DE2227887A1 - Vinylchloride suspension copolymer - in presence of a methyloxazoline/propyloxazoline copolymer as stabiliser - Google Patents
Vinylchloride suspension copolymer - in presence of a methyloxazoline/propyloxazoline copolymer as stabiliserInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Copolymerisaten in wäßriger Suspension GecJenstand cler vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung vcln Vinylc' rid-Copolymerisaten mit bis zu 50 Gewichtsprozent Comonomergehalt durch Polymerisation in wäßriger Suspension in Gegenwirt von Suspensionsstabilisatoren und monomerlöslichen Katalysatoren, wobei man das gesagte Comonomere und 40 bis 60, mit Vorteil 45 bis 55 Gewichtsprozent des eyinzupolyrnerivierenden Vinylchlorids vorlegt und bei konstantem Druck das restliche Vinylchlorid kontinuierlich zudosiert. Process for the preparation of vinyl chloride copolymers in aqueous Suspension of the present invention is a method of manufacture vcln vinyl chloride copolymers with a comonomer content of up to 50 percent by weight Polymerization in aqueous suspension in a counter-host to suspension stabilizers and monomer-soluble catalysts, said comonomers and 40 to 60, with advantage 45 to 55 percent by weight of the eyinzupolyrnerivierenden vinyl chloride and the remaining vinyl chloride is metered in continuously at constant pressure.
Ein wichtiges Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, Suspensionscopolymere des Vinylchlorids mit verbessertem Löslichkeitsverhalten in organischen Lösungsmitteln zur Verfügung zu stellen.An important aim of the process according to the invention is to produce suspension copolymers of vinyl chloride with improved solubility behavior in organic solvents to provide.
Copolymere des Vinylchlorids sind bekanntlich durch Lösungs-, Emulsions- oder Suspensionspolymerisation herzustellen.Copolymers of vinyl chloride are known to be produced by solution, emulsion or to produce suspension polymerization.
Bei der Durchführung der Lösungspolyme.-isation ist zu berücksichtigen, daß das verwendete Lösungsmittel die Eigenschaften der gebildeten Polymerisate oft nachteilig beeinflußt; zudem ist das Verfahren aufwendig, da große Lösungsmittelmengen zurückgewonnen werden müssen.When performing the solution polymerization, it must be taken into account that that the solvent used often affects the properties of the polymers formed adversely affected; In addition, the process is expensive because of the large amount of solvent need to be recovered.
Bei der Emulsionspolymerisation entstehen Produkte mit Emulgatorgchalten, die bei vielen Einsatzzwecken, beispielsweise als Rohstoffe für lacke und Überzugsmittel, erheblich stören. Aufgrund ihres Emulgatorgehaltes zeigen die Produkte i.a. starke Lösungsmittelretention und liefern häufig trübe Lösungen in den üblicherweise verwendeten organischen Lösungsmitteln, wie @li phatischen Estern und Ketonen. Bei der Herstellung C'--) Qerzüge und Lacke ergeben sich daher Inhomogenitäten, stippige Oberflächen und ungleichmäßige Beschichtungen.Emulsion polymerization produces products with emulsifier compounds, which are used for many purposes, for example as raw materials for paints and coating agents, disturb significantly. Due to their emulsifier content, the products generally show strength Solvent retention and often produce cloudy solutions in those commonly used organic solvents such as lipophatic esters and ketones. In the preparation of C '-) coatings and lacquers therefore result in inhomogeneities, speckled surfaces and uneven coatings.
Die L'ntfernung der Emulgatorgehalte ist jedoch aufwendig und schwierig.The removal of the emulsifier contents is complex and difficult, however.
