DE2327429A1 - PROCESS FOR POLYMERIZATION OF LARGE CHLOROPRENE POLYMERIZED PARTICLES - Google Patents
PROCESS FOR POLYMERIZATION OF LARGE CHLOROPRENE POLYMERIZED PARTICLESInfo
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"Verfahren zur Polymerisierung von großen Chloropren-Polymerisatpartikeln" "Process for the polymerisation of large chloroprene polymer particles"
Chloroprenpplymerisate haben weitgehend Verwendung auf dem Kautsehukgebiet gefunden. Jedoch sind wegen der extrem schnellen Polymerisationsgeschwindigkeiten der Chloroprenmonomeren die Verfahren zur Polymerisierung von Chloroprenmonomeren schwierig zu steueren, sodaß relativ teure Verfahren für die Herstellung in technischem Umfang erforder-. lieh sind.Chloroprene polymerizates have been widely used found the Kautsehuk area. However, because of the extreme rapid rates of polymerization of the chloroprene monomers the processes for polymerizing chloroprene monomers are difficult to control, making processes relatively expensive required for production on a technical scale. are borrowed.
Case O8-12-O22OCase O8-12-O22O
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Solche Verfahren weisen komplizierte Steuervorrichtungen für die thermische Energie der schnellen Polymerisation auf. Für diesen Zweck wurden Reaktoren mit Salzwasserkühlung oder mit komplizierten Wärmeübertragungsoberflächen zur Abführung der Wärme entwickelteSuch methods have complicated rapid polymerization thermal energy control devices. For this purpose, reactors with salt water cooling or with complicated heat transfer surfaces for dissipation were used who developed warmth
Neben den Kosten ist es wegen der hohen Polymerisationswärme schwierig, die Eigenschaften der Chloroprenpolymerisate, im besonderen die Molekularstruktur und die Partikeleigenschaften zu steuern. Es wurden bisher Emulsionsverfahren zur Bildung kleiner Partikel verwendet. Solche Emulsionen, als Latices bekannt, wurden bisher weitgehend für Farben und Beschichtungen verwendet, die chemische Widerstandsfähigkeit aufweisen sollen. Diese Produkte benötigen gewöhnlich eine sehr kleine Partikelgröße, um die Emulsionsstabilität und Dispergierbarkeit sicherzustellen. Solche Partikel können unter Verwendung extrem großer Mengen an Emulgiermittel polymerisiert werden.In addition to the costs, it is difficult because of the high heat of polymerization, the properties of the chloroprene polymers, im in particular to control the molecular structure and the particle properties. Emulsion methods of formation have heretofore been used small particle used. Such emulsions, known as latices, have heretofore been used extensively for paints and coatings used, which should have chemical resistance. These products usually require a lot small particle size to ensure emulsion stability and dispersibility. Such particles can under Use extremely large amounts of emulsifier to be polymerized.
Die Chloroprenkautschukarten sind als nichtentflammbar bekannt und sie können in Zubereitungen eingebracht werden, um diesen selbst-erlöschende Eigenschaften zu verleihen. Als Kautschukarten können sie in thermoplastischen Polyblends als Kautschukphase zur Zuführung von Zähigkeit verwendet werden. Chloroprenpolymerisate für solche Verwendungen benötigen eng gesteuerte Eigenschaften des Kautschuks, im besonderen der Größenparameter. Zähe Polyblends benötigen größere Par-The chloroprene rubbers are known to be non-flammable and they can be incorporated into preparations, to give them self-extinguishing properties. They can be used as types of rubber in thermoplastic polyblends can be used as the rubber phase to add toughness. Need chloroprene polymers for such uses closely controlled properties of the rubber, in particular the size parameters. Tough polyblends require larger par-
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tikel als solche, die mittels der bekannten technischen Emulsionsverfahren hergestellt werden. Hoch-entwickelte technische Eigenschaften können nur erhalten werden., wenn man Partikel der richtigen Größe verwendet, die hinsichtlich der durchschnittlichen Partikelgröße und der Verteilung der Partikelgröße gesteuert werden. Die bisher bestehenden Verfahren haben sich hinsichtlich dieser Forderungen größtenteils als mangelhaft erwiesen.items as such, by means of the known technical Emulsion processes are produced. Sophisticated technical properties can only be obtained if one uses particles of the correct size that are related to the average particle size and the distribution of the particle size can be controlled. The previously existing procedures have largely proven to be inadequate with regard to these requirements.
Ein Gegestand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein reproduzierbares Polymerisationsverfahren, durch das große Chloroprenpolymerisatpartikel mit einer voraus bestimmten Gewicht-Durchschnitt-Partikelgröße, nachfolgend Partikelgröße nach Durchschnittgewicht bezeichnet, und Verteilung der Partikelgröße hergestellt werden können.Accordingly, an object of the present invention is a reproducible polymerisation process, through which large chloroprene polymer particles with a predetermined Weight-average particle size, hereinafter referred to as particle size according to average weight, and distribution the particle size can be produced.
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren mit einem hohen Grad an Reproduzierbarkeit, durch das stabile wäßrige Dispersionen von großen Chloroprenpolymerisatpartikeln hergestellt werden können, die im wesentlichen monodisperse Verteilung der Partikelgröße aufweisen.Another object of this invention is a method with a high degree of reproducibility, through the stable Aqueous dispersions of large chloroprene polymer particles can be prepared which are essentially monodisperse Have distribution of particle size.
Es wurde nunmehr gefunden, daß die vorhergehenden und damit verwandten Aufgaben gelöst werden können durch ein reproduzierbares Polymerisationsverfahren zur Herstellung großer Chloroprenpolymerisatpartikel mit bestimmbarer Gewicht-Durchschnitt-Partikelgröße und Verteilung der Partikelgröße, das man in der Weise durchführen kann, daß man (1) ein Polymerisationsmedium bildet, wozu man Wasser, ein Emulgiermittel und Ver- 3098 50/0966 _ „. _It has now been found that the foregoing and related problems can be achieved by a reproducible one Polymerization process for the production of large chloroprene polymer particles with a determinable weight-average particle size and particle size distribution, which can be done in such a way that (1) Forms a polymerization medium using water, an emulsifying agent, and 3098 50/0966 _ „. _
bindungen, die ein Redoxkatalysatorsystem bilden, das Sulfat- und Sulfitreste und ein Aktivierungsmetallion enthält, mischt,bonds that form a redox catalyst system, the sulfate and contains sulfite radicals and an activation metal ion, mixes,
(2) die Materialien zur Bildung des Polymerisationsmediums sich umsetzen läßt (Polymerisationsmedium-Reaktionsstufe),(2) the materials for forming the polymerization medium can be converted (polymerization medium reaction stage),
(3) danach eine Chloroprenmonomerformulierung in das Medium einführt und dispergiert, (4) danach eine Verbindung, die zusätzliche Sulfatreste in dem Medium zur Verfugung stellt, einführt und dispergiert und (5) die erhaltenen Dispersionen ausreichend lange Polymerisationsbedingungen unterwirft, um wenigstens den größeren Teil der Chloroprenmonomerformulierungen zu polymerisieren, wodurch große Chloroprenpolymerisatpartikel, dispergiert in einer wäßrigen Dispersion, gebildet werden. -(3) then a chloroprene monomer formulation into the medium introduces and disperses, (4) then a compound that provides additional sulfate residues in the medium, introduces and disperses and (5) the resulting dispersions are subjected to polymerization conditions for a sufficiently long time to to polymerize at least the greater part of the chloroprene monomer formulations, whereby large chloroprene polymer particles, dispersed in an aqueous dispersion. -
Obgleich die vorliegende Erfindung theoretisch nicht vollständig geklärt ist, wird angenommen, daß die Wirksamkeit des Verfahrens von der Kontrolle der oligomeren Seife, die sich während der frühen Polymerisationsstufen bildet, abhängig ist. Es wird angenommen, daß bei der Polymerisation von Chloropren in einem Redoxsystem Chloropren-oligomere Ketten mit Sulfit- und/oder Sulfatresten unter Bildung einer Seife gebildet werden. Weil diese Seife als Emulgierungsmittel dienen kann, kann sie einen wesentlichen Einfluß auf die Größe der Partikel ausüben, die später aus dem Polymerisationsverfahren erhalten werden. Weil die Menge der oligomeren Seife, die sich in situ bildet, nicht bekannt oder rieht vorhersehbar ist unter den herkömmlicherweise verwendeten Be-Although the present invention has not been fully elucidated in theory, it is believed that the effectiveness of the process is dependent on the control of the oligomeric soap that forms during the early stages of polymerization is. It is believed that when chloroprene is polymerized in a redox system, chloroprene oligomers Chains with sulfite and / or sulfate residues are formed with the formation of a soap. Because this soap acts as an emulsifier can serve, it can exert a significant influence on the size of the particles that later emerge from the polymerization process can be obtained. Because the amount of oligomeric soap that will form in situ is unknown or predictable is among the commonly used
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dingungen, bei denen das Monomere und das Katalysatorsystem dem Emulsionsmedium gleichzeitig zugeführt werden, kann daher, die Seifenmenge von Versuch bzw. Verfahrensablauf zu Verfahrensablauf variieren, wodurch sich die Nichtreproduzierbarkeit der durchschnittlichen Partikelgröße und der engen Grössenverteilung ergibt.' ' , _ . *conditions in which the monomer and the catalyst system are fed to the emulsion medium at the same time, the amount of soap can therefore vary from trial or process to process vary, which increases the non-reproducibility of the average particle size and the narrow size distribution results. ' ', _. *
Es wird angenommen, daß die Reaktionsstufe, die vor der Einführung irgendeines Monomeren vorgesehen ist, aus irgendeinem Grund eine gleichbleibendere Reaktionsfähigkeit des Kataly- ■ satorsystems zur Folge hat. In dem vorliegenden Verfahren können einige der Metallionen mit dem Emulglerungsmittel oder dem Katalysator während der' Reaktionsstufe unter Bildung einer stabilen Menge der Katalysatorkomponenten reagieren. Wie auch immer das Ve^rfahren abläuft, hat die Reaktionsstufe, die nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, die Steuerung der oligomeren Seifenmenge,f die sich bildet, zur Folge, sodaß das Verfahren durch die Kontrolle der Reaktionsstufe reproduzierbar wird.It is believed that the reaction stage that preceded the introduction any monomer is provided, for any reason a more consistent reactivity of the catalyst satorsystems. In the present process, some of the metal ions can be mixed with the emulsifying agent or react the catalyst during the 'reaction stage to form a stable amount of the catalyst components. As well as Whenever the process is running, the reaction stage which is provided according to the present invention has the control of the oligomeric amount of soap that is formed, so that the Process reproducible by controlling the reaction stage will.
Das Polymeris-ationsmedium, in dem die monomere Formulierung dispergiert wird, enthält Wasser, Emulgiermittel und Verbindungen, die das Redoxkatalysatorsystem bilden. Normalerweise wird dem Polymerisationsmediüm ebenso ein Pufferungsmittel zugegeben, um den p^-Wert des Systems zu stabilisieren. Die Wassermenge, die verwendet werden kann, kann weitgehend variieren, solange sie ausreichend ist, daß eine wäßrige PhaseThe polymerisation medium in which the monomeric formulation is dispersed, contains water, emulsifiers and compounds that make up the redox catalyst system. Normally a buffering agent is also added to the polymerization medium in order to stabilize the p ^ value of the system. the The amount of water that can be used can vary widely so long as it is sufficient to provide an aqueous phase
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für die Polymerisationsreaktion gebildet wird. Im allgemeinen können etwa 60 bis 600 Teile Wasser pro 100 Teile polymerisierbar es Monomer (ein Verhältnis von etwa 0,6 bis 6,0:1,0) und vorzugsweise etwa 100 bis 200 Teile pro 100 Teile Monomer (ein Verhältnis von etwa 1,0 bis 2,0:1,0) verwendet werden.for the polymerization reaction is formed. In general, about 60 to 600 parts of water can be used per 100 parts of polymerizable monomer (a ratio of about 0.6 to 6.0: 1.0) and preferably about 100 to 200 parts per 100 parts of monomer (a ratio of about 1.0 to 2.0: 1.0) can be used.
Irgendeines der Emulgiermittel, die üblicherweise für diese Art von Emulsionspolymerisationsreaktion verwendet werden, kann anfangs in das Polymerisationsmedium eingebracht werden. Die Ammonium- und Alkalimetallsulfate langkettiger gesättigter aliphatischer Verbindungen mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen haben sich in dem Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen, wie die Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalze von Decyl-, Lauryl—, Palmityl-, Stearyl-, Dodecanoyl-, usw. -sulfate.Any of the emulsifying agents commonly used for this type of emulsion polymerization reaction can initially be introduced into the polymerization medium. The ammonium and alkali metal sulfates are long-chain saturated aliphatic compounds with 10 to 20 carbon atoms have proven to be particularly advantageous in the process, such as the ammonium, sodium and potassium salts of decyl, Lauryl, palmityl, stearyl, dodecanoyl, etc. sulfates.
Die Gesamtmenge an verwendetem Emulgiermittel hängt natür- . lieh sowohl von der Gesamtmenge des zur Emulgierung vorgesehenen Monomeren, sowie von der .gewünschten Partikelgröße ab. Im allgemeinen kann die Gesamtmenge an verwendetem Emulgiermittel im Bereich von etwa 0,15 bis 0,50 und vorzugsweise etwa 0,20 bis 0,30$, bezogen auf das Gewicht der monomeren Formulierung, liegen. Bei der Anfangsbeschickung für das Polymerisationsmedium der Stufe (i) wird im allgemeinen kein Emulgiermittel oder nur ein Bruchteil der Gesamtmenge verwendet. Die Menge Emulgiermittel, die anfangs mit dem V/asser gemischt wird, liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0,000 bis 0,200 und vorzugsweise von 0,000 bis 0,15OyS, bezogenThe total amount of emulsifier used depends of course. borrowed both from the total amount of that intended for emulsification Monomers, as well as the .desired particle size. In general, the total amount of emulsifier used can be in the range of about 0.15 to 0.50, and preferably about 0.20 to 0.30 $ based on the weight of the monomers Formulation, lie. In the initial charge to the polymerization medium of step (i) there is generally no Emulsifiers or only a fraction of the total amount used. The amount of emulsifier initially added to the water is generally in the range of from about 0.000 to 0.200 and preferably from 0.000 to 0.15 OyS based
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auf das Gewicht des eingeführten Monomeren, wobei das restliche Emulgiermittel mit dem zusätzlichen Sulfatrest in der Stufe (4) zugegeben wird'.on the weight of the monomer introduced, the remaining emulsifier with the additional sulfate residue in the Step (4) is added '.
