gewichtsprozent gesenkt wird. Ist andererseits die Konzentration zu gering, so wiegen die Kosten für die Abtrennung des zusätzlichen Lösungsmittels die höheren Durchsätze auf.

Wieviel Emulgator verwendet wird, hängt von der Beschaffenheit des synthetischen Elastomeren, der Konzentration der Elastomerenlösung, der Emulgiervorrichtung und dem Emulgator selber ab. Ein großer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, daß mit beliebigem Überschuß an Emulgator über die erforderliche Mindestmenge gearbeitet werden kann, weil der Überschuß wiedergewonnen und wiederverwendet wird. Im allgemeinen enthält die Emulsion auf 100 Gewichtsteile Elastomere etwa 1,0 bis 30,0 Teile, vorzugsweise 5,0 bis 30,0 Teile Emulgator. Im konzentrierten Latex ist sehr viel weniger Emulgator enthalten; allgemein beträgt diese Menge 1 bis 3 Teile je 100 Teile Elastomere.

Als Emulgator kommen alle bei der Emulsionspolymerisation üblichen Verbindungen in Frage. Bevorzugt werden wegen der geringen Schaumbildung beim anschließenden Abdampfen des Lösungsmittels und der erzeugten stabilen Emulsion Natrium- und/oder Kaliumseifen von Harzsäuren und/oder Fettsäuren, wie Ölsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Arachinsäure, Rizinusölsäure und ähnlichen Säuren, sowie andere anionenaktive Emulgatoren verwendet. Es können aber auch kationenaktive oder nichtionogene Emulgatoren zur Anwendung gelangen, vorausgesetzt, daß sie wasserlöslieh sind. Beispiele für kationenaktive Emulgatoren sind Aminsalze, wie Hydroxylamine von langkettigen Fettsäuren, quaternäre Ammoniumsalze, wie Tridecylbenzolhydroxyäthylimidazoliniumchlorid und Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid. Beispiele für nichtionogene Emulgatoren sind die Phosphorsäureester von höheren Alkoholen, wie Capryl- und Octylalkohol und Monoester von Ölsäure und Pentaerythrit.

Der Emulgator wird vorzugsweise in Form seiner wäßrigen Lösung und in einer Konzentration von etwa 0,5 bis 2 Gewichtsprozent zur wäßrigen Phase gegeben. Wichtiger als die Konzentration der wäßrigen Phase ist die Gesamtmenge, welche zum Einsatz

kommt.

Die Verfahrensweise beim Emulgieren ist beliebig. Es kann der Emulgator durch Zugabe der seifenbildenden Säure zur Elastomerenlösung und Zugabe eines Alkalihydroxyds zur wäßrigen Phase in situ erzeugt werden. Weiterhin können die Bestandteile der Emulsion entweder im Gemisch miteinander unter ständigem Rühren oder vollständig getrennt voneinander in den Homogenisator eingebracht werden; die entstandene wäßrige Emulsion wird dann bis zur Verarbeitung auf dem konzentrierten Latex gelagert.

Die wäßrige Emulsion des synthetischen Elastomeren soll stabil sein, damit der gewünschte konzentrierte Latex erzeugt werden kann. Die Stabilität der Emulsion hängt weitgehend von der mittleren Teilchengröße des Elastomeren ab. Diese Teilchengröße wird am einfachsten durch Einstellung der Emulgatorkonzentration in der wäßrigen Phase in bezug auf die Elastomer-Kohlenwasserstoffphase gesteuert. Die Teilchengröße kann auch durch Verringerung des Durchsatzes und/oder durch Verstärkung des Rücklaufverhältnisses des Homogenisators herabgesetzt werden. Diese Maßnahmen werden allein oder in Verbindung mit der Veränderung der Emulgatormenge und der Konzentration der Elastomerenlösung angewandt. Die fertige Emulsion enthält 3 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 15 Gewichtsprozent Elastomere; besonders bevorzugt wird ein Gehalt von 5 bis 10 Gewichtsprozent aus Gründen des Gesamtwirkungsgrades und der Wirtschaftlichkeit.