Bei Einsatz von Suspensionspolymerisaten zur Herstellung von Lacken und fiberzügen entfallen die Emulgatorgehrlte und sich daraus erge-ende Probleme; es ergeben sich jedoch mit organischen Lösungsmitteln nur trübe, gelhaltige Lösungen, sodaß eine Nachbehandlung mit Aldehyden, Ketonen oder Sa@erstoffsäuren notwendig ist, um zu löslichen Endprodukten zu gelangen (vgl. DT-PS 929 643 Beispiel 1 und 2, jeweils letzte Zeilen).When using suspension polymers for the production of paints and overlaying, the emulsifier hardening and the problems arising therefrom are eliminated; However, organic solvents only result in cloudy, gel-containing solutions, so that an aftertreatment with aldehydes, ketones or acidic acids is necessary is to get to soluble end products (see. DT-PS 929 643 Example 1 and 2, last lines in each case).
Mit dem in der DT-PS 1 105 177 beschriebenen halbkontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren entstehen zwar Polymerisate, welche ohne Nachbehandlung in organischen Lösungsmitteln gelöst werden können; die Lösungen sind jedoch stippenhaltig und neigen zu Trübungen, wie die Efgebnisse der Vergleichsversuche in der nachfolgenden Tabelle zeigen.With the semi-continuous described in DT-PS 1 105 177 Processes for the production of vinyl chloride-vinyl acetate copolymers do arise Polymers which are dissolved in organic solvents without any aftertreatment can; however, the solutions contain specks and tend to be cloudy, like the The results of the comparative tests are shown in the table below.
Diese Nachteile des Standes der Technik werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwunden.These disadvantages of the prior art are overcome with the invention Procedure overcome.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Copolymerisaten mit bis zu 50 Gewichtsprozent Comonomergehalt durch Polymerisation in wäßriger Suspension, in Gegenwart von Suspensionsstabilisatoren und öllöslichen Katalysatoren, bei welchem man das gesamte oder nahezu gesamte Comonomere und 40 bis 60, Vorzugsweise 45 bis 55 Gewichtsprozent, des einzupolymerisierenden Vinylchlorids vor legt und. bei konstantem Druck das restliche V@nylchlorid kontinuierlich zudosiert, werden als Suspensionsstabilisator 0,1 bis 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf Monomere, eines Copolymeren aus Methyl-#²-oxazolin und Propyl-#²-oxazolin eingesetzt.In the process according to the invention for the preparation of vinyl chloride copolymers with up to 50 percent by weight comonomer content by polymerization in aqueous suspension, in the presence of suspension stabilizers and oil-soluble Catalysts in which all or almost all of the comonomer and 40 to 60, preferably 45 to 55 percent by weight of the vinyl chloride to be polymerized in front of and. the remaining vinyl chloride is continuously metered in at constant pressure, 0.1 to 3.0 percent by weight, based on monomers, are used as suspension stabilizers, a copolymer of methyl- # ²-oxazoline and propyl- # ²-oxazoline used.
Vorzugsweise wird man den Suspensionsstabilisator in Mengen von 0,1 bis 0,5, insbesondere 0,1 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf Monomere, einsetzen.The suspension stabilizer is preferably used in amounts of 0.1 up to 0.5, in particular 0.1 to 0.2 percent by weight, based on monomers, use.
Die als Suspensionsstabilisatoren verwendeten Copolymeren bestehen aus 90 bis 50, vorzugsweise 80 bis 70 Molprozent Methyl-/\ 2-oxazolineinheiten und 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 30 Molprozent Propyl-#²-oxazolineinheiten. Ihr K-Wert beträgt 20 bis 50, bevorzugt 40 bis 45.The copolymers used as suspension stabilizers exist from 90 to 50, preferably 80 to 70 mol percent methyl - / \ 2-oxazoline units and 10 to 50, preferably 20 to 30, mole percent propyl- # ²-oxazoline units. Your K-value is 20 to 50, preferably 40 to 45.
In bevorzugter Ausführungsform wird als Comonomeres Vinylacetat, insbesondere in Mengen von 10 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf insgesamt anwesende Monomere, eingesetzt.In a preferred embodiment, the comonomer is vinyl acetate, in particular in amounts of 10 to 20 percent by weight, based on total monomers present, used.
Die erfindungsgemäß iergestellten Produkte liefern in organischen Lösungsmitteln überraschenderweise klare stippenarme Lösungen, aus welchen homogene stippenarme Filme erhalten werden.The products according to the invention yield in organic Solvents surprisingly clear solutions with few specks, from which homogeneous low-speck films are obtained.
Als Comonomere lassen sich einsetzen: Vinylidenchlorid, Vinylester wie Vinylacetat, Vinylalkyläther wie n-Butylvinyläther, Maleinsäureester wie beispielsweise tAleinsäuredibutylester.The following comonomers can be used: vinylidene chloride, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl alkyl ethers such as n-butyl vinyl ether, maleic acid esters such as, for example dibutyl taleate.
Das Comonomere kann in Mengen bis zu 50 Gewichtsprozent, bezogen auf d@s gesamte Copolymere, einpolymerisiert werden. Für die Her-Stellung von Lackrohstof@en werden bevorzugt 10 bis 20 Gewichtsprosont Comonomeres, insb@sondere Vinylacetat, eingesetzt.The comonomer can be used in amounts up to 50 percent by weight, based on d @ s entire copolymers are polymerized. For the manufacture of paint raw materials 10 to 20 parts by weight of comonomer, in particular vinyl acetate, are preferred, used.
Die Polymerisation wird @@e üblich je rach gewunschtem K-Wert, bei einer Temperatur von 40 bis 80 °C, vorzugsweise 60 bis 70 °C durchgeführt.The polymerization is customary depending on the desired K value a temperature of 40 to 80 ° C, preferably 60 to 70 ° C carried out.
Um Wandangbackungen bei der Polymerisation zu vermeiden, ist darauf zu achten, daß die Reaktionstemperatur unterhalb des Plockungspunktes des Suspensionstabilisators liegt. (Der Flockungspunkt ist diejenige Temperatur, bei der das Suspensionsmittel aus einer 0,5 prozentigen wäßrigen Lösung ausflockt.) Um Produkte mit den für Lackrohstoffe erwünschten γ-Werten von 40 bis 45 herztlstellen, ist bei der vorliegenden Polymerisation eine Temperatur von 70 bis 60 °C einzuhalten, die jedoch durch Anwendung von Reglern auf 65 bis 55 °C gesenkt werden kann.Care should be taken to avoid caking on the wall during polymerization ensure that the reaction temperature is below the flocculation point of the suspension stabilizer lies. (The flocculation point is the temperature at which the suspending agent flocculates from a 0.5 percent aqueous solution.) To products with those for paint raw materials desired γ-values of 40 to 45, is in the present case Polymerization to maintain a temperature of 70 to 60 ° C, however, by application can be lowered by controllers to 65 to 55 ° C.
Als Regler lassen sich die bei der Vinylchlorid-Polymerisation üblichen Verbindungen einsetzen, wie beispielsweise Trichloräthylen, Tetrachlorkohlenstoff und andere nicht polymerisierbare Halogenkohlenwasserstoffe, und zwar in üblichen Mengen von ca.The usual regulators in vinyl chloride polymerization can be used Use compounds such as trichlorethylene, carbon tetrachloride and other non-polymerizable halogenated hydrocarbons, in the usual ways Quantities of approx.
0,05 bis 5,0 mit Vorte ] 3,0 bis 4,0 Gewichtsprozent, bezogen auf Monomere. Das Phasenverhältnis Wasser zu Monomeren kann innerhalb weiter Grenzerl variiert werden und liegt üblicherweise zwischen 1,5 : 1 und 5 : 1, vorteilhafterweise beträgt es 1,5 bis 2,0.0.05 to 5.0 with Vorte] 3.0 to 4.0 percent by weight, based on Monomers. The phase ratio of water to monomers can be varied within wide limits can be varied and is usually between 1.5: 1 and 5: 1, advantageously it is 1.5 to 2.0.
Als Katalysatoren sind die üblichen öllöslichen Redikalkatalystatoren zu verwenden wie Dialkyl- oder Diacylperoxyde oder Azoverbindungen. Beispie@e sind Lauroylperoxyd, Benzoylperoxyd, Di-Alkylperoxydicarbonate, tert.-Butyl-Perpivalat, Acetylcyclohexylsulfonylperoxyd, Azodiisobutyronitril. Gemische von Katalysatoron mit kleinerer und größerer Halbwertszeit des Zerfalls kommen mit Vorteil zum Einsatz.The usual oil-soluble redical catalysts are used as catalysts to be used such as dialkyl or diacyl peroxides or azo compounds. Examples are Lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, di-alkyl peroxydicarbonate, tert-butyl perpivalate, Acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, azodiisobutyronitrile. Mixtures of catalyst with smaller and larger half-lives of the decay are used to advantage.
Da der Flockungspunkt des Suspensionsstabilisators, unabhängig vom K-Wert, mit steigenden Propyl-#²-oxazolinanteilen fällt, lassen sich zur Lackroh@@effherstellung mit gutem Erfolg nur solche Copolymerisate aus Methyl-#²-und Propyl-#²-oxazolinen als Supensionsstabilisatoren verwenden, die bis zu ca. 30 Molprozent Propyl-#²-oxazolinanteile enthalten.Since the flocculation point of the suspension stabilizer, regardless of The K value, which falls with increasing propyl- # ²-oxazoline proportions, can be used to produce varnish only those copolymers of methyl- # ²- and propyl- # ²-oxazolines with good success use as suspension stabilizers that contain up to approx. 30 mole percent propyl- # ²-oxazoline contain.
Für Polymerisationen bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise bei ca. 50 °C, können die betreffenden Suspensionsmittel mit bis zu 50 Molprozent Propyl- ²-oxazolinanteilen mit Vorteil eingesetzt werden.For polymerizations at lower temperatures, for example at approx. 50 ° C, the suspending agent in question can contain up to 50 mol percent Propyl ²-oxazoline fractions are used with advantage.
Man erhält bei solchen Temperaturen zwar Produkte mit K-Werten, wie sie gegenwärtig für Lackrohstoffe nicht erwünscht sind; das Arbeiten in Gegenwart der erfindungsgemäß einzusetzenden Suspensionsmittel bringt jedoch ganz allgemein den überraschenden Vorteil, daß gleich gute Ergebnisse bei Einsatz geringerer Mengen an Suspcnsionsmittel, verglichen mit solchen des Standes der Technik, erhalten werden.Products with K values, such as they are currently not desired for paint raw materials; working in the present however, the suspending agents to be used according to the invention are quite general the surprising advantage that equally good results when using smaller amounts of suspending agents compared to those of the prior art.
Mit Vorteil lassen sich auch Homopolymerisate des Vinylchlorids in Gegenwart der erfindungsgemäß zu verwendenden Suspensionsstabilisatoren, bei sonst üblichen Verfhrensbedingung n der Suspensionspolymerisation, herstellen.Homopolymers of vinyl chloride in Presence of the suspension stabilizers to be used according to the invention, otherwise usual process conditions n of suspension polymerization.
Man erhält die erfindungsgemäß zu verwendenden Suspensionsstabilisatoren in bekannter Weise durch kationische Polymerisation, wie sie z.B. in der DT-PS 1 263 300 beschrieben ist.The suspension stabilizers to be used according to the invention are obtained in a known manner by cationic polymerization, as for example in DT-PS 1 263 300 is described.
Ihre K-Werte liegen (re nach Zusammensetzung) zwischen 20 und 50, vorzugsweise zwischen 40 und 45.Their K values are (according to composition) between 20 and 50, preferably between 40 and 45.
Diese K-Werte entsprechen reduzierten Viskositäten, gemessen in 0,5 %iger m-Kresol-Lösung von 0,2 bis 1,0.These K values correspond to reduced viscosities, measured in 0.5 % m-cresol solution from 0.2 to 1.0.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des erfindeungsgemäßen Verfahrens und des damit erreichten technischen Fortschritts: Beispiele 1 bis 5 Die Polymerisationen wurden mit folgender Rezeptur druchgeführt: Komponente Gewichssteile je 100 Gewichtsteile Monomere Entionisiertes Wasser 180 Gewichtsteile Vinylchlorid 83,0 Vinylacetat 17 Lauroylperoxyd 0,36 Trichloräthyler 3,6 " " Suspensionsmittel 0,15 " " In einen mit Rührer und Heizmantel ausgestatteten 40 1-Polymerisationskessel wurden Wasser, Suspensionsmittel und Katalysator vorgelegt, der Autoklav verschlessen, mehrmals mit Stickstoff gespült und evakuiert. Nach Anstellen des Rührers wurde das gesamte Vinylacetat, die halbe Menge des Vinylchlorids und der Regler zuyeyeben und au die gewünschte Temperatur von 70 erwärmt, Nach Druckabfall wurde bei konstantem Druck von 6 at; innerhalb von ca. 8 Stunden der Rest des Vinylchlorids zudosiert (in 9 gleichen Teilen). Bei 3atü wurde abgekühlt, entspannt und das Reaktionsgefäß geöffnet. Die erhaltene Aufschlämmung wurde von der überstehenden Flüssigkeit abgetrennt (Filt;tation) . Die Perlen wurden mehrmals mit Wasser gewaschen und anschließend bei 50 °C getrocknet. K-Wert: 40 + 0,5 (unabhängig von der Art des Suspensionsmittels) Ausprüfungen der lackeigenschaften 20 g der Copolymeren wurden jeweils in 100 g Essigsäureäthylester gelöst. Unter Rühren bei 30 °C erhielt man während 2 Stunden mehr oder weniger klare Lösungen. Eine Einstufung konnte turbidimetrisch vorgenommen werden. Der Anteil an Gelteilchen in Lösung wurde am Glasrand auf einem cm² abgezählt, die Zahl der Stippen auf einem ausgezogenen Fi]m.The following examples serve to further explain the inventive concept Process and the technical progress achieved with it: Examples 1 to 5 The polymerizations were carried out with the following recipe: Component parts by weight 180 parts by weight of vinyl chloride per 100 parts by weight of monomeric deionized water 83.0 vinyl acetate 17 lauroyl peroxide 0.36 trichloroethyler 3.6 "" suspending agent 0.15 "" In a 40 liter polymerization kettle equipped with a stirrer and heating mantle water, suspending agent and catalyst were submitted, the autoclave was closed, flushed several times with nitrogen and evacuated. After turning on the stirrer was Add all of the vinyl acetate, half the amount of vinyl chloride and the regulator and heated to the desired temperature of 70, after pressure drop was at constant Pressure of 6 at; the remainder of the vinyl chloride is metered in within about 8 hours (in 9 equal parts). At 3atü was cooled, let down and the reaction vessel opened. The resulting slurry was separated from the supernatant liquid (Filtration). The beads were washed several times with water and then washed dried at 50 ° C. K value: 40 + 0.5 (regardless of the type of suspending agent) Exams the paint properties 20 g of the copolymers were each in 100 g of ethyl acetate solved. With stirring at 30.degree. C., more or less clear ones were obtained for 2 hours Solutions. A classification could be carried out turbidimetrically. The amount of gel particles in solution were counted on the edge of the glass to one cm², the number of Specks on an extended film.
Tabelle 1
Tabelle 2
Erfindungsgemäß hergestellte Produkte ergeben klare, stippenarme Lacklösungen, woraus stippenarme, homogene Filme hergestellt werden können. Weiterhin ist zu bedenken, daß erfindungsgemäß geringere Mengen an Suspensionsmittel einzusetzen sind, wenn gleich gute Endprodukte wie gemäß dem Stand der Technik, erhalfen werden rollen,Products manufactured according to the invention result in clear, low-speck lacquer solutions, from which speckless, homogeneous films can be produced. It should also be borne in mind that according to the invention smaller amounts of suspending agent are to be used if equally good end products as according to the state of the art, will roll,
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DE (1) | DE2227887A1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1972
- 1972-06-08 DE DE19722227887 patent/DE2227887A1/en active Pending
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