DE3039543A1 - METHOD FOR PRODUCING PVC RESINS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING PVC RESINS

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DE3039543A1
DE3039543A1 DE19803039543 DE3039543A DE3039543A1 DE 3039543 A1 DE3039543 A1 DE 3039543A1 DE 19803039543 DE19803039543 DE 19803039543 DE 3039543 A DE3039543 A DE 3039543A DE 3039543 A1 DE3039543 A1 DE 3039543A1
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Ken Tokyo Itoh
Ichiro Ibaraki Kaneko
Hajime Ichihara Chiba Kitamura
Toshihide Chiba Shimizu
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F14/02Monomers containing chlorine
    • C08F14/04Monomers containing two carbon atoms
    • C08F14/06Vinyl chloride

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Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchloridharzen (PVC-Harzen) der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a method for the production of polyvinyl chloride resins (PVC resins) in the preamble of Claim 1 mentioned Art.

Speziell betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von PVC-Harzen durch Polymerisation in wässriger Suspension. Das Verfahren ist speziell darauf ausgerichtet, Produktpolymere mit verbesserter Wärmebeständigkeit und vermindeter Verfärbung beim Formgeben zu schaffen. Als Monomer für die Polymerisationsreaktion wird vorzugsweise Vinylchlorid verwendet, kann aber auch ein Monomergemisch verwendet werden, dessen Hauptkomponente Vinylchlorid ist. Bei diesem Verfahren soll weiterhin die Effektivität der Polymerisationsreaktion selbst dadurch wesentlich verbessert werden, daß der Ansatz und der Aufbau von Verkrustungen an den inneren Wänden des Polymerisationsreaktors weitgehend unterdrückt wird. In particular, the invention relates to a process for the production of PVC resins by polymerization in aqueous suspension. The process is specifically designed to produce product polymers with improved heat resistance and reduced discoloration to create when giving shape. Vinyl chloride is preferably used as the monomer for the polymerization reaction, but it can a monomer mixture whose main component is vinyl chloride can also be used. In this process, the Effectiveness of the polymerization reaction itself can be significantly improved by the fact that the approach and the structure is largely suppressed by incrustations on the inner walls of the polymerization reactor.

Gebräuchlicherweise werden PVC-Harze in aller Regel durch Suspensionspolymerisation von monomerem Vinylchlorid in einem wässrigen Medium hergestellt. Eines der schwierigsten technischen Probleme bei der Suspensionspolymerisation von monomerem Vinylchlorid in einem wässrigen Polymerisationsmedium ist der Aufbau von Polymerisatverkrustungen an den Innenwänden des Polymerisationsreaktors. Wenn die Suspensionspolymerisation des monomeren Vinylchlorids in wässriger Phase in einem Polymerisationsreaktor aus Edelstahl oder einem entsprechenden Werkstoff durchg3führt wird, tritt die Verkrustung der Innenwände des Reaktors und der anderen inneren Oberflächen der Anlage, die mit dem Monomeren in Berührung ge-Usually PVC resins are usually made by suspension polymerization of monomeric vinyl chloride in an aqueous medium. One of the most difficult technical problems in suspension polymerization of monomeric vinyl chloride in an aqueous polymerization medium is the build-up of polymer encrustations on the Inner walls of the polymerization reactor. When the suspension polymerization of the monomeric vinyl chloride in the aqueous phase is carried out in a polymerization reactor made of stainless steel or a corresponding material, encrustation occurs the inner walls of the reactor and the other inner surfaces of the plant that come into contact with the monomer

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langen, auf, wovon insbesondere Rührwerke und Wärmeaustauscher betroffen sind. Durch solche Verkrustungen wird nicht nur die Produktpolymerausbeute vermindert, sondern wird auch die Kühlleistung des Reaktors vermindert. Durch diese Verminderung der Kühlleistung des Reaktors wird die Gesamtproduktivität der Polymerisationsanlage herabgesetzt. Außerdem gelangen abplatzende Teile der Polymerisatkruste von den Reaktorwänden in das Harzprodukt und vermindern so die Qualität dieses Produktes. Insbesondere treten in einem Produktpolymer, das abgesprungene Teile der Polymerkruste der Reaktorwände enthält, in verstärkter Konzentration Homogenitätsfehler, nämlich die sogenannten "Fischaugen", auf, die sich beim Ausformen der PVC-Harze störend bemerkbar machen. Außerdem muß nach jedem Polymerisationsansatz die Kruste aus dem Reaktor entfernt werden. Dies kostet Zeit und Arbeitsaufwand und vermindert dadurch die Produktivität und erhöht gleichzeitig die Kosten. Außerdem stellt die Reinigung solcher Tanks eine erhebliche gesundheitliche Gefährdung des die Reinigung der Polymerisationsreaktoren durchführenden Personals dar, da die auf den Innenwänden des Polymerisationsreaktors haftenden Polymerkrusten stets noch erhebliche Anteile des toxischen und flüchtigen monomeren Vinylchlorids enthalten.long, which particularly affects agitators and heat exchangers. Such incrustations will not only is the product polymer yield reduced, but the cooling capacity of the reactor is also reduced. By this reduction in the cooling capacity of the reactor will reduce the overall productivity of the polymerization plant. In addition, flaking parts of the polymer scale get from the reactor walls into the resin product and reduce them so the quality of this product. In particular, parts of the polymer crust that have broken off occur in a product polymer the reactor walls contain homogeneity defects in increased concentration, namely the so-called "fish eyes", which are noticeable when the PVC resins are being molded. In addition, the must after each polymerization Crust to be removed from the reactor. This costs time and effort and thereby reduces productivity and at the same time increases costs. In addition, the cleaning of such tanks poses a significant health risk the cleaning of the polymerization reactors performing personnel, since the polymer crusts adhering to the inner walls of the polymerization reactor are still considerable Contain portions of the toxic and volatile monomeric vinyl chloride.

Auf der anderen Seite ist aber auch bekannt, daß zahlreiche Eigenschaften, die für die Produktpolymerqualität ausschlaggebend sind, durch eine Reihe von Parametern der Polymerisationsreaktion beeinflußt werden. So hängen insbesondere die Wärmebeständigkeit und die Anfangsverfärbung des Harzes nach der Formgebung durch Spritzgießen oder ein analoges Formgebungsverfahren in starkem Maße von der Art des verwendeten Polymerisationsinitiators ab, der im Polymerisationsreaktionsystem eingesetzt wird. Bei der wässrigen Suspensionspolymerisation von monomerem Vinylchlorid wird üblicherweiseOn the other hand, however, it is also known that numerous properties are decisive for the product polymer quality are influenced by a number of parameters of the polymerization reaction. So hang in particular the heat resistance and the initial discoloration of the resin after molding by injection molding or an analogous one Shaping process depends to a large extent on the type of polymerization initiator used, which is used in the polymerization reaction system is used. In the aqueous suspension polymerization of monomeric vinyl chloride is usually

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ein im Monomer löslicher Polymerisationsinitiator verwendet. Dem Fachmann leuchtet ein, daß solche monomerlöslichen Polymerisationsinitiatoren entweder praktisch unlöslich oder kaum löslich in Wasser sind. Dabei sollte jedoch beachtet werden, daß selbst diese Polymerisationsinitiatoren nicht absolut unlöslich in Wasser sind, sondern stets noch eine wenn auch noch so geringe Restlöslichkeit in Wasser aufweisen. Es ist bekannt, daß die Wasserlöslichkeit des Polymerisationsinitiators einer der Parameter ist, die auf die Wärmebeständigkeit und die Anfangsfärbung des Produkt-PVC-Harzes, das mit solchen Polymerisationsinitiatoren hergestellt worden ist, einwirken. In diesem Rahmen weisen als Polymerisationsinitiatoren verwendete organische Peroxide eine relativ gute Wasserlöslichkeit auf, die beispielsweise im Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bei 20 0C liegt. Durch die Verwendung solcher Polymerisationsinitiatoren können die Wärmebeständigkeit und die Anfangsverfärbung der Produktharze selbst gegenüber anderen organischen Peroxiden deutlich verbessert werden, die eine geringere als die oben angegebene Wasserlöslichkeit aufweisen. a polymerization initiator soluble in the monomer is used. It is clear to the person skilled in the art that such monomer-soluble polymerization initiators are either practically insoluble or hardly soluble in water. It should be noted, however, that even these polymerization initiators are not absolutely insoluble in water, but always have residual solubility in water, no matter how low. It is known that the water solubility of the polymerization initiator is one of the parameters which affect the heat resistance and the initial color of the product PVC resin made with such polymerization initiators. In this context, organic peroxides used as polymerization initiators have a relatively good solubility in water, which is, for example, in the range of at least 0.2% by weight at 20 ° C. The use of such polymerization initiators can significantly improve the heat resistance and the initial discoloration of the product resins even compared to other organic peroxides which have a lower solubility in water than that specified above.

Trotz der geschilderten Vorteile hinsichtlich der Wärmestabilität der Produktharze, die mit solchen organischen Peroxiden als Polymerisationsinitiatoren hergestellt werden, die eine relativ große Wasserlöslichkeit aufweisen, werden solche relativ gut wasserlöslichen organischen Peroxide zur technisch-industriellen Herstellung von PVC-Harzen kaum verwendet. Der Grund für die erstaunliche Tatsache liegt darin, daß bei der Verwendung relativ gut wasserlöslicher organischer Peroxide als Polymerisationsinitiatoren eine wesentlich stärkere Polymerverkrustung der Reaktorwände eintritt als dies bei Verwendung weniger gut wasserlöslicher organischer Peroxide der Fall ist.Despite the advantages described with regard to the thermal stability of the product resins with those organic Peroxides are produced as polymerization initiators, which have a relatively high solubility in water such relatively readily water-soluble organic peroxides for the technical-industrial production of PVC resins barely used. The reason for the astonishing fact is that when used it is relatively more water-soluble organic peroxides as polymerization initiators result in a much stronger polymer encrustation of the reactor walls occurs than is the case when using less readily water-soluble organic peroxides.

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Zur Unterdrückung der Polymerverkrustung der Reaktorwände bei der Suspensionspolymerisation von nomomerem Vinylