DE1910296B2 - Verfahren zur herstellung eines chlorierten polyaethylen alkanol telomerwachses - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines chlorierten polyaethylen alkanol telomerwachsesInfo
- Publication number
- DE1910296B2 DE1910296B2 DE19691910296 DE1910296A DE1910296B2 DE 1910296 B2 DE1910296 B2 DE 1910296B2 DE 19691910296 DE19691910296 DE 19691910296 DE 1910296 A DE1910296 A DE 1910296A DE 1910296 B2 DE1910296 B2 DE 1910296B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wax
- chlorinated
- chlorine
- alkanol
- crystallinity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 39
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 24
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 15
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 13
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 91
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 6
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical class C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- PILOURHZNVHRME-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ba] Chemical compound [Na].[Ba] PILOURHZNVHRME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 210000003411 telomere Anatomy 0.000 description 1
- 102000055501 telomere Human genes 0.000 description 1
- 108091035539 telomere Proteins 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/18—Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
- C08F8/20—Halogenation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
Die bekannten chlorierten Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachse sind im wesentlichen amorph. Ihre
Herstellung durch Chlorieren einer Dispersion oder Lösung eines Polyäthylen/Alkanol-Telomer mit elementarem
Chlor in einem inerten Lösungsmittel, wie Tetrachlorkohlenstoff, ist in der USA.-Patentschrift
2 779 754 beschrieben. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Wachse müssen einer Reinigung
zur Entfernung von als Verunreinigung anwesendem Lösungsmittel, das beispielsweise die grundmolare
Viskosität und die Schmelzviskosität sowie die Glasübergangstemperatur
des Wachses verschleiert, unterzogen werden. Außerdem sind derartige Wachse, die
zwischen etwa 12 und 55 Gewichtsprozent Chlor enthalten, bei Zimmertemperatur halbfest und bzw.
oder schmelzen innerhalb eines weiten Temperaturbereiches und können daher beispielsweise nicht als
hochschmelzende Kleber verwendet werden. Außerdem variiert der Schmelzpunkt dieser Wachse beträchtlich
mit ihrem Chlorgehalt, und es ist schwierig, ein solches chlorhaltiges Wachs herzustellen, das einen
für eine Verwendung als Heißkleber ausreichend hohen Schmelzpunkt besitzt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines chlorierten Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachses
durch Einleiten von Chlorgas mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 50 ppm in
eine Dispersion aus einem Verdünnungsmittel und bis zu 22 Gewichtsprozent eines Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachses,
dessen Alkanolanteil 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthält und das ein Molekulargewicht
nicht über 5000, einen Schmelzpunkt zwischen 100 und 125° C und eine Kristallinität zwischen
20 und 60% aufweist, bei einer Temperatur zwischen 25 und 900C, bis zu einem Gehalt von chemisch
gebundenem Chlor zwischen. 5 und 45 Gewichtsprozent. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß als Verdünnungsmittel Wasser verwendet wird. Vorzugsweise wird die Temperatur während der
Chloreinleitung zwischen 45 und 6O0C gehalten.
Während durch Chlorieren eines teilweise kristallinen Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachses in
Lösung ein amorphes Produkt erhalten wird, wurde gefunden, daß bei einer Chlorierung eines solchen
teilweise kristallinen Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachses in einer wäßrigen Aufschlämmung ein teilweise
kristallines chloriertes Wachs erhalten wird. Die Schmelzpunkte der durch eine solche Chlorierung
in einer Aufschlämmung erhaltenen Wachse variieren in Abhängigkeit von dem Chlorgehalt nur
in einem engen Bereich, und die Wachse sind bei Raumtemperatur vollständig fest. Auch die mit der
Kristallinität zusammenhängenden Eigenschaften, wie die Glasübergangstemperatur, sind bei diesen Wachsen
beträchtlich höher als bei den durch Chlorieren in Lösung erhaltenen. Die durch Chlorieren in einer
Aufschlämmung gemäß der Erfindung erhaltenen Wachse können durch Zusatz üblicher Polyäthylenstabilisatoren
leicht wärmestabilisiert werden, so daß sie als Heißkleber verwendet werden können. Außerdem
können sie als Gleitmittel für das Extrudieren von Plastikrohren und zum Imprägnieren von Textilien,
um diese flammfest zu machen, verwendet werden.
