DE2257182B2 - Verfahren zur Herstellung von Gemischen von Vinylchloridpolymeren und deren Verwendung zur Herstellung von Plastisolen und Organosolen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Gemischen von Vinylchloridpolymeren und deren Verwendung zur Herstellung von Plastisolen und OrganosolenInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft das in den Patentansprüchen gekennzeichnete Verfahren zur Herstellung von Gemischen
von Vinylchloridpolymeren, die zur Bildung von Plastisolen und Organosolen geeignet sind, und die
Verwendung dieser Gemische zur Herstellung von Plastisolen und Organosolen.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Gemische sind durch wesentliche Verbesserungen ihrer physikalischen
und Theologischen Eigenschaften gekennzeichnet. Das Verfahren zu ihrer Herstellung besitzt zahlreiche
Vorteile gegenüber den bisher verwendeten Verfahren zur Herstellung ähnlicher Gemische, beispielsweise
erlaubt es Zeitersparnisse und eine wirksamere Trocknung. b5
Piastisole und Organosole sind allgemein bekannt. Ein Plastisol ist eine Suspension eines feinteiligen Vinylchlorid-
Homo- oder -Copolymeren in einem oder mehreren flüssigen Weichmachern, die das Harz bei Normaltemperatur
nur wenig oder gar nicht lösen, beim Erhitzen jedoch zu einem Lösungsmittel für das Polymer werden.
Organosole sind den Plastisolen ähnlich mit der Abweichung, daß sie ferner etwa 5% eines oder
mehrerer flüchtiger Verdünnungs- oder Dispergiermittel enthalten. Bei erhöhten Temperaturen wird das
Vinylchlorid-Polymer in den Weichmachern vollständig gelöst unter Bildung einer im wesentlichen homogenen,
plastischen Masse, die beim Abkühlen die Form eines flexiblen Feststoffs annimmt In derartigen Formulierungen
liegen gewöhnlich Additive wie Füllstoffe, Stabilisatoren und Farbstoffe vor. Plastisole finden
breite Anwendung in der Kunststoffindustrie, beispielsweise beim Rotationsguß, bei Tauch- und Sprühverfahren,
beim Filmguß und der Filmbeschichtung, während Organosole hauptsächlich bei der Anstrichbeschichtung
sowie gelegentlich bei Sprüh- oder Tauchbeschichtungen zur Verwendung kommen.
Bei der Formulierung von Plastisolen und Organoso-Jen wird häufig ein Dispersions-Polymer mit einem
weiteren Polymer gemischt Dispersions-Polymere sind Vinylchlorid-Homo- und -Copolymere sehr geringer
Teilchengröße von etwa 0,1 bis 3,0 μπι, aufgrund
welcher Eigenschaft sie nach geeigneter Bearbeitung, beispielsweise durch Vermählen, unter einfachem
Rühren mit Weichmachern vermischt werden können. Derartige Dispersionen werden häufig mit Polymeren
verdünnt, die man gewöhnlich durch Suspensionspolymerisation erhält und die eine wesentlich größere
Teilchengröße im Bereich zwischen etwa 5 und 60 μηι
aufweisen. Außer einer Kostenersparnis werden durch den teilweisen Ersatz der Dispersions-Polymere durch
andere Polymere bestimmte Eigenschaften der resultierenden Plastisol- oder Organosolgemische verändert.
Die Herstellung von Plastisolen oder Organosolen mit derartigen Gemischen aus Dispersionspolymer und
anderem Polymer ist für den Praktiker häufig problematisch aufgrund der mechanischen Schwierigkeiten,
die bei der Herstellung eines homogenen Gemischs aus zwei trockenen teilchenförmigen Materialien
mit verschiedener Teilchengröße auftreten. Außerdem müssen das andere Polymer und das
Dispersionspolymer vor dem Vermischen gesonderten Trockenoperatione unterworfen werden. Die Partikel
des Dispersionspolymers agglomerieren gewöhnlich nach dem Sprühtrocknen und vor der Dispersion im
Weichmacher zu Klumpen mit Durchmessern bis zu etwa 100 μπι, so daß ein Vermählen des agglomerierten
Polymers zwecks Erzielung einer geeigneten Teilchengröße erforderlich ist. Da außerdem die letzte
Mischoperation von Dispersionspolymer und anderem Polymer im Weichmacher gewöhnlich vom Verbraucher
des Polmers und nicht vom Hersteller durchgeführt wird, muß der Verbraucher sowohl das andere Polymer
wie das Dispersionspolymer auf Lager halten.
Aus der CH-PS 2 72 263 ist ein zur Verarbeitung nach dem thermoplastischen Prinzip bestimmter Werkstoff
bekannt, der grobkörnige und feinkörnige Kunstsioffpulver unter weitgehendem Ausschluß der dazwischenliegenden
mittleren Korngrößen enthielt, wobei das Kunststoffpulver aus Polyvinylverbindungen bestehen
konnte und die Korngrößen 9 bis 15 μΐη bzw. 0,4 bis
1,5 μπι betragen konnten. Das Kunststoff pulver wurde
durch trockenes Vermischen der gesichteten Korngrößenfraktionen hergestellt und dann mit einem flüssigen
Plastifizierungsmittel gemischt. Es konnten auch die verschiedenen Korngrößenfraktionen des Pulvers nach-
einander zu dem Plastifizierungsmittel gegeben werden.
Aus der CH-PS 3 95 529 ist ein Verfahren zur Herstellung von zu· Pastenbildung geeigneten Mischungen
von pulverföl inigen Homo- oder Mischpolyvinylchloriden
bekannt, bei dem ein durch Ewulsionspolymerisation
von Vinylchlorid in Gegenwart von Alkalimetallverbindungen hergestelltes Polyvinylchloridpulver A
mit einem durch Emulsionspolymerisation von Vinylchlorid in Gegenwart stickstoffhaltiger Verbindungen
hergestellten Polyvinylchloridpulver B vermischt wurde. Auch in diesem Fall erfolgt also ein trockenes
Vermischen der Pulver A und B.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Gemischen
von Vinylchloridpolyrneren mit verbesserten physikalisehen
und Theologischen Eigenschaften, die zur Bildung von Piastisolen und Organosolen geeignet sind,
bereitzustellen, welches verschiedene, bisherigen Verfahren anhaftende mechanische Schwierigkeiten und
Probleme der Handhabung überwindet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man zunächst einen wäßrigen Latex, in dessen
kontinuierlicher wäßrigei Phase ein Vinylchlorid-Dispersionspolymer
A mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μπι dispergiert ist,
derart mit einem trockenen Pulver oder einem 5 bis 25 Gew.-% Feuchtigkeit enthaltenden feuchten Kuchen
eines Vinylchloridpoymers B mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 bis 60 μπι mischt, daß
das erhaltene feuchte Gemisch einen Gesamtpolymer- ^o
feststoffgehalt von 30 bis 75 Gew.-% aufweist, und
sodann dieses feuchte Gemisch sprühtrocknet Der feuchte Kuchen des Vinylchloridpolymers B wird
erhalten, indem man den Wassergehalt einer wäßrigen Vinylchloridpolymer-Dispersion in geeigneter Weise,
beispielsweise durch Zentrifugieren, auf etwa 15 bis 20 Gew.-% senkt
Das erfindungsgemäße Verfahren führt nicht nur zu Gemischen mit hervorragenden physikalischen und
rheologische.i Eigenschaften, sondern besitzt auch zahlreiche Vorteile gegenüber bisherigen Mischverfahren.
Hierzu gehören der schnellere Verfahrensverlauf, die wirksamere Sprühtrocknung aufgrund des höheren
Polymerfeststoffgehalts der Gemische, und das Entfallen der Lagerhaltung an Vinyichloridpolymer B und
Vinylchlorid-Dispersionspolymer A durch den Verbraucher. In zahlreichen Fällen wird auch das Erfordernis
eines Vermahlcns des resultierenden Gemisches vollständig oder weitgehend beseitigt, da die im erfindungsgemäßen
Verfahren gebildeten Agglomerate von Polymerpartikeln nicht so stark aneinander haften wie
im Fall der nach bekannten Verfahren sprühgetrockneten Polymer-Latices.
Die erfindungsgemäß hergestellten Gemische sind durch eine verstärkte Homogenität, verglichen mit
Gemischen aus bekannten Verfahren, gekennzeichnet. Die erfindungsgemäß erhaltenen trockenen Gemische
für Plastisole lassen sich leicht schütten. Nach der Formulierung mit einem Weichmacher weisen die aus
diesen Gemischen erhaltenen Plastisole und Organosole völlig unerwartete Theologische, Dispergier- und Mischeigenschaften
auf, ferner eine erhöhte Beständigkeit gegenüber dem Absetzen großer Polymerpartikel.
Die Vinylchloridpolymeren A und B, die im erfindungsgemäßen Verfahren zur Verwendung gelangen,
bestehen vorzugsweise beide aus Vinylchlorid-homopolymeren.
Gegebenenfalls können auch Mischpolymere aus Vinylchlorid und einer geringeren Menge
eines oder mehrerer Comonom£rer sowohl als Dispersionspolymer A wie als Vinylchloridpolymer B verwendet
werdea Als Comonomere kommen a-Olefine wie
Äthylen, Propylen und Butylen, Vinylester von Carbonsäuren
wie Vinylacetat, Vinylbenzoat oder Vinylstearat,
Vinylidenhalogenide, wie Vinylidenchlorid,die Cj-C20-Ester
der Acrylsäure und Methacrylsäure, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, Äthylacrylat Butylacrylat
2-Äthylhexylacrylat und Laurylacrylat aryl-, halogen-
und nitro-substituierte Benzylester der Acryl- und
Methacrylsäure, wie Benzylacrylat und 2-Chlorbenzylacrylat,
äthylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren, wie Acrylsäure und Methacrylsäure, äthylenisch ungesättigte
Dicarbonsäure, deren Anhydride und Ci-C20-Mono-
und -Dialkylester, z. B. Aconitsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Maleinsäureanhydrid,
Dibutylfumarat und Monoäthylmaleat Amide äthylenisch ungesättigter Carbonsäuren, wie Acrylamid
und Methacrylamid, Nitrile äthylenisch ungesättigter Carbonsäuren, wie Acrylnitril und Methacrylnitril,
Vinylpyrrolidone, wie N-VinyJ-2-pyrrolidon; Ci-C20-Alkyl-vinyl-äther,
wie Methylvinyläther, Äthylvinyläther und Stearylvii/yläther, Diene, wie Isopren und
Butadien, Vinylphosphonate, wie Bis(2-chloräthyl)-vinylphosphonat
und andere mit Vinylchlorid copolymerisierbare Vinylmonomere infrage. Von den vorstehend
aufgeführten Verbindungen wird Vinylacetat als Comonomer zur Herstellung der Vinylchloridpolymeren A
und B, die im erfindungsgemäßen Verfahren zur Verwendung gelangen, bevorzugt
Die Herstellung der Vinylchlorid-Dispersionspolymeren A kann durch Emulsionspolymerisation in an sich
bekannter Weise erfolgen. Dabei wird gewöhnlich das Vinylchlorid, gegebenenfalls zusammen mit Comonomeren,
in einem wäßrigen Medium disperbiert welches etwa 0,01 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf die Monomeren,
eines oder mehrerer anionischer, nicht-ionischer, oder kationischer Emulgatoren, z. B. Alkylcarbonsäuresalze,
Alkylsulfatsalze, Alkylsulfonatsalze, Alkylphosphatsalze, Alkylsulfosuccinatsalze, Alkylarylätheralkohole oder
Alkylarylpolyäthersulfatsalze enthält Die resultierende wäßrige Monomeremulsion wird dann etwa 4 bis 24
Stunden in Gegenwart von etwa 0,01 bis 5 Gew.-°/o, bezogen auf das Monomergemisch, eines wasserlöslichen,
freie Radikale initiierenden Katalysators, z. B. Ammonium-, Natrium- oder Kaliumpersulfat Wasserstoffperoxid
oder eines Redox-Systems aus einem Gemisch eines Persulfats mit einem Alkalimetallbisulfat,
-thiosulfat oder -hydrosulfit auf eine Temperatur zwischen etwa 25 und 100° C erwärmt.
Zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren sollten die resultierenden wäßrigen Latices etwa 20 bis
65 Gew.-% Polymerfeststoffe aufweisen, die teilchenförmig in einer kontinuierlichen wäßrigen Phase
dispergiert sind. Die Polymerteilchen sollen eine durchschnittliche Teilchengröße zwischen etwa 0,1 bis
3,0 μητ, vorzugsweise von etwa 1,0 μπι aufweisen. Das
Molekulargewicht dieser Dispersionspolymeren A wird zweickmäßig als relative Viskosität angegeben, d. h. das
Verhältnis zwischen kinematischer Viskosität einer bestimmten Polymerlösung zur kinematischen Viskosität
des reinen Lösungsmittels. Die Dispersionspolymeren sollten relative Viskositäten von 1,5 bis 3,5,
vorzugsweise von 2,75 bei 25°C in l,Ogew.-°/oiger
1 ösung des Polymeren in Cyclohexanon aufweisen.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Vinylchloridpolymeren B werden durch Suspensionspolymerisation
in an sich bekannter Weise hergestellt. Bei
derartigen Verfahren werden Vinylchlorid oder Gemische aus Vinylchlorid mit einem oder mehreren
Comonomeren in einem wäßrigen Medium dispergiert, welches etwa 0,01 bis 10%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Monomerengemisches, eines Suspendiermittels, wie Gelatine, Stärke, Hydroxymethylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Talk, Ton oder Polyvinylalkohol, enthält. Als Polymerisationskatalysator verwendet man etwa 0,01 bis 5%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Monomergemisches, eines im Monomer löslichen Azo- oder Peroxidkatalysators, wie
Azo-bis-isobutyronitril, Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, Isopropylperoxydicarbonat oder t-Butylperoxypivalat.
Die Polymerisation wird gewöhnlich eingeleitet, indem man das System etwa 2 bis 24 Stunden unter
Rühren auf eine Temperatur zwischen etwa 40 und 100° C erwärmt Das resultierende Produkt besteht aus
einer wäßrigen Suspension des Vinylchloridpolymeren in Form von Einzelteilchen, wobei die Suspension einen
Polymerfeststoffgehalt zwischen etwa 25 und 50 Gew.-°/o aufweisen sollte. Die Teilchen sind in der
kontinuierlichen wäßrigen Phase dispergiert Zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren sollen
die Polymerteilchen B durchschnittliche Teilchengrößen von 5 bis 60μπι, vorzugsweise von 15 bis 60μηι und
insbesondere von etwa 20 μπι aufweisen. Die Vinylchloridpolymeren B sollen eine relative Viskosität von 1,5
bis 3,5, vorzugsweise von 2,0 bis 2,75, bei 25° C in 1 %iger
Lösung des Polymeren in Cyclohexanon besitzen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß das Vinylchloridpolymer B in einen feuchten
Kuchen oder ein trockenes Pulver überführt werden. Zur Herstellung eines feuchten Kuchens wird der
Wassergehalt der wäßrigen Suspension des Polymeren zunächst auf 5 bis 25 Gew.-% und vorzugsweise auf
etwa 12 Gew.-% gesenkt Die Verringerung des Wassergehaltes ist mit einer Zunahme des Feststoffgehaltes in der Suspension auf 75 bis 95 Gew.-% und
vorzugsweise etwa 88 Gew.-% verbunden. Die Entfernung von Wasser kann durch Maßnahmen wie
Filtration, Dekantieren oder Zentrifugieren erfolgen. Beste Ergebnisse erzielt man bei Verwendung einer
kontinuierlich beschickten Trommelzentrifuge. Jedenfalls liegen die Teilchen des Vinylchloridpolymeren B
nach der Verminderung des Wassergehaltes der wäßrigen Suspension in Form eines feuchten Kuchens
vor. Dieser wird dann in einen geeigneten Mischbehälter überführt in welchem er mit dem wäßrigen Latex
des Dispersionspolymers A vereinigt '*ird. Soll das
Vinylchloridpoylmer B zur Vereinigung mit dem Dispersionspolymer-Latex als Trockenpulver vorliegen,
so stehen zur Herstellung solcher Pulver zwei verschiedene Verfahren zur Verfügung. Man kann die
wäßrige Suspension des Vinylchloridpolymers B direkt
in einer einstufigen Trockenoperation unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise eines
Sprühtrockners, in ein Pulver überführen. Derartige einstufige Trockenverfahren sind jedoch wesentlich
teurer und daher weniger günstig als zweistufige Trockenverfahren. Die erste Stufe eines zweistufigen
Trockenverfahrens besteht darin, daß man die Suspension des Vinylchloridpolymeren B auf vorstehend
beschriebene Weise, insbesondere unter Verwendung einer kontinuierlich zu beschickenden Trommelzentrifuge, in einen feuchten Kuchen überführt Dieer kann 5-bis 25 Gew.-% Feuchtigkeit enthalten. Er wird sodann
unter Verwendung geeigneter Vorrichtungen, beispielsweise eines Rotationstrockners, in das feuchtigkeitsfreie
trockene Pulver überführt.
Der Wassergehalt der Suspension wird somit entweder auf bis zu 0°/o oder auf einen Bereich zwischen
5 und 25 Gew.-°/o gesenkt Auf diese Weise wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein
sehr erwünschtes Ausmaß an Flexiblität ermöglicht
Das resultierende Gemisch sollte einen Gesamtfeststoffgehalt d. h. Gehalt an Feststoffen von Polymer A
plus Polymer B zwischen etwa 30 und 75 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 60 Gew.-°/o aufweisen. Im
Gesamtfeststoffgehalt sollte das Vinylchloridpolymer B in einer Menge von etwa 1 bis 70Gew.-%, vorzugsweise
etwa 40 Gew.-°/o, vorhanden sein, während das Dispersionspolymer A etwa 30 bis 99 und vorzugsweise
etwa 60 Gew.-% ausmacht Selbstverständlich werden die genauen Mengen eines jeweiligen Gemisches
sowohl hinsichtlich Gesamtfeststoffgehalt wie auch hinsichtlich des Mengenverhältnisses zwischen Vinylchloridpolymer B und Dispersionspolymer A weitgehend durch die spätere Verwendung diktiert
Nach dem Vermischen wird das resultierende Produkt vollständig sprühgetrocknet, ehe es mit
Weichmacher und anderen Additiven formuliert wird. Ein Sprühtrockner weist bekanntlich eine Vernebelungsvorrichtung auf, welche die flüssige Beschickung in
Tröpfchen mit Durchmessern zwischen etwa 10 und 600 μπι dispergiert, je nach der Art des Verneblers bzw.
der Düse, und den sonstigen Betriebsbedingungen. Heiße Gase, die auf verschiedene Weise zugeführt
werden können, gelangen mit dem Sprühnebel in Berührung und vertreiben die Feuchtigkeit aus den
einzelnen Tröpfchen. Das Gemisch aus heißen Gasen und trockenen Teilchen wird dann zerlegt, wobei man
das gewünschte Produkt in feinteiliger Form erhält
Nach der Sprühtrocknung liegt das Gemisch aus Dispersionspolymer A und Vinylchloridpolymer B in
Form trockener Teilchen vor, in denen das Mengenverhältnis zwischen Dispersionspolymer A und Vinylchloridpolymer B selbstverständlich gleich ist wie im
wasserhaltigen Gemisch der vorangehenden Stufe. Für die meisten Verwendungen werden Teilchen mit
Größen zwischen etwa 0,1 und 80 um bevorzugt wobei optimale Ergebnisse bei Teilchengrößen von etwa
50 μπι resultieren. Zur Erzielung des genannten
Teilchengrößenbereichs ist gelegentlich eine Bearbeitung in einer Vorrichtung erforderlich, die die
Teilchengröße verkleinert ohne Wärmeentwicklung, die im allgemeinen in einer Mahl- oder Zerkleinerungsvorrichtung auftritt Man arbeitet daher zweckmäßig mit
Vorrichtungen, die mit mechanischer Energie oder Luftdruck die Teilchen gegen eine stationäre Oberfläche schleudern. Zu derartigen Vorrichtungen gehören
die sogenannten Micro-Feinstaubmühlen-Überraschend zeigen die beim erfindungsgemäßen
Verfahren entstehenden Trockengemische unerwartete morphologische Eigenschaften, von denen man annimmt, daß sie direkt für die günstigen Gebrauchseigenschaften verantwortlich sind. Die morphologischen
Eigenschaften sind aus den Figuren ersichtlich. F i g. 1
zeigt das im Elektronenmikroskop erhaltene BOd einer in Epoxyharz eingebetteten Probe eines erfindungsgemäßen Gemisches in 8000facher Vergrößerung. In
dieser Photomikrographie stellen die zahlreichen kleinen Partikel das Dispersionspolymer A dar,
während das große Teilchen in der rechten Bildhälfte, welches von Dispersionspolymerteilchen A umgeben
ist, ein Vinylchloridpolymerteilchen B ist. F i g. 2 zeigt
das im Elektronenmikroskop erhaltene Bild eines Kohleabdruckes einer Probe eines erfindungsgemäßen
Gemisches in 8000facher Vergrößerung. In dieser Photomikrographie ist das Gebilde im mittleren Teil 5
links des Kohleabdruckes ein Vinylchloridpolymer-Partikel
B, welches praktisch über die gesamte Oberfläche von einer Vielzahl von Dispersionspolymer-Partikeln
umgeben ist.
Fig. 3 zeigt in 80O0f acher Vergrößerung das im ι ο
Elektronenmikroskop erhaltene Bild eines in ein Epoxyharz eingebetteten Gemisches, welches erhalten
wurde durch bekanntes Vermischen von Proben aus Vinylchloridpolymerteilchen B und Dispersionspolymerteilchen
A, die zum Zeitpunkt des Vermischens beide vollständig trocken waren. Disnersionspolynier A
und Vinylchloridpolymer B von F i g. 3 und 4 waren identisch mit den in F i g. 1 und 2 verwendeten
Polymeren. F i g. 4 zeigt das im Elektronemikroskop erhaltene Bild eines Kohleabdruckes einer Fig.3
entsprechenden Probe in 8000facher Vergrößerung. Diese Probe wurde ebenfalls durch ein Mischverfahren
gemäß Stand der Technik hergestellt.
Die in Epoxyharz eingebetteten Proben gemäß F i g. 1 und 3 wurden erhalten durch sandwich-artige
Anordnung der jeweiligen Polymergemische zwischen den Oberflächen von 2 Platten aus einem Epoxyharz-GeI.
Anschließend ließ man das Gel härten, dann wurde ein Mikrotom-Schnitt senkrecht durch das verfestigte
Gel geführt Der resultierende Schnitt wird sodann durch das Elektronenmikroskop betrachtet und photographiert
Die Kohleabdrucke der Fig.2 und 4 wurden hergestellt, indem man feinteilige Kohle auf den
Oberflächen der jeweiligen Polymergemische ablagerte und dann die Polymerpartikel mit einem organischen
Lösungsmittel herauslöste, wobei ein Kohlegehäuse bzw. -abdruck der früheren Polymerteilchen entstand.
Diese Gebilde wurden dann durch das Elektronenmikroskop betrachtet und photographiert.
Wie aus den F i g. 1 und 2 klar ersichtlich ist, stellen
die trockenen Gemische aus Dispersionspolymer A und Vinylchloridpolymer B, die im erfindungsgemäßen
Verfahren resultieren, neuartige Produkte dar, die aus Gemischen von Teilchen von Dispersionspolymer A
und Vinylchloridpolymer B in Form vieler chrakteristischer Strukturen bestehen.
Bei diesen chrakteristischen Strukturen sieht man beispielsweise gemäß Fig. 1, daß eine Vielzahl von
Dispersionspolymerpartikeln A in Kontakt mit einem zentral angeordneten Vinylchloridpolymerpartikel B
steht und dessen Oberfläche praktisch vollständig umgibt Neben den Strukturen mit einem zentral
angeordneten Vinylchloridpolymerpartikel B, das mit einer Vielzahl von Dispersionspolymerpartikeln A in
Kontakt steht, können gelegentlich auch Anhäufungen oder Agglomerate von 2 bis maximal 5 dieser
Vinylchloridpolymerpartikel B auftreten. Vorliegen oder Abwesenheit solcher Agglomerate aus Vinylchloridpolymerpartikeln
B in den erfindungsgemäß erhältli- bo chen Gemischen und die jeweilige Anzahl der
Vinylchloridpolyrnerpartikel B in solchen Agglomeraten
hängt weitgehend von den Bedingungen ab, unter denen das feuchte Gemisch, welches im Mischverfahren
entsteht getrocknet wird. Es sei jedoch betont daß in den meisten Fällen lediglich ein zentral angeordnetes
Vinylchloridpolymerpartikel B vorliegt
Diese neuartigen Anordnungen, die man in den eriindungsgemäß erhältlichen Gemischen vorfindet,
werden vermutlich durch Kapillarwirkung, d. h. durch Oberflächenspannung, gebildet. Jedenfalls sind diese
Anordnungen in den erfindungsgemäß erhältlichen Gemischen morphologisch völlig verschieden von
Gemischen aus Vinylchloridpolymer- und Dispersionspolymerpartikeln, die gemäß Stand der Technik
hergestellt wurden. Dies ersieht man aus den F i g. 3 und 4, die zeigen, daß die Dispersionspolymerpartikel A in
Form von Agglomeraten vorliegen, die nur geringen oder keinen Kontakt mit der Oberfläche der Vinylchloridpolymerpartikel
B haben.
Als Ergebnis dieser neuartigen Anordnung in den erfindungsgemäß erhältlichen Gemischen sind deren
Eigenschaften wesentlich verbessert, verglichen mit Gemischen, die erhalten werden, wenn man vollständig
getrocknetes Vinylchloridpolymer B und Dispersionspolymer A vermischt. Wie aus den folgenden Beispielen
ersichtlich, ergeben die neuen Gemische Piastisole mit verbesserten Absetzeigenschaften, verbesserten Dispergier-,
Netz- und Mischeigenschaften, verbesserten Theologischen Eigenschaften, d. h. überraschend hohen
pseudoplastischen Eigenschaften, verbesserter Luftfreigabe und verbesserten Lagerungseigenschaften. Die
erfindungsgemäß erhältlichen Gemische lassen sich ferner besser handhaben.
Zur Herstellung von Plastisolen aus den erfindungsgemäß erhältlichen trockenen Gemischen muß man
diese lediglich mit etwa 5 bis 200%, bezogen auf das Gewicht der Polymergemischfeststoffe, eines oder
mehrerer flüssiger Weichmacher in an sich bekannter Weise vermischen. Dabei wird gewöhnlich der Weichmacher
dem trockenen Polymergemisch zugesetzt worauf entsprechend vermischt wird. Geeignete flüssige
Weichmacher sind beispielsweise:
Dimethylphthalat,
Diäthylphthalat
Dimethoxy-äthylphthalat,
Dibutylphthalat,
Butylcyclohexylphthalat
Butylbenzylphthalat
Dibutoxyäthylphthalat,
Di-2-äthylbutylphthalat
Bis(diäthylenglycol-monoäthyläther)-phthalat
Di-n-Hexylphthalat
Di-2-äthylhexylphthalat
Diisooctylphthalat
Di-2-äthylhexylhexahydrophthalat,
Tri-n-butylphosphat
Tributoxyäthylphosphat
Cresyldiphenylphosphat
2-Äthylhexyldiphenylphosphat
Tricresylphosphat
Di-n-hexyladipat
Di-butyl-2-äthoxyäthyladipat
Di-2-äthylhexyladipat
Diiso-octyladipat,
Octyl-decyladipat
Butylphthalylbutylglycolat
Äthylphthalyläthylglycolat
Di-n-butylsebacat
Di-2-äthylhexylsebacat,
Di-2-äthyihexylazelat
Methoxy-äthyl-acetyl-ricinoleat
Polyglycol-di-2-äthylhexanoat
Polyester zweibasischer Säuren und Diole,
chloriertes Paraffin,
epoxydiertes Sojaöl,
Tetra-n-butyl-thio-disuccinat,
Bis(dimethylbenzyl)äther und
Dipropylenglycol-dibenzoat.
Bis(dimethylbenzyl)äther und
Dipropylenglycol-dibenzoat.
Derartige Piastisole können gegebenenfalls auch weitere Additive enthalten, beispielsweise Schmiermittel
und Formablösemittel wie Stearinsäure oder deren Metallsalze, Erdölwachse. Mineralöle oder Polyäthylenwachse,
die Viskosität herabsetzende nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, wie Polyäthylenglycol-monolaurat,
Hitzestabilisatoren, wie Barium-, Cadmium-, Calcium- und Zinkseifen oder -phenolate, basische
Bleiverbindungen, Organozinnverbindungen, wie Dialkylzinnmercaptide
und Dialkylzinnmalerate, Thiolaureinsäureanhydrid und n-Butylzinnsäure, epoxidierte
öle, Alkyldiphenylphosphite und Triarylphosphite, Lichtstabilisatoren, wie die Phenylsalicylate, Benzophenone
und Benzotriazole, ferner Pigmente, Farbstoffe und Trübungsmittel. Flüchtige Verdünnungs- oder
Dispergiermittel, die bei der Herstellung von Organosolen eingesetzt werden können, sind z. B. Methanol,
Propanol, Butanol, Pentanol, Octanol, Isoparaffine und verschiedene im Handel erhältliche Gemische. Weitere
Weichmacher, Schmiermittel, Stabilisatoren und sonstige funktioneile Additive für Plastisole und Organosole
sind der Monographie »Polyvinyl Chloride« von H. A. Sarvetnick, Herausg. Van Nostrand Reinhold Co., New
York, N. Y„ (1969) zu entnehmen.
Plastisole und Organosole, welche unter Verwendung der erfindungsgemäß erhältlichen Gemische aus Dispersionspolymer
A und Vinylchloridpolymer B erhalten jo werden, sind für sämtliche bekannten Anwendungsfälle
von Piastisolen und Organosolen brauchbar. Außerdem eignen sie sich insbesondere für verschiedene Spezialzwecke,
beispielsweise zur Herstellung von mit chemischen Treibmitteln verschäumten Polymeren zur
Herstellung von Vinyl-Fußbodenbelag oder Polsterwaren,
wobei man als chemische Treibmittel bei der Herstellung von Vinyl-Fußbodenbelägen beispielsweise
aliphatische oder halogenierte Kohlenwasserstoffe, niedrigsiedende Alkohole, Äther, Ketone und aromatisehe
Kohlenwasserstoffe, Ammonium- oder Natriumbicarbonat und insbesondere Azoverbindungen, beispielsweise
Azodicarbonamid, einsetzt Mechanisch verschäumte Schaumstoffe werden in der Teppichindustrie
verwendet, ferner als Beschichtungen, ζ. Β. zum
Beschichten von Geweben oder Metallblechen, als Gießharze im Rotationsguß, als Dichtungsmassen zum
Auskleiden von Verschlüssen, z. B. von Verschlüssen für
Getränkeflaschen.
In den folgenden Beispielen beziehen sich sämtliche Teile auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben.
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Gemisches aus Disperionspolymer A und Vinylchloridpolymer
B nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, sowie die Verwendung des resultierenden Gemisches
zur Herstellung eines Plastisols. Das Beispiel demonstriert auch die überlegenen Eigenschaften des so
erhaltenen Plastisols, verglichen mit einem Plastisol, ω
welches mit einem konventionell hergestellten Gemisch aus gleichem Dispersionspolymer A und Vinylchloridpolymer
B erhalten wurde.
TeilA -,
Als Dispersionspolymer A wird ein wäßriger Polyvinylchlorid-Latex mit einem Gesamtfeststoffgehalt
von etwa 40 Gew.-% verwendet Die Polymerteilchen weisen einen mittleren Durchmesser von etwa
1,0 μίτι und eine relative Viskosität in l,0gew.-%iger
Lösung des Polymeren in Cyclohexanon bei 25° C von etwa 2,45 auf.
Als Vinylchloridpolymer B wird eine wäßrige Polyvinylchloridsuspension mit einem Gesamtfeststoffgehalt
von etwa 35 Gew.-°/o verwendet. Die Polymerteilchen besitzen einen mittleren Durchmesser von etwa
30 μπι, die relative Viskosität beträgt bei 25° C in 1,0 gew.-%iger Lösung des Polymeren in Cyclohexanon
etwa 2,05. Vor dem Mischvorgang wird die wäßrige Suspension des Vinylchloridpolymer B zunächst in ein
trockenes Pulver überführt, indem man sie in einer Zentrifuge zu einem feuchten Kuchen mit etwa 19%
Wassergehalt abschleudert, der anschließend in einem Rotationstrockner getrocknet wird.
Beim Mischvorgang werden 150 Teile des Dispersionspolymer-Latex
A mit 40 Teilen des getrockeneten Vinylchloridpolymers B vermischt, worauf man das
resultierende Gemisch, welches einen Gesamtfeststoffgehalt von 52,5 Gew.-% aufweist, der zu 60% aus
Dispersionspolymerfeststoffen A und zu 40% aus Vinylchloridpolymerfeststoffen B besteht, in einem
herkömmlichen Sprühtrockner bei solcher Temperatur, daß die Temperatur der den Trockner verlassenden Luft
etwa 49°C beträgt, sprühtrocknet Das getrocknete Gemisch enthält ebenfalls 60% Dispersionspolymerfeststoffe
A und 40% Vinylchloridpolymerfeststoffe B. Dann wird ein Plastisol hergestellt indem man 100 Teile
des sprühgetrockneten Gemisches mit 60 Teilen Dioctylphthalat in einem mechanischen Mischer mit
variierbarer Geschwindigkeit vermischt.
Teil B
Der in Teil A erwähnte Dispersionspolymerlatex A sowie die Vinylchloridpolymersuspension B werden
gemäß Stand der Technik zur Herstellung eines Plastisols eingesetzt Dabei wird zunächst der Dispersonspolymer-Latex
in einem herkömmlichen Sprühtrockner bei solcher Temperatur, daß die Temperatur der den Trockner verlassenden Luft etwa 69°C beträgt,
sprühgetrocknet, wobei sich zahlreiche Agglomerate bilden, deren Teilchengröße bis zu 100 μπι betragen
kann. Das sprühgetrocknete Pulver wird dann in einem Mikro-Zerkleinerer behandelt der die Größe der
Agglomerate auf weniger als etwa 40 μπι senkt Das Vinylchloridpolymer B wird erhalten, indem man unter
Verwendung einer Zentrifuge zunächst den Wassergehalt auf etwa 12 Gew.-% senkt Der resultierende
feuchte Polymerkuchen wird dann in einem Rotationstrockner vollständig getrocknet
Zur Herstellung des Plastisols werden 60 Teile des getrockneten Dispersionspolymers mit 60 Teilen Dioctylphthalat
und 40 Teilen des getrockneten Vinylchloridpolymers vermischt
TeilC
1) Die gemäß Teil A und Teil B erhaltenen Plastisole werden folgenden Bewertungstests unterworfen:
Die Theologischen Eigenschaften unter niedrigen Scherkräften werden in einem Brookfield-Viskometer
(Modell RVF, Spindel Nr. 6) ermittelt Ein gutes Produkt zeigt abnehmende Viskosität mit zunehmenden Schergeschwindigkeiten.
Folgende Werte wurden ermittelt:
Brookfield-Viskosität (Pas)
12
U. p. St j. Plastisol gemäß A
2 SUl. 24 Std.
7 Tage Plastisol gemäß 3
2 Std. 24 SId.
7 Tage
2 | 7,0 | 7,5 | 6,5 | 4,0 |
4 | 5,0 | 5,75 | 5,5 | 3,75 |
10 | 4,3 | 4,4 | 4,3 | 3,4 |
20 | 3,65 | 3,75 | 3,8 | 3,25 |
4,5
4,25
4,0
3,85
4,25
4,0
3,85
5,0
5.0
4,8
5.0
4,8
4,75
2) Die Theologischen Eigenschaften bei hohen Scherkräften werden anhand der Severs-Viskositäten
festgestellt. Hierbei wird der Durchfluß des Plastisols durch eine standardisierte Röhre von 5 cm Länge und
0,3 crn Durchmesser bei verschiedenen Drucken gernessen.
Ein gutes Plastisol zeigt abnehmende Viskosität mit zunehmenden Schergeschwindigkeiten. Folgende Werte
wurden ermittelt:
Severs-Viskosität (Pas)
Druck Plastisol gemäß A
(bar) 2 Std. 24 Std.
(bar) 2 Std. 24 Std.
Plastisol gemäß B
2 Std. 24 Std.
2 Std. 24 Std.
1,4 | 3,2 | 3,4 | 3,9 | 4,7 |
4,1 | 2,8 | 2,9 | 3,6 | 4,0 |
6,9 | 2,4 | 2,5 | 3,0 | 3,7 |
20
25
Die obigen Werte zeigen klar die verbesserten Viskositätseigenschaften bei niederen und hohen
Schergeschwindigkeiten für das aus einem erfindungsgemäß erhaltenen Polymergemisch hergestellte Plastisol
gemäß Teil A.
3) Die Luftfreisetzung der Plastisole wird nach zwei verschiedenen Methoden ermittelt Die Luftfreisetzung
bezieht sich auf die Geschwindigkeit, mit welcher eine Luftblase aus einem Plastisol oder Organosol austritt.
Rasche Luftfreisetzung ist erwünscht, da der Einschluß von Luftblasen in Filmen, Oberzügen und anderen aus
den Piastisolen und Organosolen hergestellten Produkten deren Qualität und Aussehen vermindert.
a) Bei dieser Methode arbeitet man mit einem geschlossenen Gefäß, welches eine vorgegebene
Volumenmenge des Piastisols enthält, und es wird die prozentuale Volumenzunahme des Plastisols so
ermittelt Eine minimale Volumenzunahme unter den Testbedingungen zeigt ein gutes Plzstisol an,
folgende Ergebnisse wurden ermittelt:
Plastisol gemäß A
Plastisol gemäß B
Plastisol gemäß B
% Volumenzunahme
der Probe
der Probe
200
300
300
b) In diesem als Huff-Ringmethode bekannten Test arbeitet man mit einem Rohr mit einer Länge von
2,5 cm und einem Innendurchmesser von 5 cm, in dessen Umfang Löcher mit zwischen 9,4 und
0,8 mm variierendem Durchmesser gebohrt sind. Das Rohr wird dann in eine Probe des Plastisols
eingetaucht bis es gefüllt ist aus der Probe entnommen, dann wird die Zeit festgestellt,
innerhalb welcher der sich über das Loch von 2,25 mm Durchmesser erstreckende Film reißt.
Auch in diesem Test ist bei einem guten Plastisol die Versuchszeit kurz. Folgende Ergebnisse wurden
ermittelt:
Plastisol gemäß A
Plastisol gemäß B
Plastisol gemäß B
Zeit bis zum
Reißen des Films
Reißen des Films
5,8 Sekunden
12.4 Sekunden
12.4 Sekunden
Die Werte der beiden vorstehenden Versuche zeigen, daß die mit erfindungsgemäß erhaltenen Polymergemischen
hergestellten Plastisole verbesserte Luftfreisetzung ergeben.
4) Die Absetzeigenschaften der Piastisoie werden ermittelt indem man Proben in Glaskolben stehen läßt
und den Gefäßboden visuell auf Polymerpartikel und Agglomerat untersucht Diese Beobachtungen werden
nach 1, 7 und 28 Tagen angestellt Ein sich wenig oder gar nicht absetzendes Plastisol ist selbstverständlich
erwünschter als ein Plastisol, bei dem stärkeres Absetzen stattfindet Folgende Vergleichswerte wurden
erhalten:
Beobachteter Absetzgrad
nach 1 Tag nach 7 Tagen
nach 2S Tacen
Plastisol gemäß A
Plastisol gemäß B
Plastisol gemäß B
0
wenig
wenig
0
wenig
wenig
0
etwas
etwas
Die obigen Daten demonstrieren somit die verbesserten Absetzeigenschaften von erfindungsgemäß erhaltene
Polymergemisch enthaltenden Piastisolen.
Dieses Beispiel illustriert die Herstellung eines weiteren Polymergemisches und dessen Verwendung
zur Herstellung eines Plastisols. Ferner werden die
65 überlegenen Eigenschaften des daraus hergestellten Plastisols nach Überführung in einen mit einem
chemischen Treibmittel verschäumten Schaumstoff demontriert, wobei mit einem ebenfalls mit einem
chemischen Treibmittel verschäumten Plastisol aus einem herkömmlich hergestellten Gemisch aus dem
gleichen Dispersionspolymer A und Vmylchioridpolymer
B verglichen wird.
Teil A
Als Dispersionspolymer A wurde ein wäßriger Polyvinylchlorid-Latex mit einem Gesamtpolymerfeststoffgehalt
von etwa 41 Gew.-% verwendet Die Polymerpartikel wiesen einen mittleren Durchmesser
von etwa 0,8 μπι auf, die relative Viskosität betrug bei
25°C in l,Ogew.-%iger Lösung des Polymeren in Cyclohexanon 2,10.
Als Vinylchioridpolymer B wurde eine wäßrige Polyvinylchloridsuspension mit einem Gesamtpolymerfeststoffgehalt
von 30 Gew.-% verwendet. Die Polymerpartikel zeigten einen mittleren Durchmesser von
30 μπι und eine relative Viskosität bei 250C in l,0%iger
Lösung des Polymeren in Cyclohexanon von 2,19. Vor dem Vermischen wurde die wäßrige Suspension durch
Filtration in einem Laborfilter in einen feuchten Kuchen mit etwa 19Gew.-°/o Wassergehalt überführt
Beim Mischverfahren wurden 62 Teile des Dispersionspolymer-Latex A mit 38 Teilen des feuchten
Vinylchioridpolymer-Kuchens B vermischt, dann wurde das resultierende Gemisch mit einem Gesamtpolymerfeststoffgehalt
von 50,4 Gew.-% (60% Dispersionspolymerfeststoffe A und 40% Vinylchloridpolymerfeststoffe
B) sprühgetrocknet Auch das sprühgetrocknete Gemisch enthielt 60% Dispersionspolymerfeststoffe A
und 40% Vinylchloridpolymerfeststoffe B. Sodann wurde durch Vermischen von 100 Teilen des sprühgetrockneten
Gemisches mit 40 Teilen Dipropylenglycoldibenzoat 2 Teilen Titandioxid, 2 Teilen Azodicarbonamid,
15 Teilen eines Epoxid-Weichmachers auf der Grundlage epoxidierter öle und 2 Teilen Zinkoctoat-Stabilisator
ein verschäumbares Plastisol hergestellt Entnimmt man eine Probe dieses Gemisches und läßt sie
sehen, so wird nach 24 Stunden kein Absetzen von teilchenförmigen Bestandteilen beobachtet.
Die resultierende Formulierung wird sodann auf ein siliconbehandeltes Papier gegossen, wobei man einen
feuchten Film mit einer Dicke von 508 μπι erhält Dieser
wird 3 Minuten bei 1210C im Ofen gehärtet. Dann wird die Dicke des gehärteten Films bestimmt, anschließend
wird dieser in Quadrate von 5 cm Seitenlänge geschnitten, diese werden durch Erhitzen während 5
Minuten in einem Ofen von 1880C zu Schaumstoffstükken getrieben. Die Dicke der Schaumstoffstücke wird
dann gemessen, die Zellenstruktur wird hinsichtlich Größe und Gleichmäßigkeit der einzelnen Zellen
untersucht. Dann wird das Teibverhältnis, d. h. das Verhältnis von Schaumstoffdicke zu Geiddicke, berechnet.
Eine Plastisolformulierung mit hohem Treibverhältnis ist erstrebenswert, da sie die Verwendung von
geringeren Mengen des teuren Treibmittels erlaub: als ein Plastisol mit niederem Treibverhältnis und da damit
eine feine, gleichmäßige Zellstruktur entsteht.
Teil B
Zur Herstellung eines Plastisols der gleichen Zusammensetzung wie das Plastisol A verwendet man ein
handelsübliches Schaumstoff-Dispersionspolymer A und Vinylchioridpolymer B. Beide Polymere werden ω
gemäß Stand der Technik hergestellt und gemischt. Beim Stehen setzt sich das resultierende Plastisol nach
24 Stunden stark ab.
daß die Verwendung eines nicht-verrnahlenen Dispersionspolymers
A im Mischverfahren vorliegender Erfindung, d.h. im Teil A, schlechtere Ergebnisse
hinsichtlich Schaumstruktur und Grobheit der Zellen, liefern würde.
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines weiteren Gemisches aus Dispersionspolymer A und
Vinylchioridpolymer B.
Dispersionspolymer-Latex A und Vinylchloridpolymersuspension
B gemäß Teil A von Beispiel 2 werden in verschiedenen Mischungsverhältnissen nach der
Vorschrift von Beispiel 2, Teil A wie folgt gemischt:
% Dispersionspolymerfeststofle A
% Vinylchloridpolymerfeststofle B
40
45
50
45
50
Aus den Gemischen werden gemäß Beispiel 2, Teil A, geschäumte Plastisole hergestellt In jedem Fall erhält
man Schäumst«, .'fe mit ausgezeichneten Eigenschaften
gemäß den in Beispiel 2, Teil C für die Schaumstoffe aus erfindungsgemäß erhaltenen Gemischen gemachten
Angaben.
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines weiteren Gemisches aus Dispersionspolymer A und
Vinylchioridpolymer B.
Als Dispersionspolymer A verwendet man den in Beispiel 1, Teil A verwendeten Latex. Das Vinylchioridpolymer
B ist eine wäßrige Polyvinylchloridsuspension mit einem Gesamtpolymerfeststoffgehalt von etwa 30
Gew.-%. Die Polymerpartikel weisen einen mittleren Durchmesser von etwa 35 μπι und eine relative
Viskosität vor dem Mischvorgang von etwa 2,19 auf. Die
wäßrige Suspension des Vinylchloridpolymers B wird in einer Zentrifuge auf einen Wassergehalt von etwa 15
Gew.-% gebracht. Dann wird das Polymer in einem Rotationstrockner getrocknet.
Beim Mischvorgang werden 81 Teile des Dispersionspolymer-Latex A mit 19 Teilen des feuchten Kuchens
aus Vinylchioridpolymer B vermischt, dann wird das erhaltene Gemisch mit einem Gesamtpolymerfeststoffgehalt von 51,5 Gew.-% (60% Dispersionsoolymerfeststoffe
A, 40% Vinylchloridpolymerfeststoffe B) sprühgetrocknet Das sprühgetrocknete Gemisch enthält
ebenfalls 60% Dispersionspolymerfeststoffe A und 40% Vinylchloridpolymerfeststoffe B. Dann wird ein Plastisol
hergestellt, indem man 100 Teile des sprühgetrockneten Gemisches mit 60 Teilen Dioctylphthalat vermischt
Nach dieser Vorschrift werden Plastisole aus verschiedenen sprühgetrockneten Gemischen mit folgender
Zusammensetzung hergestellt:
Gew.-% Dispersionspolymer A
Gew.-% Vinylchioridpolymer B
TeilC 65
Vergleicht man die Schaumstoffe gemäß den Teilen A
und B dieses Beispiels, so findet man vergleichbare Qualität. Dies ist überraschend, da anzunehmen war,
30
40
50
70
40
50
70
Alle vorstehenden Polymergemische werden zur
Herstellung von Piastisolen verwendet, wobei jeweils 100 Teile des Gemisches mit 60 Teilen Dioctylphthalat
vermischt werden. Sämtliche dieser Piastisole sind Piastisolen aus herkömmlich hergestellten Gemischen
(Beispiel 1, Teil B) aus identischem Dispersionspolymeren A und Vinylchloridpolymeren B spürbar überlegen.
Beispielsweise setzen sich in einem Plastisol aus einem Gemisch aus 30 Teilen Dispersionspolymer A und 70
Teilen Vinylchloridpolymer B gemäß vorliegender Erfindung nach 24 Stunden keine Feststoffe oder
Agglomerate ab. Im Gegensatz dazu beobachtet man bei einem Plastisol aus einem herkömmlich hergestellten
30 :70-Gemisch ein starkes Absetzen von Polymerfeststoffen und Agglomeraten bereits nach nur 2
Stunden.
Dieses Beispiel erläutert einen Vergleich zwischen einem erfindungsgemäß hergestellten, sprühgetrockneten
Gemisch und koagulierten trocken vermischten Polymeren hinsichtlich Handhabung in der Masse und
Produktqualität:
Probe A ,.
Ein handelsübliches Latexpolymer (Dispersions- bzw. Emulsionspolymer A) diente als Latex A, ferner wurde
ein handelsübliches Suspensionspolymer (Vinylchloridpolymer B) vorbereitet. Das Suspensionspolymer B
wurde dem Latex in solcher Menge zugesetzt, daß man. jo bezogen auf den Feststoffgehalt, ein Gemisch aus 60
Gewichtsteilen Latexpolymer A und 40 Gewichtsteilen Suspensionspolymer B erhielt Zum Koagulieren wurden
2 Gew.-% Calciumchlorid zugesetzt Das koagulierte Polymer wurde auf Horden bei einer Temperatur von
etwa 100° C getrocknet
Probe B
Mittels eines Mischers wurde ein trockenes Gemisch aus Latexpolymer A und Suspensionspolymer B gemäß
Probe A im gleichen Gewichtsverhältnis wie unter A hergestellt
Probe C
Ein erfindungsgemäß erhältliches Gemisch wurde hergestellt durch Zusatz des Suspensionspolymers B
gemäß Probe A zum Latexpolymer gemäß Probe A, wobei ein flüssiges Gemisch mit 60 Teilen Latexpolymer
A und 40 Teilen Suspensionspolymer B (Feststoffgehalt) gebildet wurde. Das Gemisch wurde in nichtkoaguliertem
Zustand gehalten und sprühgetrocknet, wobei die Austrittstemperatur der Luft etwa 49° C betrug.
Probe D
Diese Probe wurde wie unter A beschrieben hergestellt, jedoch erfolgte die Trocknung bei einer
Temperatur von 490C.
Die vier Proben wurden einer Siebanalyse unterworfen, wobei mit jeweils 100 g folgende Ergebnisse
resultierten:
Lichte | Probe | I! | C | 0 | 1) |
Maschen- | 22.4 | 0 | 90 | ||
weite | 4.8 | (I | 1.4 | ||
(mm) | Λ | 11.8 | t) | 3.6 | |
0,495 | 52,0 | 5.5 | 100 | 1.9 | |
0.420 | 5,0 | 55.5 | 3.1 | ||
0.246 | 15,4 | ||||
0.175 | 16,3 | ||||
Rest | 11,3 | ||||
Diese Ergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäß erhaltene Gemisch C sehr gleichmäßig war und im
Vergleich zu den Proben A, B und D keine Neigung zum Zusammenbacken zeigte.
Die Proben wurden ferner auf Kornfeinheit untersucht, indem man Pasten mit jeweils 60 Gewichtsteilen
Dioctylphthalat als Weichmacher anrührte und diese auf Standard-Bestimmungstafeln aufstrich.
Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
Kornreinheit 250/250 110/70 130/125 200/150
Probe A wurde durch ein Sieb mit 0,246 mm lichter Maschenweite gesiebt, dann wurde ebenfalls eine Paste
daraus hergestellt. Obiger Test wurde wiederholt mit dem Ergebnis 250/250.
Fließfähigkeit
Ein 17-mm-Kunststofftrichter wurde unten mit dem
Finger verschlossen, und der Durchfluß nach Wegziehen des Fingers wurde ermittelt. Der Trichter wurde
dabei leicht angetippt. Die Proben A, C und D flössen
ausgezeichnet aus, nicht hingegen die Probe B, die sich fast sofort verklumpte.
Die Probe A erwies eine unannehmbare Produktqua-Iitat.
Im allgemeinen müssen Plastisole, die Vinylchloridpolymere B enthalten, 711 einer gleichmäßigen Paste
ohne große Agglomerate, die bei der koagulierten Probe auftraten, verarbeitet werden können. Die Probe
D war besser als die Probe A, aber auch noch grießig. Diese koagulieren Polymeren müssen somit offenbar
vor Verwendung in Plastisolen nachgemahlen werden.
Die Fließfähigkeit der koagulierten Gemisch A und D war im wesentlichen gleich gut wie bei Probe C. Die
durch trockenes Vermischen erhaltene Probe B erreichte in keinem Fall die Eigenschaften der Proben A
und C und war nur wenig besser als das Dispersionspolymer A allein.
Emulsions- bzw. Dispersionspolymere A und Vinylchloridpolymere
B zur Verwendung in Plastisolen und Organosolen besitzen im allgemeinen Kornfeinheiten
(FOG) von weniger als 150 μιη und passieren zu 10% ein Sieb von 0,175 mm lichter Maschenweite. Die
Siebanalyse der trocken gemischten Probe B erklärt die obigen Fließeigenschaften, da an sich das gesamte
Material ein Sieb von 0,175 mm lichter Maschenweite leicht passieren sollte. Das getrocknete Latexpolymer A
17 18
gemäß Probe B war klumpig, was für ein hancielsübli- Teil A, wurde in größerer Menge hergestellt Etwa
ches Polymer dieser Art ist 13 600 kg dieses Gemisches wurden auf einen für
... . Schüttware üblichen Lastwagen verladea Dieser
Beispiel ο Lastwagen wurde nach Zurücklegung einer Strecke von
Das Gemisch aus Poiyvinylchlorid-Dispersionspoly- 5 965 km pneumatisch entladen, wobei die Entladung
mer A und -Suspensionspolymer B gemäß Beispiel 2, ohne Schwierigkeiten verlief.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Gemischen von Vinylchloridpolymeren, die zur Bildung von Plastisolen
und Organosolen geeignet sind, aus
A 1 bis 99 Gew.-% Teilchen eines Vinylchloridpolymeren mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser
von 0,1 bis 3,0μπι und einer
relativen Viskosität von 1,5 bis 3,5 und ι ο
B 99 bis 1 Gew.-% Teilchen eines Vinylchloridpolymeren
mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 bis 60 um und einer relativen
Viskosität von 1,5 bis 3,5, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst einen wäßrigen Latex, in dessen
kontinuierlicher wäßriger Phase ein Vinylchlorid-Dispersionspolymer A mit dem durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μπι dispergiert
ist, derart mit einem trockenen Pulver oder einem 5 bis 25 Gew.-% Feuchtigkeit enthaltenden feuchten
Kuchen eines Vinylchloridpolymers B mit dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 bis
60 μπι mischt, daß das erhaltene feuchte Gemisch
einen Gesamtpolymerfeststoffgehalt von 30 bis 75 Gew.-% aufweist, und sodann dieses feuchte
Gemisch sprühtrocknet
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe ein feuchtes
Gemisch mit einem Gesamtpolymerfeststoffgehalt von etwa 60 Gew.-% herstellt, dessen Feststoffteilchen
zu etwa 40 Gew.-% aus dem Dispersionspolymer A und zu etwa 60 Gew.-°/o aus dem Polymer B
bestehen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem wäßrigen
Latex eines Vinylchlorid-Dispersionspolymers A mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von
etwa 1 μπι und einer relativen Viskosität von etwa
2,5 ein trockenes Pulver oder ein feuchter Kuchen eines Vinylchloridpolymers B mk einem durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von etwa 30 μΐη und einer relativen Viskosität von etwa 2,5 vermischt
wird.
4. Verwendung eines Verfahrensproduktes nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung von
Piastisolen und Organosolen.
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