Beim Abdampfen des Lösungsmittels aus der Emulsion nimmt die Größe der gequollenen Elastomerenteilchen ab, bis das gesamte Lösungsmittel abgedampft ist. Zurückbleibt der verdünnte Latex, wobei das Elastomere je nach Abdampfungsgrad noch Lösungsmittel enthalten kann. Das in der Emulsion bzw. der Elastomerenlösung noch enthaltene nicht polymerisierte Monomere wird beim Abdampfen ebenfalls entfernt. Seine Menge hängt von der angewandten Verfahrensweise ab. Beispielsweise werden bei der Herstellung von elastomeren Äthylen-Propylen-Copolymeren nicht umgesetzte Monomere vor dem Abdampfen entgast, so daß die Elastomerenlösung nur sehr wenig Monomere enthält, andererseits kann die Elastomerenlösung, wenn das Monomere einen hohen Siedepunkt aufweist, sogar 50 % des ursprünglich eingesetzten Monomeren und gegebenenfalls noch mehr enthalten. Dabei tritt während des Abdampfens häufig etwas Schaumbildung auf, die auf beliebige Weise eingedämmt werden kann. Lediglich die Anwendung von Antischaummitteln ist im allgemeinen nicht zu empfehlen, besonders dann, wenn der fertig konzentrierte Latex zu geschäumten Produkten verarbeitet werden soll.

Zweckmäßigerweise wird der Schaum vom abdampfenden Lösungsmittel mitgerissen und dann mit einer kalten Oberfläche in Berührung gebracht, an der er zusammenfällt. Das Schaumbrechen wird auf diese Weise durch Kondensation der organischen Phase bewirkt. Der entstandene verdünnte Latex und das Lösungsmittel werden dann durch Absetzen voneinander getrennt und das gewonnene organische Lösungsmittel entfernt.

Das Abdampfen des Lösungsmittels erfolgt in mehreren Stufen, wobei mindestens nach der ersten Stufe eine Vorkonzentrierung durch Zentrifugieren und nach der letzten Stufe eine Endkonzentrierung durch Zentrifugieren durchgeführt wird. Die zwischen den einzelnen Verdampfungsstufen durchgeführten Konzentrierungen durch Zentrifugieren bewirken eine beträchtliche Durchsatzerhöhung bei der letzten Konzentrierungsstufe durch Zentrifugieren.
Vorzugsweise wird in den einzelnen Verdampfungsstufen zunehmend weniger Verdünnungs- bzw. Lösungsmittel abgedampft, beispielsweise 50 bis 84 % Lösungsmittel in der ersten Verdampfungsstufe und anschließend zunehmend weniger. Durch zweckmäßige Einstellung der Einspeisungsgeschwindigkeit und der Verdampfungsbedingungen kann das Schäumen während des Abdampfens leicht auf die erste Verdampfungsstufe beschränkt werden. Besonders vorteilhaft ist das Arbeiten mit drei Verdampfern, wobei in der ersten Stufe etwa 60 bis 80 %, in der zweiten Verdampfungsstufe etwa 35 bis 15 % und in der letzten Verdampfungsstufe der Rest des organischen Lösungsmittels entfernt wird.

Der nach der ersten Verdampfungsstufe erhaltene verdünnte Latex ist bereits weitgehend frei von organischem Lösungsmittel und besteht aus einer wäßrigen Dispersion des synthetischen Elastomeren in Gegenwart von Seife. Der Feststoff- oder Elastomerengehalt ist verschieden und hängt von den oben beschriebenen Variablen ab. Die mittlere Teilchengröße des Elastomeren im verdünnten Latex ist klein, weil das vorher vorhandene organische Lösungsmittel ein Quellen der Elastomerenteilchen bewirkt. Die Teilchengröße ist jedoch unerheblich, weil die Stabilität des verdünnten Latex sichergestellt ist, wenn die verwendete Emulsion stabil war.

Die Daten und Betriebsbedingungen der Zentrifuge beim Zentrifugieren lassen sich unter Zugrundelegung des erforderlichen Durchsatzes und des erforderlichen Feststoffgehaltes des konzentrierten Latex leicht bestimmen. Diese Größen hängen wiederum weitgehend von der Art des verwendeten synthetischen Elastomeren und seiner vorgesehenen Verwertung ab. Die Wahl der Zentrifuge ist wichtig, weil der Durchsatz für den technischen Betrieb hinreichend hoch sein muß und Zentrifugen handelsüblicher Bauart sehr kostspielig sind. Das erfindungsgemäß vorgesehene Vorkonzentrieren durch Zentrifugieren zwischen den einzelnen Verdampfungsstufen gestattet es, den Durchsatz beträchtlich zu erhöhen, ohne daß zusätzlich Zentrifugen benötigt werden.

Das Konzentrieren des Latex durch Zentrifugieren ist erfindungsgemäß auch deswegen erforderlich, weil beim Emulgieren der Elastomerenlösungen so große

So Wassermengen benötigt werden, daß auch der verdünnte Latex große Wassermengen enthält. Während beim Konzentrieren der durch Emulsionspolymerisation erhaltenen Emulsionen und Latices auf Grund ihres wesentlich höheren Kautschukgehaltes wirtschaftlich mit Entspannungsverdampfung gearbeitet werden kann, ist diese Arbeitsweise beim erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahren unbrauchbar wegen des hohen Energiebedarfes und des apparativen Aufwandes.

Wichtig ist, daß zur Herstellung von stabilen Emulsionen aus Elastomerenlösungen ziemlich große Mengen Emulgator erforderlich sind, die anschließend beträchtlich verringert werden müssen, um brauchbare konzentrierte Latices zu erhalten. Das Konzentrieren durch Zentrifugieren gestattet die Entfernung des überschüssigen Emuigators, wobei auch dessen Rückgewinnung und Wiederverwendung möglich wird. Das abzentrifugierte Serum wird im Kreislauf zurückge-

führt. Das Serum kann etwa 1 bis 2 Gewichtsprozent Elastomere enthalten, das nicht abgetrennt zu werden braucht. Liegt im Serum zuviel Elastomeres vor, so ist es zweckmäßiger, die Zentrifugiergeschwindigkeit zu verringern, als das Elastomere mit im Kreislauf zurückgeführtem Emulgator aufzuarbeiten. Vorzugsweise wird die Zentrifugiergeschwindigkeit so eingestellt, daß das Serum weniger als etwa 1 Gewichtsprozent Elastomeres enthält.

Der Feststoffgehalt des Latex hängt von dessen vorgesehener Verarbeitung ab. Wird der Latex zur Herstellung von vulkanisierten Schaumstoffen oder von durch Tauchverfahren hergestellten Produkten verwendet, so soll der Feststoffgehalt nicht unter 55 Gewichtsprozent liegen, damit nicht minderwertige Produkte erhalten werden. Ist hingegen der Latex als Zwischenprodukt zur Gewinnung von Kautschuk durch Koagulieren vorgesehen, so sind Feststoff- und Emulgatorgehalt von geringerer Bedeutung. Allgemein soll der Feststoffgehalt des konzentrierten Latex 55 bis 75 Gewichtsprozent betragen, wobei in allen Fällen ein Gehalt von 60 bis 70 Gewichtsprozent bevorzugt wird. Bei cis-l,4-Polyisoprenlatex werden Feststoffgehalte über etwa 62 Gewichtsprozent besonders bevorzugt. Bei cis-l,4-Polybutadien kann der Feststoffgehalt beträchtlich geringer sein, wobei jedoch die oben angegebene untere Grenze nicht unterschritten werden soll. Zweckmäßigerweise wird der Feststoffgehalt so gewählt, wie es die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens zuläßt. Sobald der Feststoffgehalt steigt, werden Daten und Betriebsbedingungen der Zentrifugiervorrichtung kritischer. Bei einem Feststoffgehalt von etwa 75 % werden die Kosten der Vorrichtung und die Zentrifugierdauer unwirtschaftlich; deshalb erwiesen sich etwa 70 Gewichtsprozent als zweckmäßige obere Grenze für die Durchführbarkeit des Verfahrens.