Die in dem Verfahren der Erfindung als Ausgangsmaterialien verwendeten Wachse können beispielsweise
nach dem in der USA.-Patentschrift 2 683 141 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, indem
man Äthylen unter Bedingungen, die zur Bildung eines Wachses führen, in Gegenwart eines flüssigen
gesättigten aliphatischen Alkohols mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Isopropanol, polymerisiert,
so daß die gebildeten Wachse die entsprechende Alkoholgruppe im Molekül enthalten. Wenn beispielsweise
Äthylen in der Dampfphase in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators und dampfförmigem
Isopropanol bei einem Druck von 100 bis ίο 1000 Atmosphären und einer Temperatur zwischen
100 und 3000C polymerisiert wird, werden Wachse
der Formel
CH3(C2HJnR
1S in der η etwa 40 bis 180 ist und R den 2-Hydroxy-2-propylrest
— C(OH) · (CH3),
bedeutet, erhalten. Wenn an Stelle von Isopropanol andere Alkanole der Formel ROH verwendet werden,
werden Telomere der gleichen allgemeinen Formel, in der R dann den entsprechenden Alkanolanteil
bedeutet, erhalten. Das Produkt hat gewöhnlich ein mittleres Molekulargewicht von etwa 1200 bis 5000,
einen Kristallschmelzpunkt, bestimmt durch thermische Differentialanalyse, zwischen etwa 100 und
1250C, eine Kristallinität von 20 bis 60% und eine Schmelzviskosität zwischen 100 und 500 cP bei 1400C.
Das unchlorierte Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachs vom Molekulargewicht bis zu etwa 5000 wird
gemäß der Erfindung in wäßriger Aufschlämmung bei Temperaturen unter dem Schmelzpunkt des
Wachses bis zu einem Chlorgehalt von 5 bis 45% chloriert, wobei ein Produkt mit einem Schmelzpunkt
von 95 bis 1100C und einer Kristallinität von 10 bis 50% erhalten wird. Die Kristallinität des Produktes
hängt von dem Ausmaß und den Bedingungen der Chlorierung und der Kristallinität des Ausgangswachses
ab. Sie sinkt mit zunehmendem Chlorgehalt bei sonst gleichen Bedingungen und sinkt außerdem,
wenn die Chlorierung bei verhältnismäßig hoher Temperatur erfolgt. Die Kristallinität des chlorierten
Wachses ist natürlich immer geringer als diejenige des Ausgangswachses, da die Chlorierung immer zu
einer Verminderung der Kristallinität führt. Bei dem Verfahren der Erfindung wird jedoch die Kristallinität
nicht wie bei den bekannten Verfahren vollständig zerstört, sondern bleibt wenigstens so weit erhalten,
daß das Produkt eine Kristallinität von wenigstens 10% hat. Durch die Chlorierung wird das Molekulargewicht
des Wachses erhöht, so daß das Produkt ein Molekulargewicht bis zu 9000 haben kann.
Als Heißkleber werden vorzugsweise chlorierte Wachse gemäß der Erfindung mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 5000 und einer Kristallinität von etwa 15 bis 50% verwendet.
Als Heißkleber werden vorzugsweise chlorierte Wachse gemäß der Erfindung mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 5000 und einer Kristallinität von etwa 15 bis 50% verwendet.
Gemäß einer Durchführungsform des Verfahrens der Erfindung wird das zerkleinerte Ausgangswachs
zu Wasser in einem korrosionsfesten Reaktor mit Mitteln zur Temperaturregulierung und vorzugsweise
mit Mitteln zum Rühren der Aufschlämmung, Einlaß- und Auslaßrohren für Gase und Drucksteuergeräten
zugesetzt. Das Wachs wird vorzugsweise in feinverteilter Form zugesetzt, d. h., die Wachsteilchen
haben vorzugsweise eine Korngröße von 0,595 mm und darunter. Die Wachskonzentration in der wäßrigen
Aufschlämmung beträgt bis zu 22 Gewichts-
prozent, und vorzugsweise 10 bis 15 Gewichtsprozent.
Durch Anwendung einer hohen Wachskonzentration wird zwar die Produktionsgeschwindigkeit der Vorrichtung
erhöht, jedoch kommt es leicht zu einer Agglomerierung der Teilchen, wenn die Feststoffkonzentration
der Aufschlämmung mehr als 22 Gewichtsprozent beträgt. Wenn es zu einer solchen Agglomerierung kommt, erfolgt die Chlorierung nicht
mehr gleichmäßig, d. h. das Chlor reagiert nur mit den äußeren Schichten der Wachsteilchen, während
das Innere der Teilchen praktisch unchloriert bleibt.
Vor der Einleitung von Chlor wird die Aufschlämmung durch übliche Mittel, beispielsweise durch
Durchleiten von Stickstoff oder Kochen im Vakuum, entgast, um Sauerstoff auszutreiben. Dann wird kontinuierlich
gasförmiges Chlor mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 50 ppm mit konstanter Geschwindigkeit
in das Reaktionsgemisch eingeleitet. Während der Chlorzuführung wird die Reaktionstemperatur zwischen 25 und 9O0C, vorzugsweise
zwischen 45 und 6O0C, gehalten. Die Temperatur kann praktisch konstant gehalten werden oder innerhalb
der obigen Grenzen variieren. Bei Temperaturen über 900C kann es zu einer Agglomerierung
der Wachsteilchen kommen. Die Chlorzufuhrgeschwindigkeit kann 450 g oder darüber je Stunde
je 450 g Wachs betragen und beträgt vorzugsweise 45 bis 225 g je 450 g Wachs (0,1 bis 0,5 Teile Chlor
je Gewichtsteil Wachs) je Stunde. Während Chlor eingeleitet wird, steigt der Drück in dem Reaktionsgefäß.
Der Reaktionsdruck ist jedoch nicht von wesentlicher Bedeutung und kann so hoch sein, wie
die verwendete Vorrichtung es zuläßt. Die Chlorzuleitung kann je nach der angewandten Temperatur,
der Chlorzufuhrgeschwindigkeit und dem gewünschten Chlorierungsgrad bis zu 24 Stunden und darüber
erfolgen.
Die Verwendung eines Chlorierungskatalysators oder -initiators ist in dem Verfahren der Erfindung
nicht notwendig, d. h., die Chlorierung erfolgt bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und ohne
Katalysator mit ausgezeichneter Geschwindigkeit.
Nach Erreichen des gewünschten Chlorierungsgrades läßt man die wäßrige Schicht, die den größten
Teil des bei der Umsetzung gebildeten Chlorwasser-Stoffs enthält, von dem chlorierten Wachs abfließen.
Restlicher Chlorwasserstoff und Wasser werden von dem Wachs entfernt, beispielsweise indem man das
Wachs gründlich mit Wasser wäscht, um den restlichen Chlorwasserstoff zu entfernen. Das Wachs
wird dann in einer Trockentrommel oder einer anderen Trocknungsvorrichtung unter vermindertem
Druck, beispielsweise bei etwa 50 mm Hg und 50° C, getrocknet. Alternativ kann das Wachs in einem
Heißluftofen getrocknet werden, wobei die Notwendigkeit des Waschens entfällt, weil Chlorwasserstoff
und Wasser ein azeotropes Gemisch bilden und als solches zusammen entfernt werden. Beispielsweise
siedet eine wäßrige Lösung mit 23,4% Chlorwasserstoff bei einem Druck von 50 mm' Hg bei 48,7° C,
während bei Atmosphärendruck eine wäßrige Lösung mit 20,2% Chlorwasserstoff bei 108,6° C siedet.
Die Kristallinität des Wachses kann durch thermische Differentialanalyse (DTA) bestimmt werden,
indem man das Gebiet unter einer DTA-Bande (entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen der
Probe und einer inerten Substanz während des Schmelzens der Probe) mit der Fläche unter der
entsprechenden DTA-Bande einer Standardprobe bekannter Kristallinität vergleicht. Als Standardprobe
wurde Polyäthylen mit einer Kristallinität von 50%, bestimmt durch Röntgenanalyse, verwendet.
Auch der Schmelzpunkt der kristallinen Phase des chlorierten Wachses kann nach dieser Technik bestimmt
werden.
Die erfindungsgemäß herstellbaren chlorierten Wachse haben nach Erhitzen und Durcharbeiten
für 20 Minuten oder mehr bei Temperaturen über ihrem Schmelzpunkt eine konstante Schmelzviskosität.
Sie lassen bei ihrer normalen Verwendung praktisch keine Anzeichen einer Zersetzung, wie ein
Absinken des Molekulargewichtes, eine Farbänderung, Gasentwicklung, Blasenbildung oder Änderung
des pH-Wertes, erkennen. Die Wärmefestigkeit eines Wachses kann am besten durch eine Prüfung in einer
Vorrichtung wie einem »Plasti-corder« (C. W. Brabender Instruments, Inc.) bestimmt werden. Diese
Vorrichtung besteht aus einer Heizkammer, die auf die gewünschte Temperatur eingestellt werden kann
und zwei sich ineinander drehende Walzen aufweist. Diese Walzen sind in ein Gerät eingepaßt, das die
zum Mischen des in die Kammer eingebrachten Polymer erforderliche Kraft, d. h. das von dem
viskosen Polymer bei der Prüftemperatur ausgeübte Verzögerungsmoment,mißt. Wenn das Polymer instabil
ist, so daß während des Erhitzens und Durcharbeitens eine Vernetzung erfolgt, so steigt die zum
Verarbeiten des Polymer in den Walzen erforderliche Kraft, während diese Kraft bei einer Zersetzung des
Polymer, beispielsweise einer Kettenspaltung, sinken würde. Wenn das Polymer über eine Zeit von
15 Minuten oder darüber stabil ist, d. h. das Verzögerungsmoment sich nicht ändert, so ist das Polymer
als bei der gegebenen Temperatur stabil anzusehen. Wenn die Prüftemperatur der Höchsttemperatur,
die bei der Verarbeitung des Polymer auftreten kann, entspricht, so bedeutet das, daß das
Polymer mit nur geringer oder gar keiner Beeinträchtigung seiner ursprünglichen physikalischen
Eigenschaften den erforderlichen Wärmebehandlungen, wie Extrudieren oder Kalandern, unterworfen
werden kann. Das Verzögerungsmoment wird in mkg angegeben.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Die Wachse wurden, bevor sie im Plasti-corder
geprüft wurden, durch Zusatz eines Gemisches von 1 Gewichtsteil eines Arylphosphitantioxydationsmittels
und 4 Teilen eines Gemisches einer komplexen organischen Barium-Natrium-Verbindung in Dioctylphthalat
mit 70% Feststoffgehalt je 100 Teile chloriertes Wachs gegen Oxydation und Abspaltung von
Chlorwasserstoff stabilisiert.
Die grundmolare Viskosität, ηι der Wachse wurde
gemäß ASTM-Test 1601-61 durch Extrapolation der reduzierten Viskosität auf unendliche Verdünnung
bestimmt. Die reduzierten Viskositäten wurden an einer Lösung von 1 Gewichtsprozent in Decalin bei
130° C bestimmt. Das Molekulargewicht des Wachses kann aus der grundmolekularen Viskosität berechnet
werden nach der Gleichung: ??i = 6,77 · 10"4 M067,
in der M das Molekulargewicht ist.
Die Glasübergangstemperatur ist ein Maß für die Steifheit des Wachses in Abhängigkeit von der Temperatur
und kann gemäß ASTM-Test D 1043-61 T bestimmt werden. Sie nimmt im allgemeinen mit
zupehmendem. Chlorgehalt zu.
Angaben in Teilen beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.
Zerkleinertes Polyäthylen/Isopropanol-Telomerwachs mit einer grundmolaren Viskosität von 0,16,
einem errechneten mittleren Molekulargewicht von 3500, einer Schmelzviskosität von 280 cP bei 1400C,
einem Schmelzpunkt von 100 bis 1100C und einer
Kristallinität von 35 bis 45%, bestimmt durch thermische Differentialanalyse, wurde in einem mit Glas
ausgekleideten und mit einer Ummantelung und einem Rührwerk sowie Gaszufuhrleitungen, einer
Drucksteuervorrichtung und einem Thermoelement versehenen Gefäß in entionisiertem Wasser aufgeschlämmt,
so daß die Wachskonzentration der Aufschlämmung etwa 10 Gewichtsprozent betrug. Das Reaktionssystem wurde durch Spülen mit Stickstoff
von Luft befreit, und die Temperatur wurde auf 500C eingestellt. Dann wurde Chlor mit einem
Sauerstoffgehalt von weniger als 50 ppm mit gesteuerter Geschwindigkeit von 87 g Chlor je 450 g
Wachs je Stunde eingeleitet, bis insgesamt 22,3 Gewichtsprozent Chlor, bezogen auf das chlorierte
Wachs, gebunden waren. Das Wachs wurde zunächst langsam gerührt, um zu vermeiden, daß Teilchen an
die Reaktorwand, wo es zu lokalen Uberhitzungen kommen könnte, geschleudert wurden. Mit zunehmendem
Chlorgehalt wurden die Wachsteilchen »netzbarer« und dispergierten sich leicht in der
wäßrigen Schicht. Das Rühren wurde dann ver
stärkt, um den Kontakt des Chlors mit dem aufgeschlämmten Wachs zu verbessern. Während der
Chlorierung blieb der Druck in dem Reaktor unter 7 kg/cm2, was darauf hinweist, daß die Chloraufnähme
durch das Wachs mit guter Geschwindigkeit erfolgte.
Man erhielt ein chloriertes Wachs vom Schmelzpunkt 1070C, einer Viskosität [^1] 0,15, einer Glasübergangstemperatur
— 4° C und einer Kristallinität von 30%. Die außergewöhnliche Wärmefestigkeit
dieses Produktes ergibt sich aus einem konstanten Verzögerungsmoment von unter 0,1 mkg bei 30minutiger
Verarbeitung im Plasti-corder bei 1500C.
B e i s ρ i e 1 2
Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachs wurde wie im Beispiel 1 mit einer Chlorzufuhrgeschwindigkeit von
116 g/450 g Wachs/h bis zu einem Chlorgehalt von 14,3 Gewichtsprozent, bezogen auf das chlorierte
Wachs, chloriert.
Man erhielt ein Produkt vom Schmelzpunkt HO0C,
einer Viskosität [η I] 0,2, einer Glasübergangstemperatur
von —3° C und einer Kristallinität von 28%. Die Prüfung im Plasti-corder für 30 Minuten bei
1500C ergab ein konstantes Verzögerungsmoment unter 0,1 mkg.
Zum Vergleich wurde das in dem Beispiel 1 verwendete Ausgangswachs nach dem Verfahren der
USA.-Patentschrift 2 779 754 in Lösung chloriert.
Die Eigenschaften der in zwei solchen Ansätzen erhaltenen chlorierten Wachse waren:
Ansatz Nr. |
% Chlor (korr. für CCl4) |
% CCl4 | Glasübergangs temperatur 0C |
Viskosität | Kristallinität % |
Schmelzpunkt |
1 2 |
9,8 27,8 |
0,4 7,2 |
-26 -40 |
0,17 0,16 |
Spur(<2%) 0 |
Beide bei Zimmer temperatur halb fest |
Beide nach diesem Verfahren chlorierten Wachse waren amorph. Die Glasübergangstemperaturen
waren beträchtlich niedriger als die der entsprechenden, durch Chlorieren in wäßriger Aufschlämmung
gemäß der Erfindung erhaltenen chlorierten Wachse. Bei der Chlorierung in Lösung wird bei fortschreitender
Chlorierung eine zunehmende Menge an Lösungsmittel, in diesem Fall Tetrachlorkohlenstoff,
in dem Wachs eingeschlossen, ein Nachteil, der dem Verfahren der Erfindung nicht anhaftet.
Ein Polyäthylen/(C8-Alkanol)-Telomerwachs mit
einer grundmolaren Viskosität von 0,16, einem errechneten mittleren Molekulargewicht von 3500, einem
Schmelzpunkt von 123° C und einer Kristallinität von 56% wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1
bei einer Temperatur von 40° C und mit einer Chlorzuführgeschwindigkeit
von 68 g/450 g Wachs/h bis zu einem Chlorgehalt von 40,6 Gewichtsprozent,
bezogen auf das chlorierte Wachs, chloriert.
Man erhielt ein Produkt vom Schmelzpunkt 1080C,
einer Viskosität von [??,■] 0,18, einer Glasübergangstemperatur
von 43°C und Kristallinität von 35%. Das Telomer wurde zweimal unter verschiedenen
Bedingungen im Plasti-corder geprüft:
Temperatur 0C |
Zeit Minuten |
Verzögerungsmoment mkg |
101 160 bis 190 |
35 60 |
<0,18 (praktisch konstant) <0,l (praktisch konstant) |
B e i s ρ i e 1 4
Ein Polyäthylen/Isopropanol-Telomerwachs mit einer grundmolaren Viskosität von 0,12, einem
errechneten Molekulargewicht von etwa 2300, einem Schmelzpunkt von 1100C, einer Schmelzviskosität
von 16OcP bei 1400C und einer Kristallinität von
25% wurde bei 45°C bis zu einem Chlorgehalt von 26,7 Gewichtsprozent, bezogen auf das chlorierte
Wachs, chloriert. Man erhielt ein Produkt vom Schmelzpunkt 1020C, einer Glasübergangstemperatur
von —23° C, einer Viskosität von [^1-] 0,12 und einer
Kristallinität von etwa 25%.
Bei der Prüfung im Plasti-corder für 30 Minuten bei 1500C ergab sich ein konstantes Verzögerungsmoment unter 0,11 mkg.
Ein Polyäthylen/Isopropanol-Telomerwachs, das nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 3 060 163
Ansatz Nr. |
% Chlor (korr. auf CCl4) |
% CCl4 |
Visko sität |
Glas übergangs temperatur 0C |
Kristallinität % |
1 2 |
33,2 11,1 |
6,7 0,4 |
0,11 . 0,15 |
—44 -30 |
keine Spur (<2%) |
hergestellt war und eine Schmelzviskosität von 14OcP bei 1400C, einen Schmelzpunkt von HO0C und eine
Kristallinität von 32% hatte, wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 bei 45° C und einer Chlorzufuhrgeschwindigkeit
von 108 g/450 g Wachs/h bis zu einem Chlorgehalt von 26,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das chlorierte Wachs, chloriert. Man
erhielt ein Produkt vom Schmelzpunkt 99° C, einer Viskosität von [??,·] 0,11, einer Glasübergangstemperatur
von 50C und Kristallinität von 15%.
Die Prüfung im Plasti-corder für 25 Minuten bei 157° C ergab ein konstantes Verzögerungsmoment
unter 0,1 mkg.
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde wiederholt mit der Abweichung, daß das Telomerwachs nur bis
zu einem Chlorgehalt von 6,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das chlorierte Wachs, chloriert wurde.
Dieses Produkt hatte eine Kristallinität von 25%, was zeigt, daß bei einem bestimmten Wachs mit zunehmendem
Chlorgehalt die Kristallinität sinkt. Die Glasübergangstemperatur dieses Polymers war, wie
zu erwarten, niedrig, d. h., sie betrug —12° C;
Schmelzpunkt 105° C. Das Ergebnis der Prüfung dieses Materials im Plasti-corder war praktisch das
gleiche wie im Beispiel 5.
Zum Vergleich wurde das in den Beispielen 5 und 6 verwendete Telomerwachs nach dem Verfahren der
USA.-Patentschrift 2 964 517 in Lösung chloriert. Die Eigenschaften zweier in zwei Ansätzen erhaltener
chlorierter Wachse waren:
35
40
Ein wie im Beispiel 1 beschrieben hergestelltes Wachs gemäß der Erfindung und ein in Lösung
chloriertes Wachs von praktisch gleichem Chlorgehalt wurden auf ihre Verwendbarkeit als Heißschmelzkleber
bei 0 und 25° C geprüft. Die Eigenschaften der chlorierten Wachse waren:
Viskosität [?/,·]
Kristallinität [%]
Glasübergangstemperatur [0C] ...
Schmelzpunkt [0C]...
Schmelzpunkt [0C]...
In
Aufschlämmung
chloriertes
Wachs
0,09
20,0%
20,0%
45
110
110
In Lösung
chloriertes
Wachs
0,09
0.
0.
42
Ein Aluminiumstreifen von 2,5 χ 10 cm wurde mit
Xylol gereinigt, über eine Fläche von 6,25 cm2 mit einer 150 μ dicken Schicht des chlorierten Wachses
überzogen und an einen anderen sauberen Aluminiumstreifen von 2,5 χ 10 cm gebunden, indem
man diesen darauflegte und das Polymer bis auf 10° C über seinen Erweichungspunkt erhitzte und
danach das Gebilde unter einem Druck von 3,5 kg/cm2 auf Zimmertemperatur abkühlte. Die Prüfung der
Haftfestigkeit durch Auseinanderziehen der Streifen in einem »Instron«-Gerät mit einer Zuggeschwindigkeit
von 1,25 mm/min ergab:
In Aufschlämmung chloriertes Wachs |
In Lösung chloriertes Wachs |
|
Chlorgehalt [%] | 41,2% | 39,8% |
Temperatur
(0C)
(0C)
25
Erforderlicher Zug, kg/cm2
in Aufschlämmung
chloriertes Wachs
chloriertes Wachs
15,7
9,4
9,4
in Lösung
chloriertes Wachs
chloriertes Wachs
keine Bindung
0,01 '
0,01 '
Das Wachs gemäß der Erfindung war also ein guter Heißkleber, während das bekannte Wachs für
diesen Zweck wertlos war.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung eines chlorierten Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachses durch Einleiten von Chlorgas mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 50 ppm in eine Dispersion aus einem Verdünnungsmittel und bis zu 22 Gewichtsprozent eines Polyäthylen/Alkanol-Telomerwachses, dessen Alkanolanteil 1 bis 8 C-Atome enthält und das ein Molekulargewicht nicht über 5000, einen Schmelzpunkt zwischen 100 und 125° C und eine Kristallinität zwischen 20 und 60% aufweist, bei einer Temperatur von 25 bis 900C bis zu einem Gehalt an chemisch gebundenem Chlor zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsmittel Wasser verwendet wird.109 532/380
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US72767268A | 1968-05-08 | 1968-05-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1910296A1 DE1910296A1 (de) | 1971-02-04 |
DE1910296B2 true DE1910296B2 (de) | 1971-08-05 |
Family
ID=24923551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691910296 Pending DE1910296B2 (de) | 1968-05-08 | 1969-02-28 | Verfahren zur herstellung eines chlorierten polyaethylen alkanol telomerwachses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1910296B2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2116569B (en) * | 1982-03-11 | 1986-02-26 | Petrolite Corp | Ester-containing polyalkylenes |
JPS60133081A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-16 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 接着剤 |
-
1969
- 1969-02-28 DE DE19691910296 patent/DE1910296B2/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1910296A1 (de) | 1971-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2521843C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines chlorierten Polymerisates, Mischpolymerisates oder Pfropfpolymerisates aus Vinylchlorid | |
DE1795215C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von faserbildenden linearen Polyestern durch Direktveresterung von Terephthalsäure mit einem Glykol | |
EP0296492B1 (de) | Verfahren zur Oxidation von Polyethylen | |
DE1745193C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von chloriertem Polyvinylchlorid | |
DE971364C (de) | Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Dispersionen durch Emulsionspolymerisation von Tetrafluoraethylen | |
DE960038C (de) | Verfahren zur Polymerisation oder Mischpolymerisation von vollstaendig halogenierten AEthylenen, die mindestens je ein Chlor- und ein Fluoratom enthalten | |
DE2441197A1 (de) | Verfahren zur chlorierung von aethylenpolymerisaten | |
DE2402314A1 (de) | Verfahren zur herstellung sinterfaehiger, feinteiliger polyvinylchlorid-formmassen | |
DE1248944C2 (de) | Verfahren zur herstellung von chlorierungsprodukten des polyaethylends | |
DE1927684C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren und deren Verwendung | |
DE1910296B2 (de) | Verfahren zur herstellung eines chlorierten polyaethylen alkanol telomerwachses | |
DE60114666T2 (de) | Explosionsfreies emulsionspolymerisationsverfahren zur herstellung von polytetrafluorethylen | |
DE1932589C3 (de) | Verfahren zum Chlorieren von pulverförmigen Polyvinylchloridpolymerisaten | |
DE2063248A1 (de) | Vinylidenfluorid Homopolymerisate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Formmassen und Beschichtungs massen | |
DE4332712A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines modifizierten Polytetrafluorethylens und seine Verwendung | |
DE1620962A1 (de) | Verfahren zur Polymerisation und Mischpolymerisation von Vinylfluorid und verwandten Produkten | |
DE656133C (de) | Verfahren zur Stabilisierung von Polyvinylchlorid | |
DE2064498B2 (de) | Verfahren zur herstellung thermisch stabiler formmassen durch behandlung von vinylchloridpolymerisaten | |
EP0007035B1 (de) | Verfahren zur Erhöhung des Molgewichtes von chloriertem Polyethylen und/oder chloriertem Ethylen-Vinylacetat-copolymerisat | |
DE69112231T2 (de) | Stabilisatoren für Zusammensetzungen von Ethylen/Chlorotri- fluoroethylen Copolymeren. | |
DE1544601A1 (de) | Stabilisierte Massen auf der Grundlage von chloriertem Polyaethylen | |
DE69102874T2 (de) | Thermostabiles polyvinylchloridharz. | |
DE69305177T2 (de) | Chlorierung von olefinpolymeren in chlorfluorbenzen | |
AT274358B (de) | Verfahren zur Herstellung emulgatorarmen Polyvinylchlorids | |
DE1210561B (de) | Verfahren zur Nachchlorierung von Homo- oder Mischpolymerisaten des Vinylchlorids |