DE1495694C3 - Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten des Vinylchlorids - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten des VinylchloridsInfo
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Description
Es ist bekannt, daß durch die Polymerisation von Vinylverbindungen in Gegenwart anderer hochmolekularer
Verbindungen Pfropfpolymerisate entstehen können, die sich in ihren Eigenschaften sowohl von
den Homopolymerisaten als auch von den Copolymerisaten entsprechender Monomerenzusammensetzung
mehr oder weniger stark unterscheiden. Solche Pfropfpolymerisate bringen in ihren Eigenschaften
jedoch keineswegs immer Vorteile gegenüber den Homopolymerisaten oder auch Copolymerisaten.
Es sind auch bereits mit Vinylchlorid Versuche unternommen worden, Pfropfpolymerisate z. B. mit Polystyrol
herzustellen oder andererseits auf Polyvinylchlorid andere Monomere wie Vinylacetat aufzupfropfen.
Auch diese Produkte zeigen gegenüber reinem Polyvinylchlorid keine besonderen Vorteile.
Aus der deutschen Auslegeschrift 10 82 734 ist es bekannt, Vinylchlorid in wäßriger Suspension mit
Hilfe von Suspensionsstabilisatoren und wasser- oder monomerenlöslichen Katalysatoren in Gegenwart von
Emulsionen von bei Raumtemperatur zähelastischen Polymerisaten zu polymerisieren. Unter zähelastischen
Polymerisaten werden unter anderem Vinylesterpolymerisate verstanden. Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate
werden gemäß dem dort vorgeschlagenen Verfahren nicht verwendet. Gegenüber der deutschen
Auslegeschrift 10 82 734 weist das Verfahren der Erfindung verschiedene Vorteile auf. Bei Verwendung der
Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate als Pfropfgrundlage ist es möglich, bereits mit geringeren Mengen an
Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat die gleichen bzw. mit der gleichen Menge bessere technologischen Eigenschaften
zu erzielen als mit Polyvinylpropionat nach dem Verfahren der obigen Auslegeschrift (vgl. Beispiel
3 der Entgegenhaltung und Beispiel 13 der vorliegenden Anmeldung). Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße
Verfahren bei gleichem Gehaltan Pfropfgrundlage auf Grund der möglichen unterschiedlichen
Vinylacetatgehalte in der Pfropfgrundlage, Differenzierungen in den technologischen Eigenschaften gezielt
herbeizuführen. Der deutschen Auslegeschrift 1082734 ist weiter keineswegs zu entnehmen, daß auch bei
höheren Gehalten an Pfropfgrundlage (beispielsweise 80%) homogene Produkte entstehen, die noch wertvolle
technologischen Eigenschaften besitzen und
ίο breite Anwendungsmöglichkeiten erschließen.
Weiter ist aus der deutschen Auslegeschrift 10 65 618 ein Verfahren zur Herstellung von Mischungen von
Vinylchloridpolymeren und Pfropfpolymerisaten des Vinylchlorids bekannt, daß dadurch gekennzeichnet
ist, daß Vinylchlorid auf Polymere von monoolefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen oder Mischpolymeren aufgepfropft wird und nicht umgesetztes Polyolefin
durch Lösungsmittelextraktion entfernt wird.
Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt in dem geringen Pfropfungsgrad, so daß heterogene Reaktionsprodukte erhalten werden, die neben dem Pfropfpolymerisat nicht umgesetztes Polyolefin enthalten. Um zu brauchbaren Endprodukten zu gelangen, ist eine umständliche und zeitraubende Lösungsmittelextraktion erforderlieh. Demgegenüber sind die Produkte des erfindungsgemäßen Verfahrens im technischen Maßstab leicht herstellbar und können ohne komplizierte und zeitraubende Zwischenbehandlung zu Produkten mit ausgezeichneten technologischen Eigenschaften verarbeitet werden. Weiter lassen sich nach dem Verfahren der Erfindung völlig homogene Produkte mit hohen Gehalten an Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat herstellen.
Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt in dem geringen Pfropfungsgrad, so daß heterogene Reaktionsprodukte erhalten werden, die neben dem Pfropfpolymerisat nicht umgesetztes Polyolefin enthalten. Um zu brauchbaren Endprodukten zu gelangen, ist eine umständliche und zeitraubende Lösungsmittelextraktion erforderlieh. Demgegenüber sind die Produkte des erfindungsgemäßen Verfahrens im technischen Maßstab leicht herstellbar und können ohne komplizierte und zeitraubende Zwischenbehandlung zu Produkten mit ausgezeichneten technologischen Eigenschaften verarbeitet werden. Weiter lassen sich nach dem Verfahren der Erfindung völlig homogene Produkte mit hohen Gehalten an Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat herstellen.
Es wurde nunmehr gefunden, daß man hochwertige Polymerisate des Vinylchlorids herstellen kann, wenn
man 0,5 bis 99 Gewichtsteile Vinylchlorid in einem Gewichtsteil eines Copolymerisats aus Äthylen und
Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt zwischen 20 und 80 Gewichtsprozent löst und radikalisch polymerisiert.
Besonders günstige Eigenschaften der erhältlichen PliiOpfcopolymerisattypen können erreicht werden,
wenn Copolymerisate des Äthylens mit Vinylacetat verwendet werden, worin der Vinylacetatgehalt des
Copolymerisates 30 bis 70% beträgt. Als besonders
günstig hat sich ferner erwiesen, Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate
mit einer Lösungsviskosität von 0,2 bis 1,5 einzusetzen.
In den Polymerisationsansätzen können bevorzugt
auf 4 bis 15 Gewichtsteile Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat
85 bis 96 Gewichtsteile des zu polymerisierenden Vinylchlorids eingesetzt werden. Hierbei ist
zu berücksichtigen, daß bei unvollständigem Umsatz des Vinylchlorids die Anteile an Äthylen-Vinylester-Copolymerisat
im Endprodukt höher sind als im ursprünglichen Polymerisationsansatz.
Von bevorzugtem Interesse sind Pfropfcopolymer enthaltende Polymerisate des Vinylchlorids mit einem
Äthylen-Vinylester-Pfropfcopolymeranteil, der einem
Äthylen-Vinylester-Copolymerisat-Anteil von 5 bis 10 Gewichtsprozent entspricht.
Bei der Pfropfpolymerisation bzw. der daneben meist in gewissem Umfange parallellaufenden Homopolymerisation
des Vinylchlorids kann so verfahren
werden, daß die Äthylen-Vinylester-Copolymerisate in Lösungsmittel gemeinsam mit Vinylchlorid gelöst
werden, wobei als Lösungsmittel beispielsweise primäre oder tertiäre niedermolekulare, aliphatische Aiko-
hole mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen, wie Äthanol oder tertiäres Butanol, ferner z. B. Tetrahydrofuran
oder cycloaliphatische sowie aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan und Benzol, sowie
schließlich Ketone, wie Aceton, in Betracht kommen. Gemäß bevorzugter Ausführungsform des Verfahrens
löst man jedoch die Äthylen-Vinylester-Copolymerisate zusammen mit einem monomerenlöslichen Radikalbildner
in monomerem Vinylchlorid und polymerisiert diese Lösung nach Dispergierung unter den allgemein
üblichen Bedingungen einer Suspensionspolymerisation des Vinylchlorids in wäßriger Dispersion
unter Zuhilfenahme geeigneter Dispergierhilfsmittel, wie Gelatine, Polyvinylalkohol oder Methylcellulose.
Nach der letztgenannten Verfahrensweise können die höchsten Pfropfungsgrade erreicht werden.
Als Initiatoren für das erfindungsgemäße Polymerisationsverfahren sind monomerenlösliche Radikalbildner
geeignet, wie z. B. organische Peroxide wie Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, Peroxydicarbonate
u. a., leicht zersetzliche Stickstoffverbindungen, wie beispielsweise «,«-Azodiisobuttersäurenitril, wie sie
bevorzugt bei der Ausführungsform einer Suspensionspolymerisation angewandt werden.
Diese Polymerisationsinitiatoren werden zweckmäßig in Mengen von 0,1 bis etwa 3 Gewichtsprozent,
bezogen auf polymerisierendes Monomer, eingesetzt.
Die Polymerisationstemperaturen liegen innerhalb des üblichen Bereiches für die Polymerisation des
Vinylchlorids, vorzugsweise zwischen 20 und 800C.
Bei der Polymerisation nach diesem Verfahren erhält man ein Pfropfpolymerisat von Vinylchlorid mit
dam Äthylen-Copolymerisat, das je nach der zugesetzten Menge Äthylen-Vinylester-Copolymerisat noch
reines Polyvinylchlorid enthalten kann und gegenüber Polyvinylchlorid oder auch entsprechenden Vinylchlorid-Copolymerisaten
erhebliche Vorteile besitzt. Als besonderer Vorteil ist eine erhebliche Verbesserung
der Kerbschlagzähigkeit zu nennen, die von etwa 3 cmkp/cm2 bei Vinylchlorid-Homopolymerisaten bis
auf 50 cmkp/cm2 bei den erfindungsgemäß hergestellten Vinylchlorid-Polymerisaten ansteigen kann. Ein weiterer
bemerkenswerter Vorteil ist die größere Dehnbarkeit der beanspruchten Polymerisate, die mit einer
größeren Flexibilität der aus ihnen hergestellten Formkörper verbunden ist. Ein Gemisch aus Polyvinylchlorid
und den Pfropfcopolymerisaten läßt sich sehr viel leichter verarbeiten als reines Polyvinylchlorid,
z. B. wenn man auf der Walze andere Zusatzstoffe wie Stabilisatoren, Pigmente oder andere hochmolekulare
Verbindungen einarbeiten will.
Das Gemisch von Polyvinylchlorid und dem Pfropfcopolymerisat ist ferner so verträglich, daß die daraus
hergestellten homogenen Formkörper transparent sind. Es ist auch möglich, glasklare, weichmacherfreie
Folien herzustellen, die reckbar sind und bei erhöhter Temperatur auch wieder zu schrumpfen vermögen, so
daß sie sich zur Herstellung von Schrumpffolien für Verpackungszwecke besonders eignen. Pfropfcopolymerisate
von anderen Monomeren, wie z. B. Styrol auf Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisaten ergeben dagegen
nicht transparente, spröde Massen von minderer Qualität.
Die Eigenschaften der Polymerisationsprodukte werden durch den Anteil des gepfropften Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisates
stark beeinflußt. Je höher dieser Anteil ist, um so stärker wird die Elastizität und
Dehnung der Produkte erhöht, so daß sie sich sehr gut für die Herstellung von Folien und Beschichtungen
eignen. Als besonders überraschend wurde gefunden, daß sehr geringe Anteile an Äthylen-Vinylacetat-Pfropfcopolymer
entsprechend einer Menge zwischen
4 und 15 Gewichtsprozent an Äthylen-Vinylacetat-Copolymer
im Endprodukt schon eine sehr starke Verbesserung der Kerbschlagzähigkeit bringen, ohne
daß die Härte des Polymerisatgemisches im Vergleich zu reinem Polyvinylchlorid nennenswert erniedrigt
ίο wird.
Unter den verfahrensgemäßen Polymerisationsbedingungen erhält man Pfropfcopolymerisate des Vinylchlorids
auf Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisaten, wie z. B. aus Extraktionsversuchen nach Beispiel 1 hervorgeht,
welche je nach der .zugesetzten Menge Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mehr oder weniger
große Anteile an Polyvinylchlorid enthalten können. Den Polymerisationsprodukten können gegebenenfalls
zusätzlich noch Polyvinylchlorid oder geringe Mengen
an Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisaten zugesetzt werden.
Auch kann man die Pfropfcopolymerisation unter solchen Bedingungen durchführen, daß neben dem
Polyvinylchlorid und dem Pfropfcopolymerisat auch noch unmodinziertes Äthylen- Vinylacetat-Copolymerisat
im Endprodukt vorhanden ist.
Die erfindungsgemäß hergestellten Polymerisationsprodukte eignen sich in hervorragender Weise zur
Herstellung von Formkörpern wie Platten, Preßstücke, Rohre, Behälter, Folien, Fasern oder auch für Be-Schichtungen.
Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, sofern nicht anders vermerkt.
Ein Rührautoklav wird mit 150 Teilen eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats
mit einer Lösungsviskosität [??] = 0,95 (gemessen in Xylol) und einem Vinylacetatgehalt
von 45 %, 3 300 Teilen Wasser, 3 Teilen α,α'-Azodiisobutyronitril, 5 Teilen Polyvinylalkohol
und 1350 Teilen Vinylchlorid beschickt. Man rührt 5 Stunden bei Raumtemperatur, um die Lösung des
Copolymerisats im Vinylchlorid zu erreichen und polymerisiert anschließend 15 Stunden bei 6O0C.
Es fallen 1380 Teile (92%) eines feindispersen Pro-
duktes an. Es enthält 11% Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat-Anteile.
Das Trocknen erfolgt bei 6O0C im Vakuum. Der K-Wert beträgt 51. Aus dem Polymerisat
lassen sich transparente Folien gießen oder auch Formkörper herstellen, an denen folgende mechanische
Werte gemessen wurden.
Reißfestigkeit | Dehnung | Kerbschlagzähigkeit |
nach DIN 53504 | bei Raumtemperatur | |
nach DIN 53453 | ||
55 kp/cm2 | 0/ /0 |
kpcm/cm2 |
330
135
42,6
Auf das eingesetzte Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat sind erhebliche Mengen an Vinylchlorid aufgepfropft
worden, wie aus Extraktions- und Löslichkeitsproben in Verbindung mit der Elementaranalyse
hervorgeht. Proben des nach oben stehendem Ansatz gewonnenen Polymerisats wurden einmal mit tertiärem
Butanol, einem Lösungsmittel für Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat,
zum anderen mit einem Gemisch tertiäres Butanol zu Benzol = 1:1, 48 Stunden lang
extrahiert. Die Anaiysenergebnisse des Extraktes zeigt folgende Tabelle:
5 | 14 95 | 694 | Extrahierte Menge in % |
6 | tert. Butanol | |
Extraktionsmittel | Sauerstoff o/ /o |
Chlor % |
0,22 3,3 |
Löslichkeit Benzol |
löslich weitgehend unlöslich |
|
tert.-Butanol tert.-Butanol Benzol 1: 1 |
Extrakt Extrakt Äthylen-Vinylacetat- Copolymer |
9,7 9,9 16,8 |
15,0 20,75 |
löslich löslich |
||
Die Extrakte enthalten Sauerstoff und Chlor, stellen somit kein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat dar;
dieses Ergebnis wird weiter durch die Feststellung gestützt, daß die Extrakte homogen sind und sich nicht
in tertiärem Butanol lösen lassen. Nachdem der Extrakt in Benzol löslich ist, kann man annehmen,
daß der Extrakt kein Polyvinylchlorid enthält, da dieses in Benzol unlöslich ist. Die Extrakte sind wohl als
besonders leicht lösliche, niedermolekulare und sauerstoffreiche Anteile des Pfropfcopolymerisates anzusehen.
_ In einem Rührautoklav werden 300 Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisates mit 45% Vinylacetat
(Lösungsviskosität [η] = 0,95), 3300 Teile Wasser, 5 Teile Polyvinylalkohol, 3 Teile A,«'-Azodiisobutyronitril
und 1200 Teile Vinylchlorid 5 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und darauf 15 Stunden
auf 60°C erhitzt.
Man kann dabei auch zunächst die Lösung von Äthylen-Vinylacetat in Vinylchlorid im Autoklav
durch mehrstündiges Rühren bei Zimmertemperatur herstellen und dann die übrigen Bestandteile nachdrücken
bzw. aus einem zweiten Löseautoklav die fertige Lösung des Copolymerisats in Vinylchlorid in
die wäßrige Phase drücken und sofort mit der Polymerisation beginnen. Man erhält 1260 Teile (84%)
feindisperses Polymerisat. Es enthält 24% Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisatanteile.
Der K-Wert beträgt 57. Aus dem Produkt lassen sich transparente Folien von großen Festigkeiten und Bruchdehnungen
herstellen, die reckbar sind und bei Wärmebehandlung einen fast 100%igen Schrumpf aufweisen.
Reißfestigkeit nach DIN 53 504 kp/cm2: 235, Dehnung
in %: 257.
Man beschickt einen Rührautoklav mit 75 Teilen eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats, dessen Vinylacetatgehalt
30% beträgt, 3300 Teilen Wasser, 5 Teilen Polyvinylalkohol, 3 Teilen /\,V-Azodiisobutyronitril
und 1425 Teilen Vinylchlorid. Der verschlossene Autoklav wird 5 Stunden bei Raumtemperatur
gerührt und anschließend 15 Stunden lang auf 60% erhitzt. Das aus kleinen farblosen Perlen bestehende
Produkt wird in Wasser gewaschen und im Vakuum bei 6O0C getrocknet. Man erhält eine Ausbeute
von 1320 Teilen (88%). Der K-Wert beträgt 56.
Das Polymerisat enthält 5,7 Äthylenvinylacetat-Copolymerisatanteile.
Die mechanische Prüfung zeigt eine hervorragende Kerbschlagzähigkeit im Vergleich
zu Polyvinylchlorid, ohne daß die Kugeldruckhärte nennenswert beeinträchtigt wird.
Produkt Reißfestigkeit Dehnung Kerbschlagzähigkeit
nach DIN 53504 bei Raumtemperatur
nach DIN 53453
kp/cm* % kpcm/cm2
Kugeldruckhärte
nach 10 und 60 Sek.
nach DIN 53456
nach 10 und 60 Sek.
nach DIN 53456
kp/cm2
3 360
Polyvinyl- 610
chlorid
chlorid
74
80
80
20,0 2,8 1085/1045
1135/1070
1135/1070
Gemäß der _ Ausführungsart in Beispiel 1 werden 75 Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats mit
einem Gehalt von 66% Vinylacetat, Lösungsviskosität [η] = 0,72, 3300 Teile Wasser, 5 Teile Polyvinylalkohol,
3 Teile a,«'-Azodiisobutyronitril und 1425 Teile Vinylchlorid 5 Stunden bei Zimmertemperatur
gerührt und anschließend 15 Stunden auf 60° C erhitzt. Es fallen 1360 Teile (90%) eines feinteiligen,
farblosen Pfropfpolymerisats an, das bei 60° C im Vakuum getrocknet wird. Es enthält 5,5%, Äthylenvinylacetat-Copolymerisatanteile
und läßt sich zu transparenten Formkörpern mit hoher Kerbschlagzähigkeit
und Kugeldruckhärte verarbeiten.
Produkt Reißfestigkeit Dehnung Kerbschlagzähigkeit
nach DIN 53504 bei Raumtemperatur
nach DIN 53453
kp/cm2 % kpcm/cm2
Kugeldruckhärte
nach 10 und 60 Sek.
nach DIN 53456
nach 10 und 60 Sek.
nach DIN 53456
kpcm/cm1
4 | 1 351 |
53 | 17,1 | 1030/965 |
Polyvinyl- | 610 | 80 | 2,8 | 1135/1070 |
chlorid
In einem Autoklav werden 750 Teile eines Älhylen-Vinylaeetat-Copolymerisats
mit einem Vinylacetatgehalt von 45",,, 750 Teile Vinylchlorid. 3300 Teile
Wasser, 10 Teile Methylcellulose und 3 Teile \,\'-Azodiisobutyronitril
5 Stunden bei Zimmertemperatur heftig gerührt, um die Auflösung des Copolymerisats
im Vinylchlorid zu erreichen. Anschließend polymerisiert man 20 Stunden bei 60 C.
Man erhält 1300 Teile (86,5",',) eines farblosen, feinperligen
Polymerisats, das mit Wasser gewaschen und im Vakuum bei 50 C getrocknet wird. Hs enthält 58",,
Äthylenvinylacetat.
Aus Lösungen in Tctrahydrofuran-Aceton oder Cyclohexanon lassen sich transparente, flexible Filme
gießen. (Das Material eignet sich hervorragend zur Herstellung weichmacherfreier Folien und für Textilbeschichtungszwecke.)
3000 Teile eines Copolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehall von 45",,,
5400Teile Vinylchlorid, 60 Teile" Methylcellulose, 19 800 Teile Wasser und 18 Teile \,\'-Azodiisobutyronitril
werden 5 Stunden bei Zimmertemperatur in einem Autoklav gerührt. Anschließend polymerisiert
man 20 Stunden bei 60 C. Das feindisperse Polymerisat (6650 Teile) wird mit Wasser gewaschen und
im Vakuum bei 50 C getrocknet. Hs enthält 45",, Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisal. Der K-Wert beträgt
41. Das stabilisierte und auf einer Walze verdichtete Material läßt sich extrudieren und zu Folien
verblasen oder kalandrieren.
Bei Raumtemperatur werden 1500 Teile eines Äthylen-Vinylacelat-Copolymerisats
mit einem Vinylacetatgehall von 30",,, 1500 Teile Vinylchlorid, 6600 Teile
Wasser, 30 Teile Melhylcellulose, 1 Teil Iangkettiges Paraffinsulfonat und 6 Teile \,\'-Azodiisobutyronitri!
in einem Autoklav 5 Stunden lang bei 20 C kräftig gerührt, um die Auflösung des Copolymerisats im
Vinylchlorid zu bewirken. Anschließend wird 15 Stunden bei 60 C polymerisiert. Man erhält 2580 Teile
= 86",, eines feindispersen Polymerisats, das sich aus
58 "O Äthylenvinylacetat und 42",, Vinylchlorid zusammensetzt.
Das weiche, flexible Material eignet sich für die Herstellung von Folien oder in Mischung mit
Füllstoffen für die Herstellung von Fußbodenbelägen. Die Festigkeit beträgt 178 kg/cm2, die Dehnung 390%.
In einem Rührautoklav werden 600 Teile eines Copolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat mit einem
Vinylacetatgehalt von 30"„, 900 Teile Vinylchlorid,
3300 Teile Wasser, 10 Teile Methylcellulose und 3 Teile Λ,Λ'-Azodiisobulyronitril als Katalysator 5 Stunden
lang bei Zimmertemperatur gerührt, damit sich das Copolymerisat im Monomeren vollständig löst. Sodann
polymerisiert man 15 Stunden bei 60'C. Es fallen 1430 Teile eines feindispersen Polymerisats an, das aus
42",, Älhylen-Vinylacetat und 58 "■;, Vinylchlorid zusammengesetzt
ist. Prüfkörper zeigen eine Festigkeit von 203 kg/cm2 und eine Bruchdehnung von 163%.
Das Produkt läßt sich zu Folien oder auch in Verbindung mit Füllstoffen zu Fußbodenbelägen verarbeiten.
,150Teile eines Copolymerisats aus Äthylen und
Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von 30%, 1350 Teile Vinylchlorid, 3300 Teile "Wasser, 10 Teile
Mcthylzellulose und 3 Teile λ,λ'-Azodiisobulyronilril
werden in einem Autoklav 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend heizt man zur Polymerisation
15 Stunden lang auf 60 C. Hs entsteht ein
ίο feinperliges Polymerisat in einer Ausbeute von 84,5%,
das einen Äthylein inylacetatgehalt von 12% aufweist.
Das Material besitzt eine I'esligkcit von 312 kg/cm2
und eine Bruchdehnung von 84",,. Die Kcrbschlagzähigkcil beträgt 30,6 cm kg/cm2. Line Verarbeitbarkeit
durch Extrusion oder Kalandrieren ohne Weichmacherzusatz zu hochschlagfesten Massen ist ohne
Schwierigkeiten möglich.
In einem Autoklav rührt man bei Raumtemperatur 1800 Teile eines Äthylenvinylacetat-Copolymerisats
mit einem Vinylacetatgehalt von 45%, 1200 Teile Vinylchlorid, 6600 Teile Wasser, 30 Teile Methylcellulose,
1 Teil langkcltiges Paraffinsulfonat und 5 Teile Lauroylperoxid 5 Stunden lang heftig durch.
Darauf polymerisiert man ebenfalls unter schnellem Rühren 15 Stunden bei 65 C. Man erhält 2640 Teile
88",, eines feindispersen Polymerisats, das sich aus
68",, Äthylenvinylacetat und 32",, Vinylchlorid zusammensetzt. Das Produkt ist weich und flexibel und
läßt sich zu Folien. Kabelisolicrungen, Beschichtungen und Fußbodenbelägen verarbeiten. Die Festigkeil
beträgt 173 kg/cm2, die Bruchdehnung 471%. Bei der Kerbschlagprüfung bricht das Material nicht.
In einem Autoklav werden 1500 Teile eines Copolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt
von 45%, 1400 Teile Vinylchlorid, 6600 Teile Wasser, 1 Teil Iangkettiges Paraffinsulfonat,
30 Teile Methylcellulose und 6 Teile Diisopropylperoxydicarbonat bei Zimmertemperatur 5 Stunden lang
verrührt. Das Peroxid wird mit weiteren 100 Teilen Vinylchlorid, in denen es sich gelöst befindet, anschließend
in den Autoklav eingedrückt. Nach der Zugabe des Peroxids rührt man noch eine Stunde bei Raumtemperatur
und polymerisiert anschließend 15 Stunden bei 40 C. Man erhält 2585 Teile eines Perlpolymerisats
mit einem K-Wert von 91, das sich aus 58% Äthylenvinylacetat und 42% Vinylchlorid zusammensetzt.
Die Festigkeit beträgt 223 kg/cm2, die Dehnung 294%. Das weiche, sehr elastische Material läßt sich zu
Folien, Kabelisolierungen und Korrosionsschutzüberzügen verarbeiten.
2,8 Teile eines Copolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von 45 %, 6 Teile
Vinylchlorid, 20 Teile Wasser, 0,018 Teile *,«'-Azodiisobutyronitril
und 0,06 Teile Methylcellulose werden in einem Autoklav 5 Stunden bei Raumtemperatur
gerühit und anschließend ebenfalls unter heftigem Rühren 15 Stunden auf 6O0C erhitzt. Es fallen 8,4 Teile
eines feindispersen farblosen Pfropfcopolymerisats an, das 33"/«Äthylenvinylacetat enthält. Die Festigkeit
beträgt 212 kg/cm2, die Bruchdehnung 257"/«.
Bei der Kerbschlagprüfung bricht das Material nicht.
130 223/2
Ein Rührautoklav wird mit 4,5 Teilen eines Copolymerisats
aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von 45 %, 25,3 Teilen Vinylchlorid, 66 Teilen
Wasser, 0,04 Teilen Benzoylpeioxid und 0,06 Teilen Polyvinylalkohol gefüllt, verschlossen und 5 Stunden
bei Raumtemperatur gerührt. Danach polymerisiert man unter heftigem Rühren 15 Stunden bei 65 C.
Man erhält 26,5 Teile =- 86% eines extrudierbaren
und verspritzbaren, feindispersen Materials, das sich aus 17% Äthylen-Vinylacetat und 83% Polyvinylchlorid
zusammensetzt. Das Produkt ist bei der Schlagzähigkeitsprüfung nicht gebrochen. Die Festigkeit beträgt
280 kg/cm2, die Bruchdehnung 207%. Aus dem Material lassen sich schlagfeste Körper durch Extrusion
oder Verspritzen herstellen.
B e i s ρ i e 1 14
Ein Rührautoklav wird mit 2,2 Teilen eines Copolymerisates aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt
von 45%, 27,6Teilen Vinylchlorid, 66 Teilen Wasser, 0,06 Teilen Polyvinylalkohol, 150 Teilen
K2HPO4 und 0,06 Teilen «,.x'-Azodiisobutyronitrii beschickt.
Anschließend rührt man kräftig 5 Stunden bei Zimmertemperatur, um die Auflösung des Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats
im Vinylchlorid zu erzielen. Sodann wird 20 Stunden bei 6O0C polymerisiert.
Der Autoklav enthält 29 Teile = 97,5 % eines feindispersen Pfropfcopolymerisats, das mit Wasser gewaschen
und bej 6O0C getrocknet wird. Das Produkt
enthält 7,6% Äthylenvinylacetat und 92,4% Polyvinylchlorid. Es läßt sich verspritzen und extrudieren
und zeichnet sich durch hohe Kerbschlagzähigkeit aus. Festigkeit 376 kg/cmJ, Dehnung 97%, Kerbschlagzähigkeit
29,6 kg/cm2.
In einem Autoklav werden 300 Teile eines Copolymerisats aus Äthylen- und Vinylacetat mit einem
Vinylacetatgehalt von 66%, 1200 Teile Vinylchlorid, 3300 Teile Wasser, 30 Teile Gelatine und 3 Teile
«,«'-Azodiisobutyronitril 5 Stunden lang bei Raumtemperatur
gut gerührt. Danach polymerisiert man ebenfalls unter kräftigem Rühren 15 Stunden bei
600C. Man erhält 1395 Teile eines feindispersen, farblosen
Polymerisats, das sich aus 21,5% Äthylen-Vinylacetat und 88,5% Vinylchlorid zusammensetzt. Die
Festigkeit beträgt 289 kg/cm2, die Dehnung 220%.
750 Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats mit einem Vinylacetatgehalt von 66 %, 750 Teile Vinylchlorid,
3300 Teile Wasser, 10 Teile Methylcellulose und 3 Teile Azodiisobutyronitril werden in einem
Autoklav 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend polymerisiert man 15 Stunden bei 600C.
Man erhält 1300 Teile eines feindispersen Polymerisats, das sich aus 58% Äthylen-Vinylacetat und 42%
Vinylchlorid zusammensetzt. Das weiche und flexible Produkt hat einen K-Wert von 46 und läßt sich zu
Folien und Fußbodenbelägen verarbeiten. Die Festigkeit beträgt 193 kg/cm2, die Dehnung 340%.
4500 Teilen Vinylchlorid, 20 000 Teilen Wasser, 60 Teilen Methylzellulose, 2 Teilen langkettiges Paraffinsulfonat,
120 Teilen Trichlorüthylen als Regler und 20 Teilen Lauroylperoxid 5 Stunden bei Zimniertemperatur
heftig gerührt, um die Auflösung des Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats in der organischen
Phase zu bewirken. Anschließend polymerisiert man 20 Stunden bei 65 C.
Man erhält 7925 Teile eines feinperligen Polymeri-
sats, das sich aus 56,5% Äthylen-Vinylacetat-Copolymcrisat
und 43,5% Polyvinylchlorid zusammensetzt. Der K-Wert beträgt 62. Arbeitet man ohne Trichloräthylen,
so erhält man ein Produkt gleicher Zusammensetzung, dessen K-Wert zu 76,8 bestimmt wurde. Mit
der Abnahme des K-Weites ist eine Verbesserung der Löslichkeit und der Verarbeitbarkeit verbunden.
450 Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats mit einem Vinylacetatgehalt von 70%, 1050 Teile
Vinylchlorid, 3300 Teile Wasser, 20 Teile Methylcellulose und 3 Teile ^,x'-Azodiisobutyronitril werden in ι
einem Autoklav 5 Stunden bei Raumtemperatur kräftig gerührt. Anschließend polymerisiert man
15 Stunden bei 6O0C. Man erhält nach Waschen und Trocknen 1290 Teile = 86% eines feindispersen, farblosen
Polymerisats, das sich aus 35% Äthylen-Vinylacetat und 65% Vinylchlorid zusammensetzt. Die
Festigkeit beträgt 262 kg/cm2, die Dehnung 228%. Das Material eignet sich vorzüglich für die Herstellung
von Folien.
75 Teile eines Copolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von 80%,
1425 Teile Vinylchlorid, 3300 Teile Wasser, 20 Teile Methylzellulose, 0,5 Teile langkettiges Paraflinsulfonat
und 3 Teile Λ,Λ'-Azodiisobutyronitril werden in
einem Autoklav 5 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Anschließend polymerisiert man 5 Stunden
bei einer Temperatur von 6O0C. Das feindisperse Polymerisat fällt mit 88,5% Ausbeule an und besteht
aus 5,6 % Äthylen-Vinylacetat und 94,4 % Vinylchlorid. ,, Die Festigkeit beträgt 518 kg/cm2, die Dehnung 50%, vv
die Kugeldruckhärte 1270/1180 kg/cm2, die Grenzbiegespannung wurde zu 994 (DlN 53 452) gemessen.
Kugeldruckhärte und Grenzbiegespannung sind gegenüber Polyvinylchlorid um 10 bis 15% erhöht.
B e i s ρ i e 1 20
Bei Raumtemperatur wird in einem Autoklav eine Mischung aus 750 Teilen eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats
mit einem Vinylacetatgehalt von 80%, 750 Teilen Vinylchlorid, 3300 Teilen Wasser, 20 Teilen
Methylcellulose, 0,5 Teilen langkettiges Paraffinsulfonat und 3 Teilen «,«'-Azodiisobutyronitril 5 Stunden
kräftig gerührt. Anschließend wird die Temperatur 15 Stunden lang auf 6O0C erhöht. Man erhält 1300
Teile = 86,7% eines farblosen, weichen Polymerisats, das sich aus 58% Äthylen-Vinylacetat und 42% Vinylchlorid
zusammensetzt. Das Material läßt sich beispielsweise zu Folien oder Kabelisolierung verarbeiten.
B e i s pi e 1 17
In einem Rührautoklav wird eine Mischung aus 4500 Teilen eines Copolymerisats aus Äthylen und
Vinylacetat mit einem. Vinylacetatgehalt von 66%,
Ein Riihrautoklav wird mit 750 Teilen eines Copolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt
von 45 %, 750 Teilen Vinylchlorid, 3300Tei-
!en Wasser, 20 Teilen Mcthylcellulose und 0,5 Teilen
\,\'-Azodiisobutyronitril beschickt. Man rührt zunächst 5 Stunden hei 20 1C, dabei stellt sich ein Druck
von 0,5 atü ein. Anschließend heizt man unter weiterem Rühren auf 65 C. Nach 3 Stunden, der Druck ist
auf 8 atü gefallen, kühlt man den Autoklav schnell ab und entspannt.
Man erhält nach dem Waschen und Trocknen im Vakuum bei 50"C 929 Teile eines weichen, homogenen
Perlpolymerisats, das 80,5"-,, Vinylestercopolymerisat
und 19,5"-,', gepfropftes Polyvinylchlorid enthält.
Polymerisiert man 6 Stunden, so setzt sich das Produkt (1195 Teile) aus 63'.',, Vinylester-Copolymerisat und
37 "/„ Polyvinylchlorid zusammen.
B e i s ρ i e I 22
Man füllt einen Autoklav mit 3200 Teilen eines Copolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat (Vinylacetatgehalt
von 45 "/„), 10 000 Teilen Wasser, 50 Teilen Methylcellulose, 80 Teilen eines epoxidierten Sojabohnenöls
als Polyvinylchlorid-Stabilisator, 3 Teilen \,V-Azodiisobutyronitril, 6800 Teilen Vinylchlorid
und rührt mit 300 U/Min, während 6 Stunden bei Raumtemperatur. Anschließend polymerisiert man
15 Stunden bei 60°C. Man erhält 8442 Teile eines Perlpolymerisats,
das 60,5% Vinylchlorid und 39,5% Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat einpolymerisiert
enthält. Der K-Wert beträgt 74,3.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Pfropfpolymerisaten des Vinylchlorids auf Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate,
dadurch gekennzeichnet, daß man 1 Gewichtsteil eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats
mit einem Vinylacetatgehalt zwischen 20 und 80 Gewichtsprozent zusammen mit monomerenlöslichen Initiatoren in
0,5 bis 99 Gewichtsteilen Vinylchlorid löst und polymerisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung aus Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat
und Vinylchlorid mit Hilfe von Dispergiermitteln in Wasser dispergiert und polymerisiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate
eine Lösungsviskosität [η] von 0,2 bis 1,5 aufweisen.
4.· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Vinylchlorid in Gegenwart
von Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren in solchen Mengen polymerisiert, daß Pfropfpolymerisate
mit 4 bis 15 Gewichtsprozent an Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren
erhalten werden.
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