DE1520011B2 - Verfahren zur herstellung von waermeund lichtstabilen hydroxylgruppen enthaltenden vinylpolymeren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von waermeund lichtstabilen hydroxylgruppen enthaltenden vinylpolymerenInfo
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Description
1 520 Oil
3 4
anschließend den pH-Wert der Suspension auf etwa
6 bis 8 einstellt. Alkoholysestufe
Die vorstehenden Verfahrensstufen, die zweckmäßig
als Alkoholysestufe, Bleichstufe und Produktabschei- Die Alkoholyse des Vinylchlorid-Vinylacetat-Co-
dung bezeichnet werden, sind nachstehend getrennt 5 polymeren wird mit einer Suspension des Polymeren
beschrieben. im flüssigen Reaktionsmedium durchgeführt. Diese
Für die Verarbeitung gemäß der Erfindung eignen Suspension aus Copolymerisat und Verdünnungs-
sich Copolymere, die aus 51 bis 95% Vinylchlorid mittel kann etwa 10 bis 50% Polymerfeststoffe ent-
und 5 bis 49 % Vinylacetat bestehen. Am besten eignen halten, jedoch werden etwa 30 bis 40 % Feststoffe
sich Copolymere, die 75 bis 90 % Vinylchlorid und io bevorzugt. Das Copolymere wird demgemäß in Form
10 bis 25 % Vinylacetat enthalten. Das Vinylchlorid- feiner Teilchen einer mittleren Größe von beispiels-
Vinylacetat-Copolymere kann außerdem ein oder weise etwa 10 bis 1000 μ eingesetzt. Da die Reaktions-
mehrere andere monoolefinisch ungesättigte, copoly- geschwindigkeit bei Verwendung kleiner Teilchen
merisierte Monomere in einer Menge bis zu 5%, höher ist, liegt der bevorzugte Teilchengrößenbereich
bezogen auf das Gesamtgewicht der beiden wesent- 15 zwischen etwa 10 und 150 μ.
liehen Komponenten, enthalten. Diese wahlweise vor- Das Reaktionsmedium besteht aus einem Gemisch
handenen Bestandteile enthalten eine einzelne Grup- a) eines niederen aliphatischen einwertigen Alkohols
pierung der Formel der Formel ROH, worin R ein Alkylrest mit 1 bis
ι 4 C-Atomen ist, und b) eines nicht hydrolysierbaren,
ru _ „ j „υ _ .-,TT 20 aktiven Quellmittels für die Copolymerteilchen. Als
1^i2-C oaer cti-^ii Alkohole eignen sich Methanol, Äthanol, n-Propanol,
I Isopropanol, n-Butanol und Isobutanol, wobei Me-Beispiele
solcher monoolefinisch ungesättigten Mono- thanol bevorzugt wird. Die Löslichkeit des Vinylmeren
dieses Typs sind die anderen Vinylhalogenide, chlorid-Vinylacetatcopolymeren im alkoholischen Verz.
B. Vinylbromid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid, 25 dünnungsmittel ist vernachlässigbar. Das aktive Quell-Vinylidenbromid,
Vinylidenfluorid, 1,2-Dichlor- mittel ist eine organische Flüssigkeit, die normaleräthylen,
die anderen Vinylester, z. B. Vinylpropionat, weise ein Lösungsmittel für das Vinylpolymere dar-Vinylbutyrat,
Vinylbenzoat, Vinyllaurat, Isopropenyl- stellt, aber im Reaktionsmedium in einer begrenzten
acetat, Isopropenylcaproat, ferner Acrylsäure- und Menge vorhanden ist, die von den Copolymerteilchen
Methacrylsäureester, z. B. Methylacrylat, Äthylacrylat, 30 absorbiert wird und eine erhebliche Quellung dieser
Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylate, Amyl- Teilchen bewirkt, jedoch nicht ausreicht, um die Beacrylate,
Hexylacrylate, Heptylacrylate, Octylacry- schaffenheit der Suspension hinsichtlich der gesonlate,
Dodecylacrylate, Phenylacrylat, Cyclohexylacry- derten Teilchen, beispielsweise durch Agglomerierung
lat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, die Propyl- oder Verschmelzen der Teilchen, zu verändern. Es
methacrylate, Butylmethacrylate, Amylmethacrylate, 35 hat sich ferner gezeigt, daß die Konzentration des
Hexylmethacrylate, Heptylmethacrylate, Octylmeth- quellenden Lösungsmittels im Gemisch einen deutacrylate,
Nonylmethacrylate, Decylmethacrylate, Do- liehen Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit hat.
decylmethacrylate, Phenylmethacrylat, Cyclohexyl- Die zur Erzielung eines vergleichbaren Hydrolysenmethacrylat,
die aromatischen Vinylmonomeren, z. B. grades erforderliche Zeit wird mit zunehmender Menge
Styrol, a-Methylstyrol, die Vinyltoluole, Vinylxylole, 40 des quellenden Mittels kürzer. Die in Frage kommen-Vinylnaphthalin,
die Monoolefine, wie Äthylen, den Mengen des quellenden Lösungsmittels liegen Propylen, die Butylene, Amylene, Hexylene, Cyclo- zwischen etwa 20 und 80 Teilen pro Teile Polymeres,
hexen, die Vinyläther, z. B. Vinylmethyläther, Vinyl- vorzugsweise zwischen etwa 30 und 60 Teilen. Geäthyläther,
Vinylpropyläther, Vinylbutyläther, Vinyl- eignete Quellmittel sind die Ketone, z. B. die Dialkylamyläther,
Vinylhexyläther, Vinylheptyläther, Vinyl- 45 ketone, wie Aceton, Methyläthylketon und Methylisooctyläther,
Vinylcyclohexyläther, Vinylphenyläther, butylketon, und die cycloaliphatischen Ketone, z. B.
Vinylbenzyläther, die Allylester und -äther, z. B. Cyclohexanon, ferner cyclische Äther, z. B. Dioxan
Allylacetat, Allyllaurat, Allylbenzoat, Allylmethyl- und Tetrahydrofuran, sowie aromatische Kohlenäther,
Allyläthyläther. Wasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol und Äthyl-
Bei der Modifizierung des Vinylchlorid-Vinylacetat- 50 benzol. Lösungsmittel vom Estertyp, z. B. Äthyl-Copolymeren
gemäß der Erfindung werden gewöhnlich acetat, sind zu vermeiden, weil sie der Hydrolyse
wenigstens etwa 40%, im allgemeinen wenigstens 70%, unterliegen und die Alkoholysenreaktion stören. Die
der darin enthaltenen Acetatgruppen in Hydroxyl- vorstehend aufgeführten Quellmittel sind lediglich
gruppen umgewandelt. Bei Anwendung extremer als Beispiele genannt, da jedes Lösungsmittel verBedingungen
der katalytischen Alkoholyse werden 55 wendet werden kann, das gegenüber der Hydrolysendie
Acetatgruppen restlos hydrolysiert. Bevorzugt reaktion indifferent ist und eine Quellung der Copolywird
jedoch ein Austausch von etwa 70 bis 90% der merteilchen und daher einen innigeren Kontakt des
Acetatgruppen gegen Hydroxylgruppen. Das vorteil- Alkohols und Katalysators mit den Teilchen herbeihafteste
Produkt vom Standpunkt der besten Vertrag- führt. Als Lösungsmittel wird Aceton bevorzugt, weil
lichkeit mit anderen Materialien in Verbindung mit 60 es ejn wirksames Quellmittel ist und mehrere wirtguter
Biegsamkeit und Elastizität der Überzüge ist schaftliche Vorteile hat, z. B. leichte Wiedergewinnung
ein Terpolymeres, das aus 88 bis 93 % Vinylchlorid, und niedriger Preis.
2 bis 5% Vinylacetat und 5 bis 7% Vinylalkohol Das Reaktionsmedium, d.h. das Gemisch aus alibesteht
und durch Teilhydrolyse von Copolymeren, phatischem Alkohol und Quellmittel, muß im wedie
83 bis 89% Vinylchlorid und 11 bis 17% Vinyl- 65 sentlichen wasserfrei sein. Wasser verringert die Reacetat
enthalten, d. h. durch Umwandlung von etwa aktionsgeschwindigkeit, vergiftet den Katalysator und
70 bis 90 % der Acetatgruppen in Hydroxylgruppen begünstigt die Bildung eines schlechten Produkts. Das
erhalten wird. Reaktionsmedium kann jedoch maximal etwa 2 %
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Feuchtigkeit enthalten, jedoch wird eine unter etwa 0,5 °/„ liegende Wassermenge bevorzugt.
Es ist wesentlich, daß die Alkoholysenreaktion in einem praktisch sauerstofffreien Medium durchgeführt
wird. Es hat sich gezeigt, daß Sauerstoff, der während der Reaktion anwesend ist, die Verfärbung verstärkt
und die Wärmebeständigkeit des Produkts verschlechtert. »Im wesentlichen sauerstofffrei« bedeutet, daß
nicht unbedingt alle Sauerstoffspuren aus dem System entfernt sind, daß jedoch genügend Vorsichtsmaßnahmen
ergriffen werden, um eine Verunreinigung des Verdünnungsmittels und des freien Raums des
Reaktors durch Sauerstoff vor der Auslösung der Reaktion auf ein Minimum zu reduzieren und diesen
Zustand während der Reaktion sicherzustellen. Als Vorsichtsmaßnahmen zu diesem Zweck eignen sich
Verdrängung der Luft im Reaktor durch ein Inertgas, z. B. Stickstoff oder Kohlendioxyd, oder Anlegen
eines Vakuums an den Reaktor, Aufhebung des Vakuums mit einem Inertgas und Aufrechterhaltung eines
leichten Inertgasüberdrucks über dem System oder Durchführung der Reaktion unter Vakuum, d. h. bei
vermindertem Druck von etwa 0,35 bis 0,7 kg/cm2 absolut. In der Praxis sollte das Reaktionsmedium
nicht mehr als etwa 100 ppm Sauerstoff enthalten. Das beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendete
Katalysatorsystem besteht aus einer Kombination von zwei Komponenten, nämlich einem Eisensalz und
einem stark basischen Material. Das Eisensalz scheint den größten Teil seiner katalytischen Wirkung während
der (nachstehend beschriebenen) Bleichstufe auszuüben, jedoch werden die besten Ergebnisse erhalten,
wenn es dem Reaktionsgemisch zugesetzt wird, bevor der basische Katalysator zugegeben wird.
Als stark alkalische Katalysatoren eignen sich für das Verfahren gemäß der Erfindung die Alkalihydroxyde,
Alkalialkoholate oder quaternäre Ammoniumhydroxyde, beispielsweise die Hydroxyde,
Methylate und Äthylate von Natrium oder Kalium, Tetramethylammoniumhydroxyd, Tetraäthylammoniumhydroxyd
und N-Benzyltrimethylammoniumhydroxyd. Die basischen Katalysatoren aktivieren und beschleunigen
die Alkoholyse oder Austauschreaktion, durch die die Vinylacetatabschnitte des Copolymeren
teilweise oder ganz in Vinylalkoholabschnitte umgewandelt werden.
Die Alkoholysenreaktion erfordert keine Induktionsperiode und wird durch Einführung des alkalischen
Katalysators in die Suspension ausgelöst.
Gleichzeitig mit der Alkoholyse der Acetatgruppen des Copolymeren findet eine zweite und nachteilige
Reaktion statt, nämlich die teilweise Dehydrohalogenierung der Vinylchloridabschnitte des Copolymeren.
Durch diese unvermeidliche Dehydrohalogenierung wird ein geringer Anteil an Mehrfachbindungen in
der Polymerkette gebildet. Die durch das Polymere verlorene HCl-Menge liegt zwar nur in der Größenordnung
von etwa 0,1 bis 0,5 °/0 des gesamten Polymergewichts,
jedoch ist dieser geringe Anteil an Mehrfachbindungen für eine starke Verfärbung des Produkts
verantwortlich. Mit fortschreitender Reaktion treten mehrere Phasen der Verfärbung des Polymeren ein.
Die Farbe geht vom ursprünglichen Weiß nach Gelb, dann in ein grünliches Gelb und schließlich in Orange
über. Ferner reagiert der bei dieser Nebenreaktion frei werdende Chlorwasserstoff mit dem basischen
Katalysator, verringert dessen katalytische Wirksamkeit und bringt die Alkoholysenreaktion zum Stillstand.
Dieses sonst unerwünschte Merkmal des Reaktionsmechanismus ist einer der Faktoren, der eine ausreichende
Kontrolle des Hydrolysengrades des Polymeren (relative Zahl der in Hydroxylgruppen umgewandelten
Acetatgruppen) ermöglicht, d. h. durch Wahl der geeigneten Katalysatorkonzentration im
Einklang mit dem ursprünglichen Vinylacetatgehalt des Copolymeren und dem gewünschten Hydrolysengrad
unter Berücksichtigung der Katalysatormenge,
ίο die durch den entwickelten Chlorwasserstoff neutralisiert
wird. Die Konzentration des alkalischen Katalysators liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 1
bis 4 Teile pro 100 Teile Polymerisat, wobei etwa 1,5 bis 2,5 Teile gewöhnlich genügen. Als basischer Katalysator
wird Kaliumhydroxyd bevorzugt, weil mit ihm ein heller gefärbtes und stabileres Hydroxylgruppen
enthaltendes Polymeres erhalten wird.
Das Eisensalz, das zweckmäßig vor der Auslösung der Alkoholysenreaktion mit der Polymersuspension
gemischt wird, kann ein beliebiges Eisen(II)- oder Eisen(III)-salz sein, das in dem verdünnenden Alkohol
in den verwendeten Mengen löslich ist und aus dem Eisenhydroxyd gebildet wird, wenn das Salz mit dem
stark basischen Katalysator in Berührung kommt.
Das Eisensalz wird in einer solchen Menge zugesetzt, das etwa 20 bis 1000 Teile, vorzugsweise etwa 100
bis 400 Teile Eisen pro Million Teile des Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren vorhanden sind. Eisensalze,
die sich als Wärme- und Lichtstabilisatoren für halogenhaltige Polymere eignen, werden in der USA.-Patentschrift
2 563 772 genannt. In Frage kommen beispielsweise Eisen(III)-acetat, Eisen(III)-arsenat,
Eisen(III)-formiat, Eisen(II)-formiat, Eisen(III)-hydrophosphit, Eisen(III)-su)f at, Eisen(III)-oxalat, Eisen(III)-tartrat,
Eisen(II)-acetat, Eisen(II)-carbonat, Eisen(II)-ammoniumsulfat, Eisen(II)-jodid, Eisen(II)-lactat,
Eisen(II)-thiosulfat, Eisen(II)-tartrat, insbesondere die Eisenchloride, nämlich Eisen(Il)- und Eisen(III)-chlorid
sowie Gemische dieser Eisensalze. Das Eisensalz bewirkt zwar eine gewisse Stabilisierung des
Produkts gegen Wärmeeinwirkung, jedoch wird es in erster Linie zugesetzt, um anschließend als Additionskatalysator mit gezielter Wirkung während der
Bleichstufe zu dienen. Ferner ist bemerkenswert, daß etwaige vorteilhafte Eigenschaften, die dem Copolymeren
durch die stabilisierende Wirkung des Eisensalzes verliehen werden, dadurch gesteigert werden,
daß es dem Reaktionsgemisch vor der Zugabe des alkalischen Katalysators zugesetzt wird. Diese ungewöhnlichen
Ergebnisse und Schlußfolgerungen werden durch die später gebrachten Versuchsdaten gestützt.
Die geringe Menge des Eisensalzes, das in dem Reaktionsmedium aus Alkohol und Quellmittel löslich
gemacht und im gesamten Medium gut verteilt wird, reagiert mit einer entsprechend geringen Menge des
anschließend dem Gemisch zugesetzten stark basischen Katalysators, wodurch eine Fällung aus unlöslichem
Eisenhydroxyd gebildet wird, das sich gleichmäßig auf den Polymerteilchen ablagert, wo es während der
Alkoholyse und des Bleichens bleibt.
Es wurde gefunden, daß die Temperatur der Alkoholysenreaktion wenigstens 35° C betragen muß,
um eine gute Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen.
6s Ferner wurde festgestellt, daß das Produkt bei Temperaturen
oberhalb von 55° C verhältnismäßig instabil gegen Wärmeeinwirkung ist. Die besten Ergebnisse
werden festgestellt, wenn die Reaktion bei etwa
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40 bis 50°C durchgeführt wird. Das Reaktionsgemisch werden. Es ist somit eine wichtige Maßnahme, das
wird in einem solchen Maße bewegt, daß die Teilchen farbige, ungesättigte, Hydroxylgruppen enthaltende
in Suspension bleiben und guter Kontakt zwischen Polymere in Gegenwart von Sauerstoff z.B. mit
den darin enthaltenen Reaktionskomponenten sicher- einem Gemisch von Chlor und Sauerstoff oder einem
gestellt ist. Die Reaktionszeit beträgt 30 Minuten bis 5 sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, zu chlorieren. Das
2 Stunden, jedoch genügen etwa 45 Minuten, um den Verhältnis von Chlor zu Sauerstoff in dem Gasgemisch,
gewünschten Hydrolysengrad zu erreichen. Mit fort- das in und durch die Suspension geführt wird, kann
schreitender Reaktion wird ein Anstieg der Viskosität zwischen etwa 100:1 und 1:20 liegen. Die Bleichung
der Suspension dadurch festgestellt, daß das Hydroxyl- erfolgt durch eine verhältnismäßig schnelle Reaktion
gruppen enthaltende Polymere eine größere Löslich- io und erfordert höchstens etwa 10 Minuten, um dem
keit im Reaktionsmedium hat als das unbehandelte Polymeren wieder seine ursprüngliche weiße Farbe
Copolymere. Die Reaktion kann abgebrochen werden, zu verleihen. Im allgemeinen werden etwa 0,1 bis
indem der basische Katalysator durch Zusatz einer 1 Teil Chlor pro 100 Teile Polymeres bei der Reaktion
Säure zum Gemisch neutralisiert wird. Geeignet sind verbraucht. Der Rest strömt durch die Suspension
beispielsweise Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, 15 und kann über eine Kreislaufführung zurückgewonnen
Essigsäure usw. werden. Nicht umgesetztes, restliches Chlor, das nach
Bleichstufe beendeter Reaktion in der Suspension verbleibt, kann
daraus entfernt werden, indem Luft in die Suspension
Um ein Hydroxylgruppen enthaltendes Copolymeres geleitet und/oder Vakuum an das Reaktionsgefäß
zu erhalten, das gesättigt und farblos ist, wird das 20 gelegt wird.
aus der Alkoholyse erhaltene dehydrochlorierte Poly- Ώ , , .· ,·
j τ- -ι. τλ ι ι ■ · j. -j. /-«.ι τ. Produktisolierung
mere, dessen Farbe Dunkelorange ist, mit Chlor behandelt. Diese Maßnahme wird als »Bleichung« be- Es wurde festgestellt, daß die Lichtbeständigkeit zeichnet. Hierbei wird die Suspension (Gemisch aus des Hydroxylgruppen enthaltenden Copolymeren umAlkohol, Quellmittel, feinteiligem Polymeren! und 25 gekehrt proportional seinem Eisengehalt ist. Daher Eisenhydroxyd) mit gasförmigem Chlor in innige darf das Polymerprodukt im allgemeinen nicht mehr Berührung gebracht. Dies erfolgt am zweckmäßigsten, als etwa 10 ppm Eisen enthalten, wenn ein Produkt indem man das Gas in das Gemisch perlen läßt. mit guter Lichtbeständigkeit gewünscht wird. Größere
mere, dessen Farbe Dunkelorange ist, mit Chlor behandelt. Diese Maßnahme wird als »Bleichung« be- Es wurde festgestellt, daß die Lichtbeständigkeit zeichnet. Hierbei wird die Suspension (Gemisch aus des Hydroxylgruppen enthaltenden Copolymeren umAlkohol, Quellmittel, feinteiligem Polymeren! und 25 gekehrt proportional seinem Eisengehalt ist. Daher Eisenhydroxyd) mit gasförmigem Chlor in innige darf das Polymerprodukt im allgemeinen nicht mehr Berührung gebracht. Dies erfolgt am zweckmäßigsten, als etwa 10 ppm Eisen enthalten, wenn ein Produkt indem man das Gas in das Gemisch perlen läßt. mit guter Lichtbeständigkeit gewünscht wird. Größere
Die Chlorbehandlung der Suspension erfolgt bei Mengen restlichen Eisens begünstigen den Abbau und
einem pH-Wert von 6 bis 9. Wie bereits erwähnt, kann 3° die Verfärbung des Harzes bei längerer Lichteinwirder
pH-Wert des alkalischen Gemisches vorteilhaft kung. Demzufolge gehören gewöhnlich zur Isolierung
eingestellt werden, indem eine Säure zugesetzt wird, des Polymeren Maßnahmen, die dazu dienen, den
und zwar vorzugsweise eine anorganische Mineral- Eisenrestgehalt des Polymeren zu verringern. Bei
säure, z. B. Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpeter- einer einfachen Methode wird die bekannte Tatsache
säure, jedoch wird durch den Kontakt des gasförmigen 35 ausgenutzt, daß das Eisen mit einem Komplexbildner
Chlors mit der Suspension innerhalb kurzer Zeit der einen wasserlöslichen Komplex bildet.
pH-Wert auf den Punkt gesenkt, bei dem die Bleich- Der pH-Wert der aus der Bleichstufe kommenden reaktion einsetzt. Die Bleichung kann bei Tempera- Polymersuspension liegt normalerweise im Bereich türen von 5 bis 45° C durchgeführt werden, jedoch von 6 bis 7. Um die Eisenentfernung daraus zu ersind Temperaturen im Bereich von 5 bis 25° C am vor- 40 leichtern, wird die Suspension mit Salzsäure oder einer teilhaftesten. Hohe Bleichtemperaturen sind zu ver- anderen Mineralsäure in einer solchen Menge gemeiden, da eine hohe Temperatur die Substitution des mischt, daß der pH-Wert auf etwa 1 bis 3 gesenkt Chlors an Stelle der Wasserstoffatome in der Polymer- wird. Das unlösliche Eisenhydroxyd im Gemisch wird kette und nicht die Anlagerung des Chlors an die un- auf diese Weise in lösliches Eisen(III)-chlorid oder gesättigten Stellen begünstigt. Ferner besteht bei er- 45 ein anderes Eisen(III)-salz umgewandelt. Durch leicht höhten Temperaturen eine Neigung zur Chlorierung erhöhte Temperatur von beispielsweise etwa 35 bis der Lösungsmittel. 50°C wird die Umwandlung beschleunigt. Dann
pH-Wert auf den Punkt gesenkt, bei dem die Bleich- Der pH-Wert der aus der Bleichstufe kommenden reaktion einsetzt. Die Bleichung kann bei Tempera- Polymersuspension liegt normalerweise im Bereich türen von 5 bis 45° C durchgeführt werden, jedoch von 6 bis 7. Um die Eisenentfernung daraus zu ersind Temperaturen im Bereich von 5 bis 25° C am vor- 40 leichtern, wird die Suspension mit Salzsäure oder einer teilhaftesten. Hohe Bleichtemperaturen sind zu ver- anderen Mineralsäure in einer solchen Menge gemeiden, da eine hohe Temperatur die Substitution des mischt, daß der pH-Wert auf etwa 1 bis 3 gesenkt Chlors an Stelle der Wasserstoffatome in der Polymer- wird. Das unlösliche Eisenhydroxyd im Gemisch wird kette und nicht die Anlagerung des Chlors an die un- auf diese Weise in lösliches Eisen(III)-chlorid oder gesättigten Stellen begünstigt. Ferner besteht bei er- 45 ein anderes Eisen(III)-salz umgewandelt. Durch leicht höhten Temperaturen eine Neigung zur Chlorierung erhöhte Temperatur von beispielsweise etwa 35 bis der Lösungsmittel. 50°C wird die Umwandlung beschleunigt. Dann
Im Gegensatz zur Alkoholysenreaktion, die unter wird ein üblicher Komplexbildner, der gewöhnlich
praktischem Ausschluß von Sauerstoff durchgeführt auch als Chelatbildner bezeichnet wird, dem Gemisch
wird, hat sich gezeigt, daß die Bleichung in Anwesen- 5o zugegeben. Je nach dem Eisengehalt der Suspension
heit von Sauerstoff durchgeführt werden muß. Für und dem gewünschten Grad der Entfernung kann
dieses Erfordernis gibt es zwei wichtige Gründe. die Menge des Komplexbildners im Bereich von 0,2
Einmal wurde gefunden, daß durch Zusammenführen bis 2 Teile pro 100 Teile Polymeres liegen. Beliebige
von Chlor mit der Suspension des dehydrohalogenier- geeignete Komplexbildner können verwendet werden,
ten Polymeren unter praktischem Ausschluß von 55 Insbesondere werden solche Komplexbildner verSauerstoff
die entflammbaren Verdünnungsmittel (Al- wendet, die die Fähigkeit haben, mit dem Eisen unter
kohol und quellendes Lösungsmittel) die Neigung sauren Bedingungen einen Eisen-Chelat-Komplex zu
haben, zu brennen. Es wird angenommen, daß die bilden, der sowohl im Reaktionsmedium (Alkohol
Entzündung durch die Bildung von freien Radikalen und Quellmittel) als auch in Wasser löslich ist. Bein
Form von aktivem Chlor im Gemisch ausgelöst 60 vorzugt werden organische Komplexbildner, z. B.
wird. Sauerstoff vermindert die Bildung der freien Aminopolycarbonsäuren, wie Nitrilotriessigsäure,
Radikale und schaltet die Brandgefahr aus. Ab- Äthylendiamintetraessigsäure und Diäthylentriamingesehen
von den Sicherheitserwägungen hat sich pentaessigsäure, und die Oxycarbonsäuren, z. B.
gezeigt, daß Polymere, die in Gegenwart von Sauer- Gluconsäure, Citronensäure und Weinsäure, sowie
stoff chloriert werden, letztlich eine bessere Färb- 65 die Natriumsalze der genannten Säuren. Diese Liste
Stabilität und Wärmestabilität und bessere Vertrag- der geeigneten Chelatbildner ist natürlich nicht erlichkeit
mit anderen Polymeren aufweisen als Pro- schöpfend. Eine kurze Beschreibung der hier in Frage
dukte, die in Abwesenheit von Sauerstoff chloriert kommenden Komplexbildner befindet sich in »En-
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9 10
cyclopedia of Chemical Technology« von Kirk gesetzt. Die Konzentration des basischen Katalysators
und Othmer, Bd. 12, S. 164 bis 180, The Inter- wurde so bemessen, daß etwa 80% der Vinylacetat-
science Encyclopedia Inc., New York, N. Y. (1954). gruppen des Polymeren in Vinylalkoholgruppen um-
Anschließend an die Komplexbindung des Eisens, gewandelt wurden, so daß als Endprodukt nach der
die je nach den gewünschten Eigenschaften des 5 Chlorierung ein Terpolymeres aus 90 bis 92% Vinyl-
Produkts und dem vorgesehenen Verwendungszweck chlorid, 2 bis 4% Vinylacetat und 5,5 bis 6,5%
des Produkts notwendig ist oder nicht, wird die saure Vinylalkohol erhalten wurde. Diese Hydroxylgruppen
Suspension so neutralisiert, daß der pH-Wert bei enthaltenden Copolymeren wurden hinsichtlich des
etwa 6 bis 8 liegt. Als Neutralisationsmittel eignen Gehalts an Vinylalkohol und der allgemeinen Qualität
sich schwache oder starke Basen, z. B. Natrium- io nach folgenden Methoden bewertet:
carbonat, Natriumacetat, Natriumhydroxyd oder Ka- ,
liumhydroxyd. Wie bereits erwähnt, ist ein geringer Vmylalkoholgehalt
Anteil des Hydroxylgruppen enthaltenden Polymeren, Der Vinylalkoholgehalt eines Terpolymeren von
z.B. 5 bis 15%, im Reaktionsmedium löslich. Wirt- Vinylchlorid, Vinylacetat und Vinylalkohol wurde
schaftlich ist es natürlich zweckmäßig, dieses lösliche 15 spektroskopisch durch Vergleich des Terpolymeren
Polymere aus dem Verdünnungsmittel zurückzuge- mit einem Vergleichsterpolymeren bestimmt, das die
winnen. Es wird zweckmäßig aus der Lösung aus- gleichen Bestandteile in bekannten Mengen enthielt
gefällt, indem Wasser in einer Menge von etwa 20 und dessen Hydroxylgehalt durch ein übliches chemi-
bis 200 Teilen pro 100 Teile Gesamtpolymeres zur sches Analysenverfahren bestimmt worden war. Das
Suspension gegeben wird. 20 Vergleichspolymere enthielt 6 % Vinylalkohol. Die
Das Polymerprodukt wird anschließend durch ge- Vergleiche wurden mit dem Gerät Perkin-Elmereignete
Flüssig-Fest-Trennmethoden, z. B. durch Zen- Modell 4000 Spectracord vorgenommen, wobei die
trifugieren oder zweckmäßiger durch Filtration, vom Absorption der Polymeren in Methylenchloridlösung Cj)
Verdünnungsmittel abgetrennt. Wenn die Suspension bei einer Wellenlänge von 2,77 μ gemessen wurde
sich durch eine etwas klebrige Beschaffenheit des 25 (etwa 8 g Polymeres/1 Lösungsmittel, gemessen mit
Polymeren schlecht filtrieren läßt, kann ein großer einer Genauigkeit von 0,0001 g). Das Absorptions-Teil
des Verdünnungsmittels einschließlich des zu- vermögend wurde wie folgt berechnet:
gesetzten Wassers vor der Filtration durch Dekantieren der flüssigen Phase entfernt werden. Nach ^ = Absorption ^
einer anderen Methode werden bis zu 75 % des aus 30 Konzentration in g/l
Alkohol und quellendem Lösungsmittel bestehenden
gesetzten Wassers vor der Filtration durch Dekantieren der flüssigen Phase entfernt werden. Nach ^ = Absorption ^
einer anderen Methode werden bis zu 75 % des aus 30 Konzentration in g/l
Alkohol und quellendem Lösungsmittel bestehenden
Reaktionsmediums durch Destillation entfernt, bevor Der Vinylalkoholgehalt der zu untersuchenden
das Wasser zur Ausfällung der löslichen Fraktion Polymerprobe wurde wie folgt berechnet:
zum gekühlten Gemisch gegeben wird. Die Filtration v- , ,, , , , ,.
erfolgt in allen Fällen bei Umgebungstemperatur, 35 vinyiaiKonoigenait k der Probe
z. B. bei 20 bis 400C. Das Polymere wird mit Wasser k der Vergleichsprobe
gewaschen, um den größten Teil der wasserlöslichen
gewaschen, um den größten Teil der wasserlöslichen
Lösungsmittel und anderer eingeschlossener Verun- Verträglichkeit mit anderen Kunstharzen
remigungen zu entfernen. Es wird in üblichen Apparaturen, z. B. in Etagentrocknern, Wirbelschicht- 4° Die Verträglichkeit der Terpolymeren mit Kunsttrocknern, Vakuumtrocknern, mit Luft arbeitenden harzen vom Alkydtyp und Stickstofftyp wurde er-Röhrentrocknern oder Trockentrommeln, bei Tem- mittelt, wobei als Vergleichsprobe ein nicht oxyperaturen getrocknet, die je nach der Art des ver- dierendes Phthalsäure-Alkydharz verwendet wurde, wendeten Trockners und der erforderlichen Kontakt- Die Prüfmethode bestand aus der visuellen Bestimzeit bei 30 bis 110° C liegen. Bei Trocknern, bei denen 45 mung der gegenseitigen Löslichkeit. 10 Teile des längere Kontaktzeiten erforderlich sind, z.B. beim Terpolymeren wurden in einem Gemisch aus 30Teilen Etagentrocknen, werden niedrigere Trockentempera- Toluol und 10 Teilen Aceton gelöst. Zu dieser Lösung türen bevorzugt, um jede Verfärbung weitestgehend wurden 10 Teile des Alkydharzes gegeben. Trübung auszuschalten. Das getrocknete Produkt ist ein weißes oder Phasentrennung der erhaltenen Lösung war ein bis leicht gelbes Pulver mit einer Teilchengrößen- 5° Zeichen für Unverträglichkeit der Harze, während verteilung, die derjenigen des ursprünglichen unbe- Verträglichkeit durch eine klare Lösung angezeigt handelten Polymeren sehr nahekommt. wurde.
remigungen zu entfernen. Es wird in üblichen Apparaturen, z. B. in Etagentrocknern, Wirbelschicht- 4° Die Verträglichkeit der Terpolymeren mit Kunsttrocknern, Vakuumtrocknern, mit Luft arbeitenden harzen vom Alkydtyp und Stickstofftyp wurde er-Röhrentrocknern oder Trockentrommeln, bei Tem- mittelt, wobei als Vergleichsprobe ein nicht oxyperaturen getrocknet, die je nach der Art des ver- dierendes Phthalsäure-Alkydharz verwendet wurde, wendeten Trockners und der erforderlichen Kontakt- Die Prüfmethode bestand aus der visuellen Bestimzeit bei 30 bis 110° C liegen. Bei Trocknern, bei denen 45 mung der gegenseitigen Löslichkeit. 10 Teile des längere Kontaktzeiten erforderlich sind, z.B. beim Terpolymeren wurden in einem Gemisch aus 30Teilen Etagentrocknen, werden niedrigere Trockentempera- Toluol und 10 Teilen Aceton gelöst. Zu dieser Lösung türen bevorzugt, um jede Verfärbung weitestgehend wurden 10 Teile des Alkydharzes gegeben. Trübung auszuschalten. Das getrocknete Produkt ist ein weißes oder Phasentrennung der erhaltenen Lösung war ein bis leicht gelbes Pulver mit einer Teilchengrößen- 5° Zeichen für Unverträglichkeit der Harze, während verteilung, die derjenigen des ursprünglichen unbe- Verträglichkeit durch eine klare Lösung angezeigt handelten Polymeren sehr nahekommt. wurde.
Die folgenden Beispiele dienen nicht nur zum Lösungsprüfung
besseren Verständnis des Verfahrens gemäß der Erfindung, sondern machen darüber hinaus deutlich, 55 Eine Lösung von 20 Teilen Polymerisat in 80 Teilen daß die Einhaltung der verschiedenen Reaktions- Lösungsmittel, das aus 67 % Toluol und 33 % Aceton bedingungen entscheidend wichtig ist. bestand, wurde hergestellt und die Klarheit und Farbe
besseren Verständnis des Verfahrens gemäß der Erfindung, sondern machen darüber hinaus deutlich, 55 Eine Lösung von 20 Teilen Polymerisat in 80 Teilen daß die Einhaltung der verschiedenen Reaktions- Lösungsmittel, das aus 67 % Toluol und 33 % Aceton bedingungen entscheidend wichtig ist. bestand, wurde hergestellt und die Klarheit und Farbe
Bei den nachstehend beschriebenen Versuchen wird der Lösung bestimmt. Der Eisengehalt des Polymeren
ein Copolymeres von 85 bis 87% Vinylchlorid und wurde nach der bekannten Methode der Färbung
13 bis 15% Vinylacetat in Form eines Pulvers einer 60 der Harzlösung mit Kaliumthiocyanat und Vergleich
mittleren Teilchengröße von etwa 110 bis 150 μ in der Farbe der Lösung mit der Farbe einer Lösung mit
der beschriebenen Weise der Alkoholyse und Blei- bekannter Eisenkonzentration bestimmt,
chung unterworfen. Das Reaktionsmedium bestand .„, .
aus einem Gemisch von 3 Teilen Methanol und 1 Teil Warmebestandigkeit
Aceton. Die Suspension des Polymeren im flüssigen 65 Eine Reihe von klaren, transparenten 0,15 mm
Verdünnungsmittel enthielt etwa 33 bis 35% Fest- dicken Folien wurde aus der vorstehend beschriebenen
stoffe. Als stark alkalischer Katalysator wurde Ka- Lösung gegossen. Nach der Entfernung des Lösungs-
liumhydroxyd als 20%ige Lösung in Methanol zu- mittels und Trocknung bei 21° C wurden die Folien
1 520 Oil
in einen bei 149 oder 177° C gehaltenen Wärmeschrank
gelegt. Die Proben wurden in regelmäßigen Abständen aus dem Wärmeschrank genommen. Die
Klarheit und Tiefe der Folie wurden als Reflexionswert in einem Photovolt-Reflektometer gemessen.
Die Normalanzeige am Reflektometer für eine vollständig
durchsichtige Folie beträgt 77,5 Einheiten. Die ermittelten Werte werden proportional zur Nachdunkelung
der Folie geringer gemäß dem nachstehenden angenäherten visuellen Vergleich. schließend während der Alkoholyse unter einem
Stickstoffüberdruck gehalten. Die folgende Zusammenstellung zeigt die Qualitätsverbesserung des Produkts,
die mit schärfer werdenden Maßnahmen gegen die Verunreinigung durch Sauerstoff während der Alkoholyse
eintrat.
Anzeige des Reflektometers |
Aussehen |
70 bis 77,5 | transparent und farblos |
60 bis 70 | transparent, schwachgelber |
Farbton | |
50 bis 60 | gelb bis braun, weniger |
transparent | |
40 bis 50 | dunkelbraun und wenig durch |
sichtig | |
unter 40 | dunkelbraun bis schwarz, |
undurchsichtig |
Wärmebeständigkeit des | 0 | 10 | Terpolymeren bei 188° C | 30 | |
V Cl ο UVll | Reflexionswert | 72 | 54 | nach Minuten | 32 |
10 Nr. | 72 | 68 | 20 | 42 | |
1 | 74 | 74 | 35 | 56 | |
2 | 54 | ||||
3 | 65 |
Lichtbeständigkeit
Die Lichtbeständigkeit der Polymeren wurde mit einem Fadeometer bestimmt. Dieser Apparat dient
der beschleunigten Lichtalterung von Materialien unter der Einwirkung von künstlichem Licht eines
Lichtbogens zwischen Kohlestiften, die einer Behandlung unterworfen wurden, durch die sich ein
Spektrum ergibt, das demjenigen des Sonnenlichts sehr nahekommt. Der relative Abbau von Polymerfolien
(0,15 mm dick) nach verschieden langer Zeit im Fadeometer wurde gemessen, indem die Reflexion
im Photovolt-Reflektometer auf die vorstehend beschriebene Weise ermittelt wurde.
Diese Versuchsreihe veranschaulicht die nachteiligen Auswirkungen, die sich durch die Anwesenheit
von Sauerstoff während der Alkoholysenreaktion ergeben.
Das Reaktionsgemisch enthielt 1,5 Teile Kaliumhydroxyd pro 100 Teile Polymeres. Eisensalz wurde
nicht zugegeben, um den Einfluß dieser Variablen bei dieser Gruppe von Prüfungen auszuschalten. Die
Temperatur der Alkoholyse betrug 35 bis 51° C. Das hydrolysierte, ungesättigte Polymere wurde chloriert,
indem ein Chlor-Luft-Gemisch (1:2) durch die Suspension geleitet wurde. Das getrocknete Terpolymere
enthielt 5,7 bis 6,2% Vinylalkoholgruppen. Vor der Auslösung der Alkoholysenreaktion (durch
Zusatz des alkalischen Katalysators zur Suspension) wurden die folgenden Maßnahmen hinsichtlich der
SauerstoSverunreinigung im Reaktor ergriffen, der zu diesem Zeitpunkt das eingesetzte Polymere und
das Verdünnungsmittel enthielt. Beim Versuch 1 wurde die Luft im Reaktor nicht durch ein Inertgas
ersetzt, noch wurde irgendeine andere Vorsichtsmaßnahme ergriffen. Beim Versuch 2 wurde Vakuum
an den Reaktor gelegt und das System während der Reaktion bei 0,35 bis 0,7 kg/cm2 absolut gehalten.
Beim Versuch 3 wurde der Reaktor auf einen Druck von 0,7 kg/cm2 absolut gebracht und bei diesem
Druck mit Stickstoff gespült. Das System wurde an-
Bei den übrigen Versuchen, die- nachstehend beschrieben
werden, wurden in allen Fällen im wesentlichen die gleichen Maßnahmen vor der Alkoholyse
ergriffen, wie sie vorstehend für Versuch 3 beschrieben wurden, wodurch die Alkoholysenreaktionen in praktisch
sauerstofffreien Reaktionsmedien abliefen.
Die hier beschriebenen Versuche veranschaulichen insbesondere die Notwendigkeit der Anwesenheit von
Sauerstoff bei der Chlorbehandlung des teilweise dehydrohalogenierten und ungesättigten Terpolymeren.
Die Alkoholyse wurde bei 40 bis 48° C mit 1,5 Teilen des alkalischen Katalysators pro 100 Teile Polymerisat
durchgeführt, wobei Terpolymere erhalten wurden, die etwa 5,6 bis 6,1% Vinylalkohol enthielten. Die
Chlorbleiche wurde 3 bis 10 Minuten bei 24 bis 26° C durchgeführt. Bei den Versuchen 4 und 5 wurde die
Chlorierung vorgenommen, indem unverdünntes gasförmiges Chlor durch die Suspension geleitet wurde.
Während der Chlorierung in Versuch 4 geriet das Lösungsmittel in Brand. Beim Versuch 6 wurde die
Bleiche mit einem Gemisch aus Chlor und Luft im Gewichtsverhältnis von 1: 2 vorgenommen. Die bei
den Versuchen 5 und 6 erhaltenen Polymeren wurden von ihren Suspensionen abgetrennt, getrocknet und
physikalischen Prüfungen unterworfen, um ihre Qualität zu ermitteln. Die nachstehend zusammengestellten
Ergebnisse zeigen die bedeutende Verbesserung der Färb- und Wärmestabilität, die auf die Anwesenheit
von Sauerstoff während der Chlorierung zurückzuführen
ist.
Farbe der | Polymerprodukt | bei 177° C | 10 | 20 | 30 | 60 | |
Ver | Lösung | Wärmebeständigkeit | Reflexionswert nach Minuten | ||||
such. | sehr dunkles | 0 | 54 | 41 | 39 | 35 | |
Nr. | Gelb | 70 | 52 | 44 | 41 | ||
5 | Hellgelb | 64 | |||||
72 | |||||||
6 | |||||||
Die in Tabelle A zusammengestellte Versuchsreihe zeigt die Notwendigkeit der Anwesenheit von Eisenhydroxyd
in der Polymersuspension während der Chlorierung. Die Werte lassen ferner erkennen, daß
es zweckmäßig ist, das Eisensalz dem Polymeren vor Beginn der Alkoholyse zuzusetzen. Bei einigen Versuchen
wurde das Eisen vor der Alkoholyse, bei anderen Versuchen vor der Bleiche und bei den
1 520 Oil
übrigen Versuchen nach der Bleiche zugesetzt. Das Eisen wurde in verschiedenen Phasen des mehrstufigen
Verfahrens aus dem Reaktionsgemisch extrahiert.
Die Alkoholysenreaktionen wurden bei 44 bis 46° C unter Verwendung von 1,75 Teilen KOH pro 100 Teile
Polymeres durchgeführt. Die Chlorierung wurde bei 18 bis 2O0C mit einem Chlor-Luft-Gemisch (1:1)
vorgenommen. Bei der Entfernung des Eisens durch
Komplexbildung in den in Tabelle A genannten Fällen wurde Dmatriumhydroxyäthylendiamintriacetat
als Chelatbildner verwendet. Die erhaltenen Produkte enthielten etwa 6% Vinylalkoholgruppen. Aus den
Werten ist ersichtlich, daß die Wirkung des Eisens über diejenige eines bloßen Stabilisationsmittels hinausgeht
und daß seine vorteilhafte Wirkung bei Verwendung gemäß der Erfindung in überraschendem
Maße gesteigert wird.
Tabelle A
Einfluß des Eisenzusatzes auf die Wärmebeständigkeit des Polymerprodukts
Einfluß des Eisenzusatzes auf die Wärmebeständigkeit des Polymerprodukts
Versuch | Menge | Zusatz von Eisen(III)-chlorid (als FeCl3 · 6H2O) | Eisengehalt | Polymerprodukt Wärmebeständigkeit bei 1770C |
15 | nach Minuten | 60 |
ppm | Zeitpunkt des Zusatzes und Bemerkungen | ppm | Reflexionswert | 42 | 30 | 47 | |
Nr. | 0 | 0 | 0 | 49 | 46 | 40 | |
: 7 | 5 | (Vergleichsprobe) | 1 | 75 | 51 | 40 | 46 |
8 | 10 | Zusatz zum Polymerprodukt | 2 | 76 | 58 | 42 | 50 |
9 | 50 | desgl. | 10 | 76 | 61 | 51 | 53 |
10 | 100 | desgl. | 21 | 76 | 57 | 57 | 52 |
11 | 500 | desgl. | 103 | 76 | 51 | 57 | 43 |
12 | 1000 | desgl. | 207 | 77 | 49 | ||
13 | desgl. | 77 | |||||
1000 | Zusatz zum Reaktionsgemisch | 35 | 43 | ||||
14 | Zusatz vor Alkoholyse, größter Teil durch | 2 | 70 | 35 | 66 | ||
1000 | Komplexbildung vor der Bleiche entfernt. | 6 | 76 | 66 | |||
15 | 1000 | desgl. | 75 | 70 | 63 | ||
16 | Zusatz vor der Alkoholyse, keine Komplex | 62 | 70 | ||||
1000 | bildung vor der Bleiche | 76 | 65 | 62 | |||
' 17 | Zusatz vor der Bleiche, größter Teil durch | 4 | 64 | ||||
Komplexbildung nach der Bleiche entfernt. | 74 | ||||||
rierung teilweise komplexgebunden, so daß unterschiedliche Anteile des Eisens in den getrockneten
Diese Versuche wurden in der gleichen Weise Terpolymeren blieben. Die in Tabelle B zusammendurchgeführt,
wie im Beispiel 3 beschrieben, jedoch 40 gestellten Ergebnisse lassen den nachteiligen Einfluß
wurde in allen Fällen das Eisen(III)-chlorid vor der von restlichem Eisen auf die Lichtbeständigkeit der
Alkoholyse zugesetzt. Das Eisen war nach der ChIo- Terpolymeren erkennen.
Tabelle B
Einfluß des Eisens auf die Lichtbeständigkeit der Polymerprodukte
Einfluß des Eisens auf die Lichtbeständigkeit der Polymerprodukte
Zusatz von FeCl3 · 6H2O | Eisen | 0 | Polymerprodukt | 20 | bei 1770C | 60 | Lichtbeständigkeit | 200 | |
zum Reaktionsgemisch | ppm | 73 | 51 | Minuten | 46 | im Fadeometer | 74 | ||
Versuch | vor der Alkoholyse | 0 | 75 | Wärmebeständigkeit | 67 | 30 | 63 | Reflexionswert nach S^llT1^^n |
63 |
ppm | 4 | 75 | Reflexionswert nach | 70 | 46 | 66 | 100 | 50 | |
Nr. | 0 (Kontrollprobe) | 6 | 75 | 10 | 66 | 64 | 62 | 75 | 44 |
18 | 1000 | 8 | 73 | 67 | 66 | 66 | 62 | 69 | 42 |
19 | 1000 | 10 | 74 | 74 | 68 | 64 | 63 | 61 | 7 |
20 | 1000 | 21 | 72 | 73 | 63 | 63 | 61 | 57 | 4 |
21 | 500 | 62 | 74 | 64 | 64 | ||||
22 | 1000 | 71 | 62 | 32 | |||||
23 | 1000 | 72 | 9 | ||||||
24 | 66 | ||||||||
. Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten
Hydroxylgruppen enthaltenden Copolymeren haben zusätzlich zu höherer Wärmebeständigkeit
eine hellere Farbe, verbesserte Löslichkeit in üblichen Lösungsmitteln und bessere Verträglichkeit
mit anderen Harzen, als Copolymere von gleicher
Zusammensetzung, die nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden mit den
gemäß der Erfindung hergestellten Polymeren klare, schwachgelbe Lösungen in dem als Lösungsmittel
dienenden Toluol-Aceton-Gemisch erhalten. Dagegen werden bei Unterlassung irgendwelcher notwendiger
1 520 Oil
15 16
Maßnahmen des Verfahrens dunkelgelbe und/oder nium-Harz bilden klare Folien, die gute Verträglich-
\ trübe Lösungen des Polymerprodukts erhalten. Ge- keit der Komponenten zeigen, während Gemische
mische der gemäß der Erfindung erhaltenen Copoly- der genannten Naturharze und hitzehärtenden Har-
meren mit einem Alkydharz, einem Harnstoff-Form- ze mit Copolymeren, die nach anderen Verfahren
aldehyd-Harz, Phenolharzen oder mit kolophonium- 5 herge stellt werden, gewöhnlich trübe Folien bil-
modifizierten Phenolharzen, einem Malein-Kolopho- den.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von wärme- und 5 wird das in einem organischen Lösungsmittel gelöste
lichtstabilen Hydroxylgruppen enthaltenden Vinyl- Copolymere mit einem alkalischen oder sauren Katapolymeren
durch zumindest teilweise Hydrolyse lysator hydrolysiert. Gemäß der USA.-Patentschrift
eines Copolymerisates aus 51 bis 95% Vinyl- 2 512 726 erfolgt die Alkoholyse des Vinylpolymeren
chlorid und 5 bis 490J0 Vinylacetat und gegebenen- in einem geeigneten Lösungsmittel, das einen sauren
falls einem oder mehreren monoolefinisch unge- io Katalysator enthält. Gemäß der USA.-Patentschrift
sättigten Monomeren in einer Menge bis zu 5 %, 2 852 499 wird ein anderes Lösungsmittelsystem und
bezogen auf die Gesamtmenge an Vinylchlorid und ein alkalischer Katalysator verwendet. Diese bekannten
Vinylacetat, in Gegenwart eines praktisch wasser- Verfahren haben als Nachteil, daß die Rückgewinnung
freien Gemisches aus einem niederen aliphatischen des Polymeren aus der Lösung schwierig und aufAlkohol
mit 1 bis 4 C-Atomen und einem gegen- 15 wendig und das Endprodukt bei höherer Temperatur
über Hydrolysereaktionen indifferenten organi- zum Abbau neigt.
sehen Quellmittel für das Copolymere in einer In der USA.-Patentschrift 3 021 318 wird ein Ver-Menge,
die von den Copolymerteilchen absorbiert fahren zur teilweisen Hydrolyse und teilweisen Dewird
und eine erhebliche Quellung dieser Teilchen hydrochlorierung eines Copolymeren von Vinylbewirkt,
jedoch nicht ausreicht, um die Beschaffen- 20 chlorid und Vinylacetat beschrieben. Bei diesem Verheit
der Suspension hinsichtlich der gesonderten fahren bildet man als Reaktionsgemisch eine Sus-Teilchen,
beispielsweise durch Agglomerierung pension des Copolymeren in einem flüssigen organi-
oder Verschmelzen der Teilchen, zu verändern, sehen Reaktionsmedium, das a) einen weniger als
sowie eines stark basischen Materials zur Ver- 5% Wasser enthaltenden niederen aliphatischen Alseifung
von 40 bis 100 °/o der Acetatgruppen des 25 kohol und b) ein quellendes organisches Lösungsmittel
Copolymeren im Verlauf von 30 bis 120 Minuten, für das Copolymere sowie ein stark basisches Material
dadurch gekennzeichnet, daß man (Katalysator) enthält, hält diese Suspension bei 60
in Gegenwart eines Eisensalzes in einer Menge von bis 80°C, wobei 15 bis 85% des Vinylacetats in Vinyl-20
bis 1000 mg Fe/kg Copolymeres und bei einer alkohol umgewandelt werden, und isoliert das Hydro-Temperatur
von 35 bis 55°C und unter Ausschluß 30 xylgruppen enthaltende Polymere aus dem flüssigen
von Sauerstoff arbeitet und man im Anschluß an Medium. Das nach diesem Verfahren hergestellte,
die Hydrolyse die Suspension des hierbei gebildeten teilweise dehydrohalogenierte Produkt ist sehr dunkel-Hydroxylgruppen
enthaltenden Polymeren in Ge- farbig und hat eine schlechte Wärmebeständigkeit,
genwart von Sauerstoff bei pH 6 bis 9 und einer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
Temperatur von 5 bis 45 0C mit gasförmigem 35 Herstellung von wärme- und lichtstabilen Hydroxyl-Chlor
behandelt und das Polymere aus dem Re- gruppen enthaltenden Vinylpolymeren durch zuaktionsmedium
abtrennt, wobei man den Eisen- mindest teilweise Hydrolyse eines Copolymerisates
gehalt der Polymersuspension in dem Maße senkt, aus 51 bis 95 % Vinylchlorid und 5 bis 49 % Vinyldaß
in dem gewünschten Polymerprodukt der acetat und gegebenenfalls einem oder mehreren
Eisengehalt im allgemeinen nicht mehr als etwa 4° monoolefinisch ungesättigten Monomeren in einer
10 ppm beträgt, und anschließend den pH-Wert Menge bis zu 5 %, bezogen auf die Gesamtmenge an
der Suspension auf etwa 6 bis 8 einstellt. Vinylchlorid und Vinylacetat, in Gegenwart eines
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- praktisch wasserfreien Gemisches aus einem niederen
zeichnet, daß man im Anschluß an die Chlorierung aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 C-Atomen und
das in der Suspension befindliche Eisen mit Hilfe 45 einem gegenüber Hydrolysereaktionen indifferenten
eines Komplexbildners als löslichen Chelatkomplex organischen Quellmittel für das Copolymere in einer
bindet, die Suspension mit Wasser versetzt und Menge, die von den Copolymerteilchen absorbiert
das Polymere aus dem Reaktionsgemisch isoliert. wird und eine erhebliche Quellung dieser Teilchen
bewirkt, jedoch nicht ausreicht, um die Beschaffenheit
50 der Suspension hinsichtlich der gesonderten Teilchen,
beispielsweise durch Agglomerierung oder Verschmel-
zen der Teilchen, zu verändern, sowie eines stark basischen Materials zur Verseifung von 40 bis 100%
der Acetatgruppen des Copolymeren im Verlauf von 55 30 bis 120 Minuten, das dadurch gekennzeichnet ist,
Copolymere von Vinylchlorid und Vinylalkohol, daß man in Gegenwart eines Eisensalzes in einer
insbesondere Terpolymere von Vinylchlorid, Vinyl- Menge von 20 bis 1000 mg Fe/kg Copolymeres und
acetat und Vinylalkohol werden weitgehend in den bei einer Temperatur von 35 bis 55°C und unter
verschiedensten Zusammensetzungen zum Überziehen Ausschluß von Sauerstoff arbeitet und man im An-
von Metall, Holz, Papier und anderen Materialien 60 schluß an die Hydrolyse die Suspension des hierbei
verwendet. Diese Polymeren sind fest, biegsam, gebildeten Hydroxylgruppen enthaltenden Polymeren
chemisch beständig und auf Grund ihrer Hydroxyl- in Gegenwart von Sauerstoff bei pH 6 bis 9 und einer
gruppen verträglich mit hochsiedenden organischen Temperatur von 5 bis 45° C mit gasförmigem Chlor
Lösungsmitteln, Weichmachern, Naturharzen und behandelt und das Polymere aus dem Reaktions-
hitzehärtbaren Kunstharzen, z. B. Alkylharzen, Phe- 65 medium abtrennt, wobei man den Eisengehalt der
nol-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd- Polymersuspension in dem Maße senkt, daß in dem
Harzen sowie Melamin-Formaldehyd-Harzen. gewünschten Polymerprodukt der Eisengehalt im
Für die Herstellung von Terpolymeren von Vinyl- allgemeinen nicht mehr als etwa 10 ppm beträgt, und
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |