DE2539605A1 - Verfahren zur herstellung von schlagfestem polymerem - Google Patents
Verfahren zur herstellung von schlagfestem polymeremInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von schlagfestem Polymerem
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren für die Herstellung von schlagbeständigen Polymeren, bei dem
eine aromatische Vinylverbindung und Kautschuk in der Masse
bei steigenden Temperaturbedingungen polymerisiert werden. Die Reaktionsmasse fließt durch mehrere Reaktoren, wodurch
definierte Reaktionszonen gebildet werden, in denen spezifische Reaktionsbedingungen aufrechterhalten werden.
Schlagfeste Polymere können durch Polymerisation einer größeren Menge aromatischer Vinylverbindungen mit einer geringeren
Menge an Kautschuk hergestellt werden. Viele unterschiedliche Arten von aromatischen Vinylverbindungen und
Kautschuken können verwendet werden und sind dem Fachmann bekannt. In der Polymerisationsmischung polymerisieren einige
der aromatischen Vinylverbindungen unter Homopolymerbildung, während der Kautschuk entweder mit diesen Homopolymeren
oder mit Monomerem unter Bildung von Pfropfcopolymer
reagieren kann. Schlagfeste Polymere scheinen eine Mischung aus Homopolymerem und Copolymerem zu enthalten, worin das.
Copolymere innerhalb der Masse verteilt ist. Im allgemeinen wird nur eine geringe Kautschukmenge verwendet, beispielsweise
ungefähr 10 Gewichts-% oder weniger, aber dies reicht aus, um der gesamten Polymermasse Schlagfestigkeit zu verleihen.
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Es wurde nun ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von schlagfestem Polymereirt gefunden aus einem Beschickungsmaterial,
das frei ist von inertem Lösungsmittel für die Kautschuk- und aromatischen Vinyl-Reaktionsteilnehmer. Obgleich
es wünschenswert sein kann, eine geringe Menge an Innenschmiermittel und Antioxydans zu dem Beschickungsmaterial
zu geben, wurde gefunden, daß das Beschickungsmaterial nicht mit einem inerten Lösungsmittel für die Kautschuk- und aromatischen
Vinyl-Reaktionsteilnehmer verdünnt werden muß. Man hat bis heute angenommen, daß die Wärmeübertragungsschwierigkeiten
bei der Polymerisation einer Mischung aus aromatischem Vinylmonomeren und Kautschuk so groß sind, daß die Zugabe
eines Verdünnungslösungsmittels erforderlich sei.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Polymerisation
in mehreren getrennten Reaktoren, bevorzugt drei, durchgeführt,
um die Reaktionskontrolle zu erleichtern.
Das Beschickungsmaterial kann in den ersten Reaktor an zwei
oder mehreren unterschiedlichen Stellen eingeleitet werden. Dies kann die Temperaturkontrolle im ersten Reaktor erleichtern
helfen, wo eine "Durchgeh"-Reaktion am wahrscheinlichsten auftritt. Die Temperatur im ersten Reaktor wird wünschenswerterweise
im Bereich von 93,3 bis 126,7°C (200 bis 26O°F), bevorzugt von 104,4 bis 124°C (220 bis 255°F) gehalten.
Die Temperatur im zweiten Reaktor wird im Bereich von 115,6 bis 140,5°C (240 bis 285°F), bevorzugt von 118, 4 bis
132°C (245 bis 2 7O°F) gehalten, und die Temperatur im dritten Reaktor wird im Bereich von 138 bis 249°C (280 bis 480°F),
bevorzugt im Bereich von 154 bis 229,5°C (310 bis 445°F) gehalten.
Der dritte Reaktor besitzt bevorzugt zwei getrennte-Temperaturbereiche
bzw. -zonen. Die erste Zone liegt im Bereich von 138 bis 201,5°C (280 bis 395°F), bevorzugt von
160 bis 179,5°C (320 bis 355°F), und die zweite Zone liegt
im Bereich von 190,5 bis 249°C (375 bis 48o°F), bevorzugt von 204 bis 229,5°C (400 bis 445°F).
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Die reagierende Masse wird langsam gerührt, wenn sie durch die Reaktoren durchgeht, um eine im wesentlichen einheitliche
Temperatur innerhalb der Masse sicherzustellen. Abhängig von den gewünschten Eigenschaften in dem Polymer, wie dem Verteilungsgrad
der Komponenten und den Molekulargewichtsvariationen, die von der Temperaturkontrolle abhängen, ist es manchmal
wünschenswert, die Rührgeschwindigkeit zu erniedrigen, wenn sich die Reaktionsmasse zu Zonen mit höherer Temperatur
bewegt.
Die Strömung durch die Reaktoren wird kontrolliert, beispielsweise
im Bereich von 0,91 bis 1,81 kg (2 bis 4 pounds) fluide Reaktionsmasse pro Stunde pro 28 dm (cubic foot) Reaktorvolumen,
so daß der Abstrom von dem ersten Reaktor von 10 bis 35 Gewichts-% Polymer in Lösung mit nicht-umgesetzter
aromatischer Vinylverbindung enthält, der Abstrom von dem zweiten Reaktor von 35 bis 60 Gewichts-% Polymer enthält und
der Abstrom von dem dritten Reaktor mehr als 95 Gewichts-% Polymer enthält. Die geringe Menge an aromatischem Vinylmonomeren
in dem Polymerprodukt, das von dem dritten Reaktor entnommen wird, wird durch Verdampfung bzw. Abdampfen entfernt. Dadurch
werden die Schlagfestigkeit und andere physikalische Eigenschaften
des polymeren Produkts verbessert. Die Strömung durch die Reaktoren wird weiterhin so kontrolliert, daß jeder
Teil der Reaktionsmasse während ungefähr der gleichen Zeit den gleichen Temperaturbedingungen unterworfen wird. Mit
anderen Worten soll innerhalb der Reaktoren eine "Absperrströmung" (plug flow) aufrechterhalten werden(vgl. Chemical Reaction
Engineering by 0. Levenspiel, John Wiley & Sons, 1967, S.99 ff.),
Obgleich die Zusammensetzung der Beschickungsmaterialien variieren
kann, ist es bevorzugt, ein Beschickungsmaterial zu verwenden, das als Hauptmenge ein Styrolmonoraer, bevorzugt
mindestens 85 Gewichtsteile, und als Nebenmenge einen Polybutadien- oder Styrol-Butadien-Kautschuk, bevorzugt nicht
mehr als 15 Gewichtsteile, enthält. Das Beschickungsmaterial
kann ebenfalls geringe Mengen an Innenschmiermittel, wie Mineralöl, und ein Antioxydans, wie 2,,6-Di-(tert.-butyl)-4-methylphenol,
4-(tert.-Butyl)-catechol, und Zuschläge von Tri-
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nonylphenylphosphit, Tridinonylphenylphosphit und Triisopropanolamin
oder Mischungen davon,enthalten. Es wurde gefunden, daß geringe Mengen, im allgemeinen nicht mehr als
5 Gewichts-%, dieser und anderer gut bekannter Zusatzstoffe zu dem Beschickungsmaterial zugegeben werden können, um das
Fließvermögen, die Farbe, die Klarheit, die Stabilität usw. zu verbessern. Die Hauptmasse des Beschickungsmaterials sollte
jedoch im wesentlichen aus aromatischem Vinylmonomeren und Kautschuk bestehen und frei von inerten Lösungsmitteln
für das Monomere und den Kautschuk sein.
Das von flüchtigen Bestandteilen befreite, bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren gewonnene Polymer enthält weniger als 0,5 % freie aromatische Vinylverbindung, vinylaromatische-Kautschuk-Copolymer-Teilchen
mit einer Teilchengröße über 1 Mikron, aber nicht über 20 Mikron, und zeichnet sich durch
die folgenden zusätzlichen Eigenschaften aus:
a) Schmelzindex höher als 1 g/lO Minuten, aber nicht höher
als 10 g/10 Minuten (ASTM D-1238),
b) Izod-Schlagfestigkeit (nicht spannungsfrei gemacht) über
0,124 m-kg/2,5 cm bzw. 0,049 m-kg/cm (0,9 ft-lb/in) (ASTM D-256),
c) Wärmeverformungstemperatur über 68,4°C (155°F) (ASTM D-648),
d) % Dehnung größer als 25 % (ASTM D-638).
Der Prozentgehalt an nicht-gebundener aromatischer Vinylverbindung
wird nach bekannten chromatographischen Verfahren bestimmt, und die Verteilung der Kautschuk enthaltenden Komponente
wird nach üblichen mikroskopischen Verfahren bestimmt.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird eine beispielhafte Form
der Erfindung näher erläutert. In der Figur ist ein Fließschema des neuen erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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Wie in der Figur dargestellt, wird zuerst ein Beschickungsmaterial hergestellt, indem man bei 35 C (95 F) in einer Auflösevorrichtung
10 monomeres Styrol, 0,62 cm (quarter-inch)-Würfel aus Poly-1,3-butadienkautschuk, Mineralöl und Antioxydans
vermischt. Die Mischvorrichtung 20 im Inneren der Auflösevorrichtung 10 unterstützt das Lösen des Polybutadienkautschuks
und vermascht diesen mit den anderen Bestandteilen. Nachdem das fertige Beschickungsmaterial hergestellt
ist, was ungefähr 8 Stunden erfordert, bewegt es die Pumpe von der Auflösevorrichtung 10 über die Leitung 11 in einen
Lagerungstank 22.
Die Polymerisation des Beschickungsmaterials erfolgt in drei ähnlich gebauten Kohlestahlreaktoren 1, 2 und 3, die ungefähr
die gleiche Volumenkapazität besitzen. Die Reaktoren 1,2 und enthalten entsprechende Kühlmäntel 26, 26a und 26b, Rührvorrichtungen
28, 28a und 28b im Inneren der Mantel und innere Kühlelemente 30, 30a und 30b, die im allgemeinen in senkrechter
Ebene quer zu der Strömung der Reaktionsmasse angeordnet sind. Die Kühlelemente 3O, 30a und 30b können irgendeine geeignete
Konfiguration besitzen, die Zwischenräume darin ermöglicht,
durch die eine freie Strömung der Reaktionsmasse durch die Reaktoren 1, 2 und 3 möglich wird. Es ist bevorzugt,
Innen-Kühlelemente zu verwenden, da dadurch eine Kanalbildung
der Reaktionsmasse vermieden wird, wenn sie durch die Reaktoren 1, 2 und 3 fließt. Reaktionsmasse und reagierende
Masse werden synonym verwendet.
Die Rührvorrichtungen 2 8, 28a und 28b besitzen Energieachswellen 32, 32a und 32b, die mit den zentralen horizontalen
Achsen der Reaktoren zusammenfallen und durch die (nicht gezeigten) Öffnungen in den Kühlelementen 30, 30a und 30b passen.
Eine Vielzahl von Laufradflügeln 36, 36a und 36b sind auf die Achsen 32, 32a und 32b montiert, und Motoren 38, 3 8a und 3 8b,
die diese Achsen antreiben, bewirken, daß die Schaufeln rotieren, und dabei wird eine "Absperrströmung" (plug flow)
aufrechterhalten. Die Pumpen 51, 60 und 70 bewegen die reagierende Masse durch die Reaktoren 1, 2 und 3 im allgemeinen
in horizontaler Richtung.
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Wenn die Polymerisation im Inneren der Reaktoren 1, 2 und 3
stattfindet, wird Kühlmedium über die Einlaßleitung 42 in die Kühlmantel 26, 26a und 26b,durch die Kühlelemente 30,
30a und 30b und aus der Ausgangsleitung 44 in die Rückführleitung 46 gepumpt. Thermostaten 48, die längs der Einlaßleitung
42 angebracht sind und auf die Temperatur der Reaktionsmasse im Inneren der Reaktoren 1, 2 und 3 ansprechen, verfolgen
die Temperatur im Inneren der Reaktoren und regulieren die Strömung der Kühlflüssigkeit so, daß die Temperaturen
in den Reaktoren innerhalb vorbestimmter Bereiche gehalten werden.
Im Reaktor 1 liegt die Temperatur im Bereich von 93,3 bis 126,7°C (200 bis 26O°F), und im Reaktor 2 liegt.sie im
Bereich von 115,6 bis 140,5°C (240 bis 285°F), und im Reaktor 3 am vorderen Ende 50 liegt sie im Bereich von 138 bis
190,5°C (280 bis 375°F), und am hinteren Ende 52 liegt sie im Bereich von 190,5 bis 248°C (3 75 bis 480°F). Die Drucke
im Inneren der Reaktoren 1, 2 und 3 liegen im Bereich von 0 bis 7,03 atü (0 bis lOO psig).
Um die Reaktion in Gang zu setzen, bewegt die Pumpe 51 anfangs das Beschickungsmaterial von der Leitung 49 durch ein
Filter 53 in den Reaktor 1 bei der Einfüllstation 54 und füllt diesen Reaktor. Zusätzliche Einfüllstationen 62 und
64, die in gestrichelten Linien gezeigt sind, können verwendet werden, um das Beschickungsmaterial in den Reaktor 1
einzuleiten. Durch Pumpen des Beschickungsmaterials in den Reaktor 1 über eine Vielzahl von Einfüllstationen 54, 62 und
64 kann die Temperatur im Inneren des Reaktors 1 manchmal leichter reguliert werden, abhängig von der gewünschten Temperatur.
Die Polymerisation beginnt jetzt, und wenn sich das Polymere bildet, bewegt der Motor 38 die Energieachse 32 mit einer
Geschwindigkeit von ungefähr 7 UpM. Wenn die Reaktionsmasse sich vom vorderen Ende 56 des Reaktors 1 zum hinteren Ende 58 des
Reaktors 1 bewegt, werden 10 bis 35 Gewichts-% der Masse in das Polymere überführt. Der Abstram des Reaktors 1 wird über
die Pumpe 6 0 über die Leitung 59 in den Reaktor 2 gepumpt.
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Im Reaktor 2 bewegt der Motor 3 8a die Energieachse 32 mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 4 UpM. Wenn sich die Reaktionsmasse
vom vorderen Ende 66 des Reaktors 2 bis zum hinteren Ende 68 des Reaktors 2 bewegt, erhöht sich die Polymerisationsgeschwindigkeit,
und es wird weiteres Polymer gebildet. Die Reaktionsmasse, die am hinteren Ende 68 entnommen
wird, enthält 35 bis 60 Gewichts-% Polymer. Eine Pumpe 70 bewegt den Abstrom von dem Reaktor 2 in den Reaktor 3 über
die Leitung 71. Im Reaktor 3 bewegt der Motor 3 8b die Energieachse 32b in einer Geschwindigkeit von ungefähr 2 UpM.
Der Abstrom, der aus dem Reaktor 3 entnommen wird, enthält mehr als 95 Gewichts-% Polymerprodukt.
Die Pumpe 76 leitet den Materialabstrom aus dem Reaktor 3 in
eine Abdampfvorrichtung 78 über die Leitung 77. Die Abdampfvorrichtung 78 wird bei einem Druck von 7 mm Quecksilber und
einer Temperatur von 226,50C(429°F)betrieben. Irgendwelches
nicht-umgesetztes Styrol verdampft in der Abdampfvorrichtung 78, und die Dämpfe treten in den Kühler 80 ein, um sie wiederzugewinnen,
so daß sie rezyklisiert werden können. Die Pumpe 81 zieht das abgedampfte Produkt von der Abdampfvorrichtung
ab und befördert es in die Fertigungszone bzw. Nachbereitungszone 82, wo es in Pellets 84 überführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt die doppelten Vorteile, daß es kontinuierlich durchgeführt werden kann und daß es
leicht kontrolliert werden kann. Nachdem einmal die Reaktoren 1, 2 und 3 entsprechend ihrer Kapazität gefüllt wurden
und die Polymerisation angefangen hat, werden sie durch kontinuierliche
Zugabe von Beschickungsmaterial in vollem Zustand gehalten. Die chemische Zusammensetzung der Pellets 84
verbleibt im wesentlichen konstant, solange die Reaktionsbedingungen und die Zusammensetzung des Beschickungsmaterials
gleich sind. Selbstverständlich können die physikalischen Eigenschaften und die chemische Zusammensetzung der Pellets
84 leicht geändert werden, indem man entweder die Zusammensetzung des Beschickungsmaterials oder die Reaktionsbedingungen
oder beide ändert. Da diese Änderungen leicht durch-
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geführt werden können, ist das erfindungsgemäße Verfahren
sehr vielseitig. Da andererseits, wenn die Reaktionsbedingungen einmal eingestellt wurden, diese leicht aufrechterhalten
werden können, besitzen die Verfahrensprodukte einheitliche Qualität.
In der folgenden Tabelle sind Beispiele dargestellt, durch die die Vielfältigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert
wird.
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Beschickungsmaterial (Gewichts-%) |
Beispiel 1 | 89, | 1 | Bei | spiel 2 | 1 | Bei | spiel 3 | ,1 | Beispiel 4 | 90, | 1 | |
Styrol | 6, | 5 | 89, | 5 | 89 | ,5 | 6, | 5 | |||||
Polybutadien | 4, | 0 | 6, | 0 | 6 | ,0 | 3, | 0 | |||||
Mineralöl | o, | 4 | 4, | 4 | 4 | ,4 | o, | 4 | |||||
Antioxydans | o, | 0 | |||||||||||
-J | Strömungsgeschwindigkeit | (3234) | (3234) | (3234) | (3234) | ||||||||
O co |
kg/h (Ibs/h) | 1468 | 24 | (2,73) | 146 8 | (2,73) | 1468 | (2,73) | 1468 | 24 | (2,73) | ||
CD | kg/h/28,3 dm3 (lbs/h/ft3) | 1, | 1, | 24 | 1, | 24 | 1, | ||||||
O | Reaktor 1 | 4 | (220) | (219) | (214) | 2 | (216) | ||||||
O IO |
Temperatur, 0C (0F) | 104, | 10 3, | 9 | 101, | 1 | 102, | ||||||
% Umwandlung | 22 | 14 | 11 | 12 | |||||||||
Rührer, UpM | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||
Reaktor 2 | 8 | (244) | (262) | (262) | 7 | (262) | |||||||
Temperatur, C ( F) | 117, | 127, | 7 | 127, | 7 | 127, | |||||||
% Umwandlung | 46 | 55 | 53 | 53 | |||||||||
Rührer, Upm | 4 | 4 | 8 | 8 | |||||||||
Reaktor 3 (vorderes Ende) |
(325) | (325) | (325) | (325) | |||||||||
Temperatur, °C (0F) | 163 | 163 | 163 | 163 | |||||||||
% Umwandlung | 82 | 82 | 86 | 77 | |||||||||
Rührer, UpM | 2 | 2 | 2 | 2 |
Tabelle (Fortsetzung)
Reaktor (hinteres Ende)
Temperatur, 0C (0F)
% Umwandlung Rührer, UpM
Druck, mm Hg Temperatur, 0C (0F)
Schmelzindex, g/lO Min, Izod-Schiagfestigkeit
m-kg/cm (ft-lb/in) Dehnung, % Wärmeverformung Temperatur, 0C (0F)
% nicht-gebundenes Styrol
230 (446) 230 (446) 97 97
2 2
25
225
225
(437)
3,7
0,076(1,4) 32
71,1 (160) 0,2
25 225
(437)
2,9
0,092(1,7) 34
71,1 (160) 0,2
(446)
97
2
97
2
25
(437)
(437)
4,2
0,071(1,3)
35
35
71,6 (161)
0,2
0,2
230
97
25 225
(446)
(437)
2,5
0,092(1,7)
31
78,2 (173) 0,2
Durch die obigen Beispiele wurden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutert. Auf ähnliche Art können unterschiedliche
Arten von aromatischen Vinylverbindungen und Kautschuken, die gut bekannt sind, zur Herstellung des Beschikkungsmaterials
verwendet werden, und die Reaktionsbedingungen können entsprechend den im Endprodukt gewünschten Eigenschaften
variiert werden.
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Claims (19)
- Patentansprüche[j)l. Kontinuierliches Verfahren für die Herstellung von schlagfestem Polymerem, bei dem mindestens 85 Gewichtsteile monomerer Styrol-Reaktionsteilnehmer und nicht mehr als 15 Gewichtsteile Kautschuk-Reaktionsteilnehmer unter kontrollierten Wärme- und Strömungsbedingungen und in Abwesenheit eines Lösungsmittels für die Reaktionsteilnehmer polymerisiert werden und wobei der Kautschuk-Reaktionsteilnehmer mit dem monomeren Styrol-Reaktionsteilnehmer polymerisiert und in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, um dem Produkt Schlagfestigkeit zu verleihen, dadurch gekennzeichnet , daß mana) eine erste Temperaturzone von 93,3 bis 126,7°C (200 bis 260 F) schafft und eine erste Reaktionsmasse, die den monomeren Styrol-Reaktionsteilnehmer und den Kautschuk-Reaktionsteilnehmer enthält, durch die erste Reaktionszone mit so einer vorbestimmten Geschwindigkeit leitet, daß eine zweite Reaktionsmasse, die von 10 bis 35 Gewichts-% Polymer enthält, aus der ersten Zone entnommen wird,die erste Masse durch die erste Zone in einer im allgemeinen horizontalen Richtung leitet, während man im wesentlichen eine Absperrströmung aufrechterhält,die erste Masse langsam rührt, wenn die erste Masse durch die erste Zone fließt, um eine im wesentlichen homogene Temperatur innerhalb der ersten Masse zu erzeugen,b) eine zweite Temperaturzone von 115,6 bis 140,5°C (240 bis 285 P) schafft und die zweite Masse durch die zweite Zone mit einer solchen vorbestimmten Geschwindigkeit leitet, daß eine dritte Reaktionsmasse, die von 35 bis 60 Gewichts-% Polymer enthält, aus der zweiten Zone entnommen wird,man die zweite Masse durch di-e zweite Zone in im allgemeinen horizontaler Richtung leitet, während man im we-709810/0972• 2539606sentlichen eine Absperrströmung aufrechterhält, unddie zweite Masse langsam rührt, so daß die zweite Masse durch die zweite Zone so fließt, daß die zweite Masse im wesentlichen eine homogene Temperatur aufweist,c) eine dritte Temperaturzone von 138 bis 249°C (280 bis 480°F) schafft und die dritte Masse durch die dritte Zone in einer so vorbestimmten Geschwindigkeit leitet, daß das Polymerprodukt, das aus der dritten Zone abgezogen wird, mehr als 95 Gewichts-% Polymer enthält,wobei die dritte Masse durch die dritte Zone in einer im allgemeinen horizontalen Richtung gezogen wird, während man im wesentlichen eine Absperrströmung aufrechterhält, undman die dritte Masse langsam rührt, so daß die dritte Masse durch die dritte Zone so fließt, daß die dritte Masse im wesentlichen eirie homogene Temperatur besitzt, undd) man das Polymerprodukt, das aus der dritten Zone erhalten wird, abdampft, um nicht-umgesetzten monomeren Styrol-Reaktionsteilnehmer zu entfernen,wobei das abgedampfte Polymerprodukt eine Wärmeverformungstemperatur über 68,4°C (155°F), eine Izod-Schlagfestigkeit (nichtentspannt) über 0,049 m-kg/cm (0,9 ft.-lb./in.), einen Schmelzindex über 1 g/l0 Minuten, aber nicht über g/l0 Minuten, eine Dehnung über 25 % besitzt und weniger als 0,5 Gewichts-% nicht-gebundenen monomeren Styrol-Reaktionsteilnehmer enthält, und wobei die Styrol-Kautschuk-Copolymerteilchen eine Teilchengröße über 1 u, aber nicht über 20 μ besitzen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die "dritte Zone zwei getrennte Temperaturbereiche von 13 8 bis 190,5°C (280 bis 3 75°F) und von 190,5 bis 249°C (3 75 bis F) enthält und daß die dritte Masse zuerst durch den ersten Bereich und dann direkt in den zweiten Bereich709810/0972- 14 fließt, wenn die dritte Masse durch diese Zone fließt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Zonen ungefähr das gleiche Volumen besitzen und daß die Reaktionsmassen durch die Zonen mit konstanter Geschwindigkeit zwischen 0,91 bis 1,81 kg reagierender Masse/stunde/28 dm Zonenvolumen (2 bis 4 pounds reagierender Masse/stunde/cubic foot Zonenvolumen) fließen.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reagierende Masse mit langsamer Geschwindigkeit bewegt bzw. gerührt wird, wenn sie durch diese Zonen fließt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Masse in die erste Zone an mindestens zwei Stellen eingeleitet wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kautschuk-Reaktionsteilnehmer Polybutadien oder Styrol-Butadien-Kautschuk verwendet.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daßdie erste reagierende Masse zusätzlich ein inneres Schmiermittel und ein Antioxydans enthält, wobei das Schmiermittel und das Antioxydans in einer Menge von nicht mehr als ca. 5 Gewichts-% vorhanden sind.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schmiermittel Mineralöl und als Antioxydans 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 4-tert.-Butylcatechol, ein Gemisch aus Trimonononylphenylphosphit, Tridinonylphenylphosphit und Triisopropanolamin oder Mischungen davon verwendet.
- 9. Kontinuierliches Verfahren für die Herstellung von schlagfestem Styrolpolymerem, dadurch gekennzeichnet, daß man709810/0972a) eine Lösung herstellt, die im wesentlichen aus einer wirksamen Menge von nicht mehr als 15 Gewichtsteilen Polybutadien-oder Styrol-Butadien-Kautschuk,von O bis ungefähr 5 Gewichtsteilen Innenschmiermittel und Antioxydans und mindestens 85 Teilen monomerem Styrol besteht,b) die Lösung· in einen ersten Reaktor pumpt, der einen horizontalen zylindrischen Behälter, umgeben von einem Kühlmantel, umfaßt und der eine Vielzahl von inneren Kühlelementen enthält, die im allgemeinen in vertikaler Ebene senkrecht zu der horizontalen Zentralachse des Reaktors angebracht sind, wobei eine Vielzahl von Laufradflügeln zwischen den Kühlelementen angebracht ist und an einen Schaft montiert ist und sich von diesem weg erstreckt, der längs der horizontalen Zentralachse des Reaktors angebracht ist, und eine Einrichtung, um den Schaft zu rotieren,c) man eine erste Reaktionsmasse in dem ersten Reaktor bildet, indem man in der Lösung die Polymerisation initiiert,d) eine erste Temperaturzone im ersten Reaktor von 93,3 bis 126,7°C (200 bis 26O°F) einrichtet, während man die erste Reaktormasse mit den Laufradflügeln langsam rührt, so daß eine im wesentlichen homogene Temperatur innerhalb der reagierenden Masse erhalten wird,e) kontinuierlich die erste reagierende Masse durch den ersten Reaktor leitet in einer im allgemeinen horizontalen Richtung, während man eine Absperrströmung aufrechterhält, in einer Geschwindigkeit, so daß ein Abstrom, der eine 10- bis 35-gewichtsprozentige Polymerlösung enthält, kontinuierlich aus dem ersten Reaktor abgezogen wird,f) den Abstrom von dem ersten Reaktor in einen zweiten Reaktor ähnlicher Bauart wie der erste Reaktor leitet, um eine zweite reagierende Masse zu bilden,709810/0972g) eine zweite Temperaturzone innerhalb des ersten Reaktors von 115,6 bis 14O,5°C (240 bis 285°F) einrichtet, während man die zweite reagierende Masse mit den Laufradflügeln so rührt, daß eine im wesentlichen homogene Temperatur innerhalb der reagierenden Masse aufrechterhalten wird,h) kontinuierlich die zweite reagierende Masse durch den zweiten Reaktor leitet in einer im allgemeinen horizontalen Richtung, während man eine Absperrströmung aufrechterhält, in einer Geschwindigkeit, daß ein Abstrom, der eine 35- bis 60-gewichtsprozentige Lösung des Polymeren enthält, kontinuierlich aus dem zweiten·Reaktor entnommen wird,i) den Abstrom von dem zweiten Reaktor in einen dritten Reaktor ähnlicher Bauart wie der erste und der zweite Reaktor unter Bildung einer dritten reagierenden Masse leitet,j) eine dritte Temperaturzone innerhalb des dritten Reaktors von 121 bis 249°C (250 bis 480°F) einrichtet, während man die dritte reagierende Masse mit den Laufradflügeln langsam so bewegt, daß eine im wesentlichen homogene Temperatur innerhalb der reagierenden Masse aufrechterhalten wird,k) kontinuierlich die dritte reagierende Masse durch den dritten Reaktor leitet in einer im allgemeinen horizontalen Richtung, während eine Absperrströmung aufrechterhalten wird, in einer Geschwindigkeit, so daß ein Abstrom, der mehr als 95 Gewichts-% Polymer enthält, kontinuierlich aus dem dritten Reaktor entnommen wird, und1) man das aus dem dritten Reaktor entnommene Styrolpolymer abdampft, um nicht-umgesetztes monomeres Styrol zu entfernen,wobei das abgedampfte Styro!polymer weniger als 0,5 Gewichts-% nicht-gebundenes monomeres Styrol enthält, eine Wärmever— formungstemperatur über 68,4°C (155°F) besitzt, eine Izod-Schlagfestigkeit (nichtentspannt) über 0,049 m-kg/cm709810/0972(0,9 ft-lb/in) besitzt, einen Schmelzindex zwischen 1 und 10 g/lO Minuten und eine Dehnung über 25 % aufweist und Styrol-Kautschuk-Copolymer-Teilchenmit einer Teilchengröße zwischen 1 und 10 u enthält.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Zone zwei getrennte Temperaturbereiche von 138 bis 19O,5°C (280 bis 3 75°F) und von 190,5 bis 249°C (375 bis 480°F) enthält, wobei die dritte Masse zu Anfang durch den ersten Bereich und dann direkt in den zweiten Bereich strömt, wenn die Masse durch diese Zone fließt.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Zonen ungefähr das gleiche Volumen besitzen und daß die reagierende Masse durch die Zonen in einer konstanten Geschwindigkeit im Bereich von 0,91 bis 1,81 kg reagierender Masse/stunde/28 dm Zonenvolumen (2 bis 4 pounds reagierender Masse/stunde/cubic foot Zonenvolumen) fließt.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die reagierende Masse mit langsamer Geschwindigkeit gerührt-wird, wenn sie durch die Zonen fließt.
- 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Masse in die erste Zone an mindestens zwei Stellen eingeleitet wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schmiermittel Mineralöl und als Antioxydans 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 4-tert.-Butylcatechol, ein Gemisch aus Trimonononylphenylphosphit, Tridinonylphenylphosphit und Triisopropanolamin oder Mischungen davon verwendet.
- 15. System für die Herstellung von schlagfestem Polymer, umfassend eine Lagerungseinrichtung enthaltend ein Beschickung smaterial aus einem aromatischen Vinyl-Reaktions-7 0 9810/0972teilnehmer und einem Kautschuk-Reaktionsteilnehtner,eine Vielzahl von Reaktoreinrichtungen, durch die das Beschickungsmaterial geleitet wird und worin das Beschikkungsmaterial Polymerisationsbedingungen unterworfen wird, um das Beschickungsmaterial in hochschlagfesten Kunststoff zu überführen,wobei jede der Reaktoreinrichtungen umfaßt innere Kühlelemente, angebracht in im allgemeinen senkrechter Ebene transversal zu der Richtung der Strömung des Beschickungsmaterials durch die Reaktoreinrichtung, und eine Rühreinrichtung im Inneren der Reaktoreinrichtungen, um das Beschickungsmaterial in einer im allgemeinen horizontalen Richtung durch die Reaktoreinrichtungen und längs der Kühlelemente zu bewegen,eine Einrichtung, die die Lagerungseinrichtung und eine der Reaktoreinrichtungen verbindet, um das Beschickungsmaterial von der Lagerungseinrichtung zu der Reaktoreinrichtung zu transportieren,eine Einrichtung zwischen den Reaktoreinrichtungen, um die reagierende Masse von einer Reaktoreinrichtung zu der anderen Reaktoreinrichtung zu transportieren, undeine Temperaturreguliereinrichtung, die mit den Reaktoreinrichtungen verbunden ist, um die Temperatur im Inneren der Reaktoreinrichtungen so zu regulieren, daß das Beschickung smaterial, wenn es durch die Reaktoreinrichtungen transportiert wird, progressiv höheren Temperaturen ausgesetzt ist.
- 16, System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es drei getrennte Reaktoreinrichtungen enthält, wobei die " Temperatur in der ersten Reaktoreinrichtung im Bereich von 93,3 bis 126,7°C (200 bis 2600F), die Temperatur in der zweiten Reaktoreinrichtung im Bereich von 115,6 bis 140,5°C (240. bis 285°F) und die Temperatur in der dritten Reaktoreinrichtung im Bereich von 193 bis 249°C (280 bis 4800F) gehalten werden.70981 0/0972
- 17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Reaktoreinrichtung zwei getrennte Temperaturbereiche von 193 bis 19O,5°C (280 bis 3 75°F) und von 190,5 bis 249°C (375 bis 4800F) enthält.
- 18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Reaktoreinrichtungen das gleiche Volumen besitzen und daß das Beschickungsmaterial durch die Reaktoreinrichtungen mit einer Geschwindigkeit im Bereich zwischen 0,907 bis 1,81 kg (2 bis 4 pounds) Beschickungsmaterial/ Stunde/28 dm (cubic foot) Reaktorvolumen strömt.
- 19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsmaterial in die erste Reaktoreinrichtung von mindestens zwei Stationen eingeleitet wird.709810/0972XOLeerseite
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