Die Lösungsmittelmenge in der Kautschuk-Lösungsmittelphase in der Beschickung für die erste Vorkonzentrierung ist beliebig und schwankt z.B. je nach den Abdampfbedingungen und dem verwende-ten Lösungsmittel. Vorteilhaft ist es jedoch, die Abdampfbedingungen so einzustellen, daß im verdünnten Latex etwa gleiche Gewichtsteile Lösungsmittel und Elastomerfeststoffe enthalten sind.

Wirkungsgrad und Durchsatz des neuen Verfahrens können durch Anwendung verschiedener Techniken beim Zentrifugieren verbessert werden. Allerdings wird die Verwendung von Zusätzen in der Zentrifuge durch die Wiederverwendung des Seifenserums und die sehr hohen Anforderungen bei der Endverwertung der Latices beschränkt. Dies trifft besonders dann zu, wenn das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird. Die Emulsion oder der verdünnte Latex können mit Vulkanisiermitteln, wie Schwefel, Beschleunigern, Zinkoxid, Füllstoffen oder Pigmenten versetzt werden, wenn die Herstellung von Schaumstoffen beabsichtigt ist. Das neue Verfahren eignet sich natürlich auch zur Herstellung von Latexgemischen. In diesem Falle wird zweckmäßigerweise ein Gemisch der Emulsionen hergestellt, das Lösungsmittel daraus abgedampft und schließlich die Konzentrierung durchgeführt. Zu beachten ist dabei lediglich, daß das Emulgiermittel dasselbe ist oder zumindest mit beiden Emulsionen verträglich.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

In eine mit 3500 UpM laufende Hochleistungszentrifugalpumpe (Raddurchmesser 22,86 cm) wurde eine 12,5 gewichtsprozentige Lösung aus Polyisopren mit 92,5 % cis-l,4-Gehalt und einer Intrinsikviskosität von 8,0 dl/g in einem Amylengemisch eingespeist und dort mit einer gleichzeitig zugeführten 1,5 gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von harzsaurem

ίο Kalium emulgiert. Die Seifenlösung und die Elastomerenlösung wurden in annähernd gleichen Volumina und mit einer Geschwindigkeit von 2,6 bis 3,8 l/min eingespeist. Die zunächst grobe Emulsion wurde in einem Homogenisator nach Eppenbach weif

emulgiert. Die erhaltene stabile Emulsion enthk.. etwa 4,9 Gewichtsprozent Elastomere, 33,5 % Lösungsmittel, 60,7 % Wasser, Rest Emulgiermittel. Darauf wurde in einem ersten Druckverdampfungsgefäß bei einer Temperatur von 43,5° C unter einem Druck von 1,2 Bar das Lösungsmittel bis auf lOOTeile je 100 Teile emulgiertes Polyisopren abgedampft. Diese Emulsion wurde dann zentrifugiert, bis der Gehalt an Lösungsmittel + Elastomeren etwa 60 Gewichtsprozent betrug. Darauf wurde das übriggebliebene Lösungsmittel abgedampft und der Latex erneut zentrifugiert, bis der Feststoffgehalt 60 Gewichtsprozent betrug, Rest Wasser und Emulgiermittel. Das Serum aus der Zentrifugierstufe mit einem Gehalt von etwa 1,3 Gewichtsprozent Emulgiermittel wurde im Kreislauf zu einem Vorratsbehälter zurückgeführt. Das abdestillierte Lösungsmittel wurde ebenfalls zurückgewonnen und einer Wiederverwendung zugeführt.

Nach der ersten Verdampfungsstufe besaßen die suspendierten Kautschukteilchen einen etwa l,34mal so großen mittleren Durchmesser wie die Teilchen des lösungsmittelfreien Elastomeren, d. h. die Teilchen im verdünnten Latex. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Lösungsmittel die Teilchen quillt und hierdurch die Teilchengröße erhöht. Dementsprechend nimmt die Dichte des gequollenen Polymeren ab; sie betrug in diesem Falle das 0,7fache des verdünnten Latex. Der Durchsatz war bei einem Feststoffendgehalt von 60 % um 370 % erhöht worden.

Der verwendete Emulgator wirkte beim Abdampfen des Lösungsmittels stark schaumbremsend. Der Latex ließ sich gut zu Schaumstoffen verarbeiten.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abwandlung, daß das Elastomere aus einer 20 gewichtsprozentigen Lösung von Butadien in Benzol hergestellt worden ist. Das Polymerisationsprodukt enthielt etwa 15 % Polybutadien mit 98 % cis-l,4-Gehalt, gelöst in Benzol, sowie monomeres Butadien, da die Polymerisation bis zu einer etwa 60 %igen Umsetzung geführt worden war. Das Polymerisat wurde gemäß Beispiel 1 unter Verwendung von harzsauren Kaliumseifen in Form einer 1,5 %igen wäßrigen Lösung emulgiert. Der verdünnte Latex wurde durch eine Reihe von Druckverdampfern geführt; in der ersten Verdampfungsstufe wurden etwa 60 % des Benzols entfernt. Anschließend wurde durch Zentrifugieren vorkonzentriert. Darauf wurde das restliche Benzol in zwei weiteren Verdampfungsstufen abgetrieben; schließlich wurde noch einmal zentrifugiert, bis der Feststoffgehalt des Latex etwa 62,5 % betrug. Das Serum aus

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den Zentrifugierstufen wurde zurückgewonnen und in den Kreislauf geführt.

Ohne Vorkonzentrierung wurde ein Latex mit gleichem Feststoffgehalt erreicht, aber der Durchsatz betrug nur etwa ein Viertel.

Beispiel 3

Die vorangegangenen Beispiele wurden wiederholt mit der Abwandlung, daß das Elastomer ein Copolymeres aus Äthylen und Propylen, gelöst in Pentan, war, Äthylengehalt etwa 72 Molprozent. Das Copolymere eignet sich besser zur Herstellung von Schaum-

stoffen, wenn der Feststoffgehalt des Latex etwa 70 Gewichtsprozent beträgt. Zur Erzielung dieses höheren Feststoffgehaltes kann die erste und zweite Zentrifugierstufe etwas mehr Zeit beanspruchen, wodurch der Durchsatz verringert wird. In diesem Falle wurden in der ersten Verdampfungsstufe etwa 55 %, in der zweiten Verdampfungsstufe etwa 35 % und in der letzten Verdampfungsstufe der Rest des Lösungsmittels entfernt. Die Seren aus der ersten und zweiten

ίο Zentrifugierstufe wurden zweckmäßigerweise vereinigt und zur Wiederverwendung des Emulgiermittels in den Kreislauf zurückgeführt.

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung konzentrierter Latices aus synthetischen Elastomeren durch Emulgieren einer Lösung der Elastomeren in einem organischen Lösungsmittel in Wasser mittels eines Emulgators, wobei die Emulsion 3 bis 30 Gewichtsprozent Elastomere und, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Elastomeren, 1 bis 30 Teile Emulgator, 200 bis 1900 Teile organisches Lösungsmittel und 500 bis 3500 Teile Wasser enthält, nachfolgendes Abdampfen des organischen Lösungsmittels aus der erhaltenen Emulsion unter Temperatur- und Druckbedingungen, unter welchen Wasser nicht siedet, und Konzentrieren des erhaltenen verdünnten Latex auf einen Gehalt von 55 bis 75 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 60 bis 70 Gewichtsprozent an Elastomeren, dadurch gekennzeichnet,daß man die Emulsion mehreren Verdampfungsstufen unterwirft, wobei man zumindest nach der ersten Verdampfungsstufe eine Vorkonzentrierung durch Zentrifugieren und nach der letzten Verdampfungsstufe eine Endkonzentrierung durch Zentrifugieren durchführt, und die bei den Zentrifugierungsstufen gewonnene wäßrige, den Emulgator enthaltende Phase mit einem Gehalt von weniger als 2,0 Gewichtsprozent an Elastomeren im Kreislauf zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Verdampfungsstufe 60 bis 80 %, in der zweiten Verdampfungsstufe 35 bis 15 % und in der dritten Verdampfungsstufe den Rest des organischen Lösungsmittels entfernt.