In der Polymerisationsreaktion sollte der ρττ-Υ/ert der Emulsion normalerweise' im Bereich von etwa 4,0 bis 8,0 gesteuert v/erden, wozu man ein Pufferungsmittel einbringt, weil festgestellt wurde, daß die besten Reaktionsgeschwindigkeiten gewöhnlich dann erhalten werden, wenn der p^-Wert in diesem Bereich gehalten wird. Obgleich irgendein geeignetes Pufferungsmittel verwendet werden kann, hat sich Natriumbicarbonat als besonders nützlich erwiesen, wenigstens teilweise deshalb, weil seine Abbauprodukte für das erhaltene Polymerisat unschädlich sind. Es können jedoch auch andere Puffer, die gegenüber dem Chloroprenpolymerisat relativ inert sind, wie Natriumcarbonat, Ammoniumhydroxid, usw., verwendet werden· Der Puffer wird in das Polymerisätionsmedium zum gleichen ,Zeitpunkt, wie es gebildet wird, eingebracht.In the polymerization reaction, the ρττ-Υ / ert of the emulsion should normally controlled in the range from about 4.0 to 8.0, for which purpose a buffering agent is introduced because it has been determined became that the best reaction rates are usually obtained when the p ^ value in this Area is held. Any suitable buffering agent, though sodium bicarbonate has been found to be particularly useful, at least in part because of its degradation products for the resulting polymer are harmless. However, there can be other buffers that are relatively inert towards the chloroprene polymer, such as sodium carbonate, ammonium hydroxide, etc., can be used The buffer is the same in the polymerization medium , The point in time at which it is formed.
Zur Bildung' des Redoxkatalysatorsystems können alle Verbindungen, die die notwendigen Reste liefern, verwendet werden und derartige Verbindungen sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise können die Sulfat- und Sulfitreste aus Persulfat-Bisulf it- und Bisulfit-Peroxid-Gemischen abstammen. Es ist darauf hinzuweisen, daß jeder Rest getrennt durch die geeigneten wasserlöslichen Sulfat- oder SuIfitverbindungen gebildet werden kann oder daß auch ein Rest in situ aus einerAll compounds can be used to form the redox catalyst system which provide the necessary residues are used and such compounds are known to those skilled in the art. For example the sulfate and sulfite residues can be derived from persulfate-bisulfite and bisulfite-peroxide mixtures. It is point out that each residue is formed separately by the appropriate water-soluble sulfate or sulfate compounds can be or that a remainder in situ from a
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Sch.wefelverbind.ung, wenn beispielsweise Bisulfit-Peroxid-Gemische verwendet werden, gebildet werden kann.Sulfur compound if, for example, bisulfite peroxide mixtures can be used, can be formed.
Alle wasserlöslichen Peroxide und Persalze können zur Lieferung des Sulfatrestes verwendet werden, wobei die Ammonium-, Natrium- und Kaliumpersulfate besonders bevorzugt werden. Der Sulfitrest kann durch Natriumbisulfit, Natriumformaldehydsulfoxylat, Schwefeldioxid, Natriumthiosulfit oder durch eine organische oxidierbare Sulfoxyverbindung, wie Diäthylsulfit, usw., geliefert werden. Diese Verbindungen sollten in solchen Mengen verwendet werden, daß sie die gewünschten Reste in den erforderlichen Mengen liefern.All water-soluble peroxides and persalts can be used to supply the sulphate residue, whereby the ammonium, Sodium and potassium persulfates are particularly preferred. The sulfite residue can be replaced by sodium bisulfite, sodium formaldehyde sulfoxylate, Sulfur dioxide, sodium thiosulfite or an organic oxidizable sulfoxy compound such as diethyl sulfite, etc., can be delivered. These compounds should be used in such amounts that they provide the desired Deliver leftovers in the required quantities.
Die Menge des Sulfatrestes, die in der Stufe (1) oder in dem Polymerisationsmedium verwendet werden soll, hängt von der Größe der gewünschten Polychloroprenpartikel ab» Bei Partikelgrößen von 0,15 bis 0,5/um wird die verwendete Sulfatrestkonzentration im allgemeinen im Bereich von etwa 0,010 bis 0,002 Gew,?6, bezogen auf das Monomer, und vorzugsweise 0,006 bis 0,003 Gew.<?o liegen. Wenn relativ große Partikel gewünscht werden, zum Beispiel von 0,5 bis 1,0>um, wird die Sulfatrestkonzentration im allgemeinen im Bereich von etwa 0,002 bis 0.,00001 und vorzugsweise etwa 0,003 bis etwa 0,0001 Gew.^, bezogen auf das Gewicht des Monomers, liegen. In dem· bevorzugten Verfahren zur Herstellung von Partikeln im Bereich von 0,5 bis 1,0yum, wird das Emulgiermittel vollständig in der Stufe (1) weggelassen und nur in Stufe (4) zugegeben, wobeiThe amount of sulfate residue to be used in step (1) or in the polymerization medium depends on the size of the desired polychloroprene particles. For particle sizes from 0.15 to 0.5 μm, the sulfate residue concentration used is generally in the range of about 0.010 to 0.002 wt,? 6, based on the monomer, and preferably from 0.006 to 0.003 wt. <? o are. If relatively large particles are desired, for example from 0.5 to 1.0 µm, the sulfate residue concentration will generally be in the range of about 0.002 to 0.00001, and preferably about 0.003 to about 0.0001 weight percent, based on the weight of the monomer. In the preferred process for producing particles in the range from 0.5 to 1.0 μm, the emulsifier is completely omitted in step (1) and only added in step (4), wherein
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im. allgemeinen etwa 0,15 "bis 0,50 Gew.$, bezogen auf das Gewicht des Monomers, und vorzugsweise 0,20 bis 0,30 Gew.^6 verwendet werden.in the. generally about 0.15 "to 0.50 wt. $ based on the Weight of the monomer, and preferably 0.20 to 0.30 wt. ^ 6 be used.
Die Menge der den Sulfitrest aufweisenden Komponente sollte so ausgewählt werden', daß das Verhältnis Sulfitrest zu dem in den Stufen (1) und (4) verwendeten Gesamtsulfat etwa· 1,0 bis 15,0:1,0 und vorzugsweise etwa 3,0 bis 10,0:1,0 beträgt. Wenn man annimmt, daß die Gesamtmenge der in den Stufen (1) und (4) verwendeten Sulfationen im allgemeinen 0,01 bis 0,10 Gew.$, bezogen auf das Monomer, beträgt, wird die bevorzugte Bisulfitionenmenge, die in der Stufe (1) zur Verwendung kommt,' im allgemeinen im Bereich von etwa 0,02 bis 1-,5 Gew.fo, bezogen auf das Monomer, und vorzugsweise etwa 0,06 bis 1,0 Gew.io liegen.The amount of the component containing the sulfite group should be selected so that the ratio of the sulfite group to the total sulfate used in steps (1) and (4) is about 1.0 to 15.0: 1.0, and preferably about 3.0 to 10.0: 1.0. Assuming that the total amount of sulfate ions used in steps (1) and (4) is generally 0.01 to 0.10% by weight based on the monomer, the preferred amount of bisulfite ion used in step ( 1) is for use 'are generally in the range of about 0.02 to 1, 5 Gew.fo, based on the monomer, and preferably about 0.06 to 1.0 wt. io.
Das Redoxkatalysatorsystem wird in Stufe (1) als Teil des Polymerisationsmediums zugegeben. Eine geringe gesteuerte Menge wird in der Stufe (1) zugegeben, um sie in der StufeThe redox catalyst system is used in stage (1) as part of the Polymerization medium added. A small controlled amount is added in step (1) to keep them in step
(2) reagieren zu lassen und eine geringe und gesteuerte Menge an oligomerer Seife bilden, wenn die Monomeren in der Stufe(2) to react and a small and controlled amount of oligomeric soap when the monomers are in the stage
(3) zugegeben werden. Das Chloroprenmonomer hat eine geringe Wasserlöslichkeit und bildet Oligomeren mit dem Redoxkatälysator, wenn es in die Wasserphase des Polymerisationsmediums eintritt. Zusätzlich zu den Oligomeren wird eine gesteuerte und geringe Menge an oligomeren Resten in der Wasserphase gebildet. Diese oligomeren Reste werden wasserunlöslich(3) can be added. The chloroprene monomer is low Solubility in water and forms oligomers with the redox catalyst, when it enters the water phase of the polymerization medium. In addition to the oligomers, one is controlled and small amount of oligomeric residues in the water phase educated. These oligomeric residues become insoluble in water
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und treten in die monomeren Ölphasenmicellen ein, die durch die oligomere,Seife gebildet werden,, wodurch eine gesteuerte Konzentration des Partikelwachsens anläuft. Diese gesteuerte Konzentration der Monomer-polymerisatmicellen steuert nunmehr die kinetischen Bedingungen der Polymerisation derart, daß die Polymerisation weitgehend in den Monomer-Partikelmicellen abläuft. In dem vorliegenden Verfahren sind diese Micellen größer und zahlenmäßig geringer wegen der geringeren Menge an gebildeter oligomerer Seife. Als Ergebnis davon sind die Polymerisationsgeschwindigkeiten langsamer, wodurcn die Steuerung gegenüber der gewöhnlich sehr schnellen Polymerisation von Chloropren in dem üblichen Emulsionsverfahren, das große Mengen an Emulgiermittel und viele kleine Polymerisat ionsmic eil en aufweist, möglich wird.and enter the monomeric oil phase micelles passing through the oligomeric, soap are formed, creating a controlled Concentration of particle growth starts up. This controlled concentration of the monomer polymer micelles now controls the kinetic conditions of the polymerization such that the polymerization largely takes place in the monomer particle micelles expires. In the present process, these micelles are larger and fewer in number because of the smaller amount of formed oligomeric soap. As a result of this, the rates of polymerization are slower, causing the Control over the usually very rapid polymerization of chloroprene in the usual emulsion process, the large amounts of emulsifier and lots of small polymer ionsmic eil en is possible.
Ohne Rücksicht auf theoretische Erwägungen' wird die Polymerisation der vorliegenden Erfindung in den frühen Stufen dadurch sorgfältig gesteuert, daß man Chloropren-oligomere Seifen und Chloropren-oligomer-freie Reste verwendet, wodurch man eine gesteuerte Partikelgröße und Verteilung der Partikelgröße erreicht. Zusätzlich sind die Polymerisationsgeschwindigkeiten so gesteuert, daß man ein reproduzierbares Verfahren erhält.Regardless of theoretical considerations, the polymerization of the present invention carefully controlled in the early stages by using chloroprene oligomers Soaps and chloroprene-oligomer-free residues are used, which means a controlled particle size and distribution of the particle size is achieved. In addition are the rates of polymerization controlled so that a reproducible process is obtained.
Die Stufe (2) des Verfahrens ist insoweit kritisch, daß "das ~ ' Redoxsystem eine Reaktionsstufe aufweist, bei der die Metallionen den Katalysator in einer gesteuert programmierten StufeStep (2) of the process is critical in that "the ~ ' Redox system has a reaction stage in which the metal ions the catalyst in a controlled programmed stage
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aktivieren, wodurch das Redoxsystem stabilisiert wird· Das Persulfat zerfällt geradezu sofort in den frühen Stufen, wodurch sich eine nicht steuerbare Zahl von sulfatfreien Resten "bildet· Die Ee akt ions stufe ist vorgesehen, um diese Einleitungsstufe auf einen stetigen Zustand, der steuerbar ist, zu stabilisieren. Die Stufe (3) bringt das Monomer in ein gesteuertes Polymerisationsmedium, das ein gesteuertes Oligomerwachstum einleitet. In der Stufe (4) wird zusätzlicher Katalysator zugeführt, um eine hohe Umwandlung des Monomers in der Stufe (5) sicherzustellen, wobei darauf hinzuweisen ist, daß die Anzahl der gebildeten Polymerisatpartikel durch die bestehende Anzahl der in Stufe (3) gebildeten Monomer-Partikelmicelleh bereits festgelegt ist.activate, whereby the redox system is stabilized · The persulfate breaks down almost immediately in the early stages, whereby an uncontrollable number of sulfate-free residues "forms. The action stage is provided around this initiation stage to stabilize on a steady state that is controllable. Step (3) brings the monomer into a controlled one Polymerization medium that initiates controlled oligomer growth. In stage (4), additional catalyst is used fed in order to ensure a high conversion of the monomer in step (5), it being pointed out that that the number of polymer particles formed by the existing number of the monomer particle micelleh formed in step (3) is already set.
Die Monomeren können insgesamt oder diskontinuierlich oder kontinuierlich in der Stufe (3) zugeführt werden. Zusätzliches Emulgiermittel kann in der Stufe (4) zugegeben v/erden, um das Monomer zu dispergieren, wodurch man erhöhte DiffusionsVerhältnisse Monomer zu Micellen erhält, da der größere Teil der Monomeren in den vorliegenden Monomer-Partikelmicellen polymerisiert ist, wodurch man ein gesteuertes Wachstum der vorliegenden Partikel und eine enge Verteilung der Partikelgrößen erhält. In dem bevorzugten Verfahren wird ein Hauptteil der Monomeren anfangs in Stufe (3) zugeführt und ein Rest an Monomer diskontinuierlich danach zugeführt.The monomers can be total or discontinuous or be fed continuously in stage (3). Additional emulsifying agent can be added in step (4) in order to Disperse monomer, thereby giving increased diffusion ratios Monomer to micelles is obtained because the greater part of the monomers present in the monomer-particle micelles is polymerized, resulting in a controlled growth of the particles present and a narrow distribution of the particle sizes receives. In the preferred method, a major part of the monomers are initially fed in in stage (3) and a remainder of the monomer is fed in batchwise thereafter.
Das vorliegende Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden,The present process can be carried out in the manner
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daß wäßrige Dispersionen von Chloroprenpolymerxsatpartikeln mit multimodalen Verteilungen der Partikelgröße, d.h. einein Gehalt an Partikeln unterschiedlicher Größe dadurch gebildet werden, daß man in einer zusätzlichen Stufe wäßrige Dispersionen von einheitlichen Verteilungen unterschiedlicher monodisperser Größen mischt, um Produkte mit einer vernünftigen Anzahl der Arten, d.h. unterschiedlichen Anteilen der Größe, vorzugsweise 2 oder 3, zu bilden. Im allgemeinen läuft das Verfahren dieser Erfindung in der Weise ab, daß wäßrige Dispersionen von Chloroprenpolymerxsatpartikeln mit einem bestimmten Gewichtsprozentsatz der Polymerisatpartikel oder Feststoffe in wäßrigen Dispersionen gebildet werden. Die gemischten wäßrigen Dispersionen können hinsichtlich des Feststoffgehalts gesteuert werden und es kann das genaue Mischen der Partikel nach Gewj-chtsprozentsätzen gesteuert werden, wodurch man irgendeine gewünschte multimodale Dispersion von Partikeln erhält. Im allgemeinen haben Gemische von großen und kleinen monodispersen Partikeln große Brauchbarkeit in BeSchichtungen oder als Kautschukphasenpartikel in thermoplastischen PoIyblends. Beispielsweise ist ein Gemisch von Chlorprenpolymerisatpartikeln einer ersten Art, die 50 bis 95 Gew.$ an Partikeln mit Größen von 0,2 bis 0,5 Mikron enthält und die mit einer zweiten Art gemischt wird, die 5 bis 50 Gew.jfc Partikel mit Größen von 0,5 bis 1,5 Mikron enthält, das bevorzugte Gemisch, das mit anderen thermoplastischen Polymerisaten zur Bildung von Polyblends Verwendung findet.that aqueous dispersions of Chloroprenepolymerxsatpartikel with multimodal distributions of the particle size, i.e. one in Content of particles of different sizes can be formed by adding aqueous dispersions in an additional stage from uniform distributions of different monodisperse sizes mixes to products with a reasonable Number of species, i.e. different proportions of size, preferably 2 or 3. In general it works Process of this invention in such a way that aqueous dispersions of chloroprene polymer with a certain Percentage by weight of the polymer particles or solids are formed in aqueous dispersions. The mixed ones Aqueous dispersions can be controlled with regard to the solids content and the precise mixing of the Particles are controlled according to weight percentages, whereby any desired multimodal dispersion of particles is obtained. They generally have mixtures of large and small monodisperse particles have great utility in coatings or as rubber phase particles in thermoplastic polyblends. For example, is a mixture of chloroprene polymer particles a first type containing 50 to 95 wt. $ of particles with sizes from 0.2 to 0.5 microns and which is mixed with a second type which contains 5 to 50 wt. jfc particles with sizes from 0.5 to 1.5 microns, the preferred blend used with other thermoplastic polymers Formation of polyblends is used.
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Solche thermoplastische Poly "blends werden dadurch hergestellt, daß man die wäßrige Dispersion des thermoplastischen Polymerisats, zum Beispiel Polystyrol oder SÄN-Polymerisaten, in wäßrigen Dispersionen mit den oben beschriebenen Chloro— prenpolymerisaten in wäßriger Dispersion mischt, wodurch ein einheitliches Gemisch von Chloroprenpolymerisatpartikeln und thermoplastischen Polymerisatpartikeln gebildet wird. Das Gemisch der Partikel wird aus der wäßrigen Dispersion durch Koagulierung, Filtrieren und Trocknen gewonnen. Das thermoplastische Polyblend wird weiterhin zum Sehmelz-Kolloidieren gebracht, zum Beispiel durch Extrudieren, Mahlen, Banburymischen oder andere Schmelz-Kolloidierungsverfahren, die dem Fachmann bekannt sind, wodurch man eine Dispersion von Chloroprenkautschukpartikeln in einem festen thermoplastischen Polyblend bildet.Such thermoplastic poly "blends are produced by that the aqueous dispersion of the thermoplastic polymer, for example polystyrene or SÄN polymers, mixes in aqueous dispersions with the chloroprene polymers described above in aqueous dispersion, whereby a uniform mixture of chloroprene polymer particles and thermoplastic polymer particles is formed. The mixture of particles is carried out from the aqueous dispersion Coagulation, filtration and drying obtained. The thermoplastic Polyblend is also brought to Sehmelz colloid, for example by extrusion, grinding, Banbury mixing or other melt colloidation processes known to those skilled in the art, thereby producing a dispersion of chloroprene rubber particles forms in a solid thermoplastic polyblend.
Die Chloroprenpolymerisatpartikel in wäßriger Dispersion können mit Monomeren der Monovinylidenaromaten, wie Styrol oder den äthylenisch ungesättigten Nitrilarten wie Acrylnitril gemischt und dann mit den Monomeren gepfropft werden, wodurch man gepfropfte Chloroprenpolymerisatpartikel erhält, die in den thermoplastischen Polyblends dispergiert werden können, wodurch man physikalische und technische Eigenschaften von großer Brauchbarkeit erhält. The chloroprene polymer particles in aqueous dispersion can with monomers of the monovinylidene aromatic compounds, such as styrene or the ethylenically unsaturated nitrile types such as acrylonitrile are mixed and then grafted with the monomers, whereby grafted chloroprene polymer particles are obtained which are dispersed in the thermoplastic polyblends can, thereby obtaining physical and technical properties of great utility.
Damit das Hedoxkatalysatorsystem genau seine Funktion übernimmt, ist es weiterhin wesentlich, daß Spurenmengen anSo that the hedox catalyst system takes over exactly its function, it is also essential that trace amounts of
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Aktivierungsmetaiiionen vorhanden sind. Dieses Metall kann ein solche.s sein, wie es dem Fachmann allgemein bekannt ist, wie beispielsweise Eisen, Kupfer, Chrom, usw. Oftmals ist'es nicht erforderlich, das Metallion als getrennte Komponente zuzugeben, weil ausreichende Mengen gewöhnlich als Spuren— verunreinigungen in dem »Vas & er vorhanden sind, das für das Polymerisationsmedium verwendet werden kann. Jedoch ist es natürlich aus manchen Gründen wünschenswert, hoch gereinigtes oder ent ionisiert es Wasser zu verwenden, wobei es dann notwendig werden kann, Aktivierungsmetallionen getrennt einzuführen. ' 'Activation metal ions are present. This metal can be such as is generally known to the person skilled in the art, such as, for example, iron, copper, chromium, etc. Often it is it is not necessary to add the metal ion as a separate component because sufficient amounts are usually trace- impurities are present in the »vas & er, which is for that Polymerization medium can be used. However, for some reasons, it is of course desirable to use highly purified or to use deionized water, in which case it may then be necessary to introduce activation metal ions separately. ''
Nachdem die gesamten vorausgehend bezeichneten Bestandteile gemischt wurden und solche weitere Materialien nach V/unsch eingeführt sind, wird das erhaltene Medium unter Bühren, gewöhnlich unter einem Vakuum, auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 600C und insbesondere im Bereich von 50 bis 580C erhitzt. Die Dauer der Reaktionsstufe kann in weitem Bereich variieren, beträgt aber im allgemeinen wenigstens etwa 10 Minuten. Eine Zeitdauer von 3 Stunden stellt eine praktisch obere Grenze dar. Normalerweise ist eine Dauer der Reaktionsstufe von weniger als einer Stunde ausreichend und die bevorzugte Dauer beträgt 15 bis 45 Minuten. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Kriterium, auf dem die Einleitung oder Reaktion beruht, nur darin besteht, daß ein Katalysatorsystem mit einer Reaktionsfähigkeit gebildet wird, die so stabilisiert ist, daß sie von Verfahrens ablauf zu Verfahrens ablauf bei Ein-After all of the above-mentioned constituents have been mixed and such other materials have been introduced according to V / ung, the medium obtained is heated to a temperature in the range from 40 to 60 ° C. and in particular in the range from 50 to 58 while charging, usually under a vacuum 0 C heated. The duration of the reaction step can vary widely, but is generally at least about 10 minutes. A time of 3 hours is a practical upper limit. Normally, a reaction step time of less than one hour is sufficient and the preferred time is 15 to 45 minutes. It should be pointed out that the criterion on which the initiation or reaction is based consists only in the formation of a catalyst system with a reactivity which is stabilized in such a way that it is
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haltung einer ähnlichen Reaktionsstufe reproduziert werden kann.Maintaining a similar reaction stage can be reproduced can.
Nach Beendigung der Eeaktionsstufe -wird die polymerisierbare monomere Formulierung in das Medium eingeführt und dispergiert. Die monomere Beschickung kann auf einmal oder auch diskontinuierlich oder kontinuierlich zugeführt werden. In dem bevorzugten Verfahren wird eine ziemlich große Beschickung anfangs und das restliche Monomer diskontinuierlich danach zugegeben. Die Bedingungen in dem Re akt ions ge faß werden, soweit notwendig, so eingestellt, daß eine geeignete Umgebung zum Ablauf der Polymerisation des Monomers gebildet ■ wird« Eine Temperatur' von etwa 30 bis 65 C und autogene Drücke werden beibehalten. In dem Reaktionsgefäß können auch Drücke über den autogenen Drücken, zum Beispiel so hohe Drücke wie 11,5 kg/cm (150 psig) verwendet werden. Die bevorzugte Polymerisationstemperatur liegt im Bereich von etwa 50 bis 60OC.After completion of the Eeaktionsstufe -be polymerizable monomeric formulation introduced into the medium and dispersed. The monomer feed can be carried out all at once or also be fed batchwise or continuously. In the preferred process, a fairly large batch is used initially and the remaining monomer was added discontinuously thereafter. The conditions in the reaction vessel are if necessary, adjusted so that a suitable environment is formed for the polymerization of the monomer to proceed becomes "A temperature" of about 30 to 65 C and autogenous pressures are maintained. In the reaction vessel can also Pressures above the autogenous pressures, for example such high pressures such as 11.5 kg / cm (150 psig) can be used. The preferred one The polymerization temperature is in the range of about 50 to 60 ° C.
Die Reaktion setzt man so lange fort, bis etwa 60,0 bis 98»O^ der vorhandenen monomeren Formulierung in das Polymerisat und vorzugsweise bis 70,0 bis 94,0$ umgewandelt sind. Dies benötigt eine Polymerisat ions dauer von etwa 2 bis 14 Stunden und vorzugsweise etwa 3 bis 10 Stunden. Nachdem der gewünschte Umwandlungsgrad erreicht ist,'werden die Polymer is atpartxkel von dem Reaktionsmedium nach herkömmlichen Verfahren abge— trennt, gewaschen und, wenn gewünscht, getrocknet. Da jedochThe reaction is continued until about 60.0 to 98% of the existing monomeric formulation are converted into the polymer and preferably up to 70.0 to 94.0 $. this requires a polymerization time of about 2 to 14 hours and preferably about 3 to 10 hours. After the desired degree of conversion has been achieved, the polymers become atparticulate separated from the reaction medium by conventional methods, washed and, if desired, dried. However, since
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das Verfahren darauf gerichtet ist, Polychloroprenpolymerisatpartikel mit besonders großer Größe zu liefern, ist das Verfahren dann beendet, wenn die Partikel dispergiert in einer' wäßrigen Dispersion unter Beibehaltung.der Integrität der Partikel vorliegen. Die wäßrige Dispersion der Polychloro-■orenpartikel kann dann bei erhöhten Temperaturen unter Vakuum behandelt werden, um nicht polymerisierte Monomeren zu ent— fernen und die Polymerisatpartikel können'mit einem dispergierten Stabilisator, wie Phenylnaphthylamin,■Thiuramsulfid oder anderen Antioxidationsmitteln stabilisiert werden, um die Vernetzung oder den Abbau in dem nicht vulkanisierten Zustand zu verhindern. Solche Stabilisatoren v/erden im allgemeinen in Mengen von 1 bis 2f° oder darunter, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats, abhängig von dem Grad der gewünschten Stabilisierung verwendet.If the process is aimed at providing polychloroprene polymer particles with a particularly large size, the process is ended when the particles are present in an aqueous dispersion while maintaining the integrity of the particles. The aqueous dispersion of the polychloro orene particles can then be treated at elevated temperatures under vacuum in order to remove unpolymerized monomers and the polymer particles can be stabilized with a dispersed stabilizer such as phenylnaphthylamine, thiuram sulfide or other antioxidants to ensure crosslinking or to prevent degradation in the unvulcanized state. Such stabilizers are generally used in amounts of 1 to 2 ° or less, based on the weight of the polymer, depending on the degree of stabilization desired.
Die erhaltene wäßrige Dispersion kann unmittelbar zur Gewinnung des Kautschuk aus der Dispersion oder zum Mischen mit anderen wäßrigen Dispersionen anderer Polymerisate unter Bildung von Polyblends verwendet werden. Derartige Chloroprenpolymerisatpartikel können in wäßriger Dispersion gepfropft werden, wozu man andere Monomeren, wie Styrol, Acrylnitril oder andere äthylenisch ungesättigte Monomeren oder Diene der Dispersion zugibt und die Polymerisierung in Gegenwart der Chloroprenpolymerisatpartikel vornimmt. Die gepfropften Partikel sind stabilisiert und werden gewöhnlich so vernetzt, daß sie, wenn sie mit anderen thermoplastischen MaterialienThe aqueous dispersion obtained can be used directly for obtaining the rubber from the dispersion or for mixing with it other aqueous dispersions of other polymers can be used to form polyblends. Such chloroprene polymer particles can be grafted in aqueous dispersion, including other monomers such as styrene, acrylonitrile or other ethylenically unsaturated monomers or dienes are added to the dispersion and the polymerization is carried out in the presence the chloroprene polymer particles make. The grafted particles are stabilized and are usually crosslinked in such a way that that they when used with other thermoplastic materials
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Schmelz-Kolloidierungsverfahren unterworfen v/erden, als ge-. trennte Phase, unter Bildung von Polyblends mit hoher Stoßfestigkeit dispergieren werden. Diese Polyblends sind durch den Einbau der Chlorprenpolymerisatpartikel feuerhemmend und beseitigen elektrostatische Ladungen, wodurch ihre Brauchbarkeit erhöht wird. .Subjected to enamel colloidation processes, as ge. separated phase, with the formation of polyblends with high impact resistance will disperse. Due to the incorporation of the chloroprene polymer particles, these polyblends are fire-retardant and eliminate electrostatic charges, which increases their usefulness. .
Modifizierer oder Kettenübertragungsmittel können in der Monomerformulierung zur Steuerung des Molekulargewichts des Chloroprenkautschuks verwendet werden. Zu diesem Zweck können verschiedene Materialien, zum Beispiel Mercaptane, Disulfide, Terpene, Schwefel und Amine verwendet werden. Am meisten bevorzugt werden Mercaptane, zum Beispiel normale und t-ertiäre Octyl-, Decyl- und Dodecy!mercaptane., in relativ kleinen Gewichtsprazentsätsen» wie beispielsweise 0,001 bis 1,0$, bezogen auf das Gewicht des. Monomers.Modifiers or chain transfer agents can be used in the Monomer formulation can be used to control the molecular weight of the chloroprene rubber. To this end you can various materials, for example mercaptans, disulfides, Terpenes, sulfur and amines can be used. Most preferred are mercaptans, for example normal and tertiary octyl, decyl and dodecy! mercaptans., in relative small weight percentage »such as 0.001 to $ 1.0 based on the weight of the monomer.
Die monomere Formulierung kann bis zu 2 Gew.f<> Vernetzungsmittel,,: bezogen auf das den Ghloroprenkautsehuk bildende Monomer oder die Monomeren, sofern man einen vernetzten Kautschuk wünscht* Das Vernetzungsmittel kann eines der Mittel sein, die geeigrieterweise zur Vernetzung von Dienkautschukarten verwendet werden, zum Beispiel Divdny!benzol,. Divinyläther, Divinylsulfide, Diallylmaleat, Allylaerylate und dergleichen«. The monomer formulation may be up to 2 wt f <> crosslinking agent ,,: based on the Ghloroprenkautsehuk forming monomer or monomers, if one a crosslinked rubber wishes * The crosslinking agent may be any of the agents which are geeigrieterweise used for crosslinking diene rubbers , for example Divdny! benzol ,. Divinyl ethers, divinyl sulfides, diallyl maleate, allyl erylates and the like "
Obgleich die Erfindung im Hinblick auf Chloropren beschrieben wurde,ist sie ebenso anwendbar auf Ilischpolymerisate, worinAlthough the invention has been described in terms of chloroprene it is also applicable to Ilischpolymerisate, in which
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Chloropren wenigstens 50' Gew.$ des Mischpolymerisats und vorzugsweise wenigstens 80,0 Gew.^ bildet. Zu- den Materialien, die mit Chloropren nach dem Verfahren der Erfindung mischpolymerisiert werden können, gehören konjugierte 1.3-Diene, zum Beispiel Butadien, Isopren, Piperylen, usw., Monovinylidenaromatische Monomeren, zum Beispiel Styrol, Arylhalogenstyrol, Aralkylstyrole, alpha-Alkylstyrole, zum Beispiel alpha-Methylstyrol, o-, m- und p-Chlorstyrol und Methylstyrol, usw., äthylenisch ungesättigte Nitrile, zum Beispiel Acrylnitril, Methacrylnitril, usw., Alkylacrylate, zum Beispiel Methylacrylat, usw., Alkylmethacrylate, Methylmethacrylat, usw., alpha-Olefine, zum Beispiel Äthylen, Propylen, usw., Vinylester, zum Beispiel Vinylacetat, usw., Vinyl— und Vinyliden— chloride und -bromide und dergleichen.Chloroprene at least 50% by weight of the copolymer and preferably at least 80.0 wt. To the materials, copolymerized with chloroprene by the process of the invention include conjugated 1,3-dienes, for example butadiene, isoprene, piperylene, etc., monovinylidene aromatic monomers, for example styrene, arylhalostyrene, Aralkylstyrenes, alpha-alkylstyrenes, for example alpha-methylstyrene, o-, m- and p-chlorostyrene and methylstyrene, etc., Ethylenically unsaturated nitriles, for example acrylonitrile, methacrylonitrile, etc., alkyl acrylates, for example methyl acrylate, etc., alkyl methacrylates, methyl methacrylate, etc., alpha-olefins, for example ethylene, propylene, etc., vinyl esters, for example vinyl acetate, etc., vinyl and vinylidene chlorides and bromides, and the like.
Die nachfolgenden spezifischen Beispiele dienen der Erläuterung der Yiirksamkeit der vorliegenden Erfindung, wobei alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind, es sei denn, daß dies anders angegeben ist. Es ist klar, daß viele Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommen werden können, ohne von dem Erf indungs ge danken abzuweichen.The following specific examples are presented to illustrate the effectiveness of the present invention, all of which Parts and percentages are by weight, unless because that this is stated otherwise. It is clear that many Modifications to the method according to the invention can be made without deviating from the inventions.
Etwa 150 Teile 540C v/armes Wasser führt man in ein Reaktionsgefäß unter Rühren zusammen mit 0,1 Teile Natriumbicarbonat, 0,15.Teile Natriumbisulfit ein. Man nimmt das Gefäß etwa 20 Minuten unter Vakuum, wonach etwa 0,002 Teile KaliumpersulfatAbout 150 parts of 54 0 C v / lean water are introduced into a reaction vessel with stirring together with 0.1 part of sodium bicarbonate and 0.15 part of sodium bisulfite. Vacuum the jar for about 20 minutes, after which time about 0.002 parts of potassium persulfate
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langsam zugegeben werden. Nach beendeter Zugabe wird das Gefäß erneut unter Vakuum genommen und das Polymerisationsmedium bei etwa 540C gehalten und etwa 15 Minuten reagieren lassen. 100 Teile Chloroprenmonomer dispergiert man dann in dem Polymerisationsmedium und bringt es auf 5O0C und autogenem Druck. Etwa 0,013 Teile Natriumlaurylsulfat und etwa 0,02 Teile Kaliumpersulfat löst man in 50 Teilen Wasser und führt sie in das Medium ein und dispergiert sie. Die erhaltene Dispersion unterwirft man bei 500C und autogenen Drücken vier Stunden der Polymerisation. Nach Beendigung, der Reaktion werden überschüssige Monomeren unter Vakuum bei 6O0C abgelassen und die ChIoroprenkautschukpartikel in der wäßrigen Dispersion hinsichtlich der Partikelgröße gemassen. Ein "Model 3000 Particle Size Analyzer" von der Martin Sweets Company, Louisville, U.S.A. wurde in Verbindung mit dem Verfahren von Groves u.a., "Size Analysis of Subsieve Powders Using a Centrifugal Photosedimentometer", British Chemical and Engineering, 9:742-744 (1964) verwendet. Bei der Bestimmung der Partikelgröße nach Durchschnittsgewicht betrug die Dichte der Polychloroprenpartikel 1,32 g/ccm. Die durchschnittliche Partikelgröße der gebildeten Partikel betrug 0,610/um. .-.-.-be added slowly. After the addition has ended, the vessel is again taken under vacuum and the polymerization medium is kept at about 54 ° C. and allowed to react for about 15 minutes. 100 parts of chloroprene monomer is then dispersed in the polymerization medium and bringing it to 5O 0 C and autogenous pressure. About 0.013 part of sodium lauryl sulfate and about 0.02 part of potassium persulfate are dissolved in 50 parts of water and introduced into the medium and dispersed. The dispersion obtained is subjected to polymerization for four hours at 50 ° C. and autogenous pressures. After completion of the reaction, excess monomer to be drained under vacuum at 6O 0 C and the ChIoroprenkautschukpartikel in the aqueous dispersion gemassen in particle size. A "Model 3000 Particle Size Analyzer" from the Martin Sweets Company, Louisville, USA was used in connection with the method of Groves et al., "Size Analysis of Subsieve Powders Using a Centrifugal Photosedimentometer", British Chemical and Engineering, 9: 742-744 ( 1964) used. When determining the particle size based on average weight, the density of the polychloroprene particles was 1.32 g / ccm. The average particle size of the particles formed was 0.610 µm. .-.-.-
Es wurden verschiedene Verfahrensabläufe nach Beispiel 1 durchgeführt, wodurch man Partikelgrößen nach Durchschnittsgewicht von 0,606, 0,598, 0,600, 0,619, 0,614 und 0,611yum erhielt, woraus sich ergibt, daß die DurchschnittsabweichungenVarious procedures were carried out according to Example 1 carried out, whereby one particle sizes according to average weight of 0.606, 0.598, 0.600, 0.619, 0.614 and 0.611yum received, from which it can be seen that the mean deviations
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von mittel geringer als 0,010yum sind.are of mean less than 0.010yum.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, ausgenommen daß 0,17 Teile Natriumlaurylsulfat in dem Polymerisationsmedium der Stufe (1) und 0,10 Teile Dispergiermittel mit dem Sulfatrest in Stufe (4) zugegeben wurden. Die Partikelgröße, nach. Durchschnittsgewicht betrug etwa 0,200yum. Es wurden verschiedene Verfahrensablaufe durchgeführt, aus denen sich ergab, daß eine gute Steuerung der Partikelgröße im Bereich •von etwa - ,0,010yum möglich war.The procedure of Example 1 was repeated except that 0.17 part of sodium lauryl sulfate was added in the polymerization medium in step (1) and 0.10 part of dispersant containing the sulfate residue in step (4). The particle size, according to. Average weight was about 0.200 yum. Various methods have been expiration performed, which indicated that a good control of the particle size in the range of about • - was 0,010yum possible.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, ausgenommen daß die Reaktionsstufe für das Polymerisationsmedium nicht verwendet wurde und die Vinylmonomeren unmittelbar in das Polymerisationsmedium eingeführt wurden, bevor das Redoxsystem sich umgesetzt hatte. Es wurden verschiedene Verfahrensabläufe auf diese '/Yeise durchgeführt und die Partikelgröße nach Durchschnittgewicht betrug 0,550 bzw. 0,531, 0,622, 0,601, 0,592, 0,623 und 0,595/um im Durchmesser. Die Partikelgröße nach Durchschnittsgewicht betrug demgemäß 0,550 bis 0,623yum oder eine Abweichung von O,O73/um zwischen den einzelnen Verfahren, was als relativ schlechte Reprodüzierbarkeit der Partikelgröße anzusehen ist, wenn eine gesteuerte Partikelgröße für die Endverwendungseigenschaften kritisch ist.The procedure of Example 1 was repeated except that the reaction step for the polymerization medium was not was used and the vinyl monomers were introduced into the polymerization medium immediately before the redox system had implemented. Various procedures have been carried out on this basis and the particle size according to the average weight was 0.550 or 0.531, 0.622, 0.601, 0.592, 0.623 and 0.595 µm in diameter. The particle size according to the average weight was accordingly 0.550 to 0.623 μm or a deviation of 0.073 μm between the individual Process, which is to be regarded as relatively poor reproducibility of the particle size, if a controlled particle size is critical for end-use properties.
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Das Verfahren von Beispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt, wobei 95,0 feile Chloropren und 5,0 Teile Acrylnitril als monomere Formulierung verwendet wurden. Durch verschiedene Verfahrensabläufe wurde festgestellt, daß die Partikelgröße nach Durchschnittsgewicht wie im Beispiel 1 im engen Bereich der Partikelgrößen reproduzierbar war. .The procedure of Example 1 was essentially repeated, 95.0 parts chloroprene and 5.0 parts acrylonitrile were used as the monomeric formulation. Through different Processes found that the particle size by weight average as in Example 1 in the narrow range the particle size was reproducible. .
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde verwendet, ausgenommen daß 0,006 Teile Natriumlaurylsulfat in dem Polymerisationsmedium der Stufe (1) gelöst wurden. Die Partikelgröße nach Durchschnittsgewicht betrug etwa 0,40yum. Es wurden verschiedene Verfahrensablaufe durchgeführt und es wurde festgestellt, daß die Partikelgröße innerhalb - 0,01 /um reproduzierbar war.The procedure of Example 1 was followed except that 0.006 part of sodium lauryl sulfate was dissolved in the polymerization medium of step (1). The particle size by weight average was about 0.40 µm. Various methods have been performed expiration and it was found that the particle size within - was reproducible to 0.01 /.
Etwa 800 g stabile wäßrige Dispersion von Chloroprenpolymerisatpartikeln, hergestellt wie in Beispiel 2, mit einer monodispersen Partikelgröße nach Durchschnittsgewicht von 0,2 yum j wobei die Partikel etwa 33 /Gew.$ der wäßrigen Dispersion bildeten, wurde in ein Reaktionsgefäß eingeführt, das bei 23°C gehalten wurde, wobei die Dispersion gerührt wurde. Etwa 200g einer zweiten stabilen wäßrigen Dispersion von Chloroprenpolymerisatpartikeln, v/ie in Beispiel 1 hergestellt, mit einerAbout 800 g of stable aqueous dispersion of chloroprene polymer particles, prepared as in Example 2, with a monodisperse Particle size according to average weight of 0.2 yum j the particles forming about 33% by weight of the aqueous dispersion, was placed in a reaction vessel kept at 23 ° C was held while the dispersion was stirred. About 200g of a second stable aqueous dispersion of chloroprene polymer particles, v / ie made in Example 1, with a
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monodispersen Partikelgröße nach Durchschnittsgewicht von 0,6/um, wobei die Partikel etwa 33 Gew.^ der wäßrigen Dispersion bildeten, wurde mit der ersten wäßrigen Dispersion unter Rühren ausreichend lange gemischt, daß eine einheitlich stabile wäßrige Mischdispersion der Chloroprenpolymerisatpartikel mit einer "multimodalen11 Verteilung der Partikelgrößen erreicht wurde. Die Partikel wurden hinsichtlich der Verteilung der Partikelgröße nach dem Meßverfahren, wie im Beispiel 1 verwendet, gemessen und es wurde eine bimodale Verteilung festgestellt, wobei 80 Gew.?£ der Partikel als monodisperse Form mit einer Partikelgröße nach Durchschnittsgewicht von etwa 0,2yum und 20 Gew.^ der Partikel als monodisperse Form mit einer Partikelgröße nach Durechschnitts— gewicht von etwa 0,6"yum vorlag. Es wurde festgestellt, daß die Partikel als getrennte einzelne Partikel in der stabilen Mischdispersion dispergiert vorlagen, ohne daß eine wesent-1-iche Agglomeration der kleinen und großen Partikel unter Veränderung der bimodalen Verteilung eintrat, woraus sich ergibt, daß eine stabile wäßrige Dispersion von Polychloroprenpolymerisatpartikeln mit einer multimodalen Verteilung der Partikelgröße erhalten wurde, die zum Mischen mit thermoplastischen Polymerisatpartikeln unter Bildung von Polyblends hervorragend geeignet war.monodisperse particle size based on average weight of 0.6 μm, the particles forming about 33 wt. ^ of the aqueous dispersion, was mixed with the first aqueous dispersion with stirring for a sufficient time that a uniformly stable aqueous mixed dispersion of the chloroprene polymer particles with a "multimodal 11 distribution The particles were measured with regard to the distribution of the particle size by the measuring method as used in Example 1, and a bimodal distribution was found, with 80% by weight of the particles as a monodisperse form with a particle size based on average weight of about 0.2 μm and 20% by weight of the particles were present as a monodisperse form with a particle size according to average weight of about 0.6 "μm. It was found that the particles were present as separate individual particles in the stable mixed dispersion without any substantial agglomeration of the small and large particles with a change in the bimodal distribution, which results in a stable aqueous dispersion of polychloroprene polymer particles with a multimodal distribution of the particle size was obtained, which was excellently suited for mixing with thermoplastic polymer particles with the formation of polyblends.
■tpatentansprüche-■ patent claims
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209850/0965209850/0965
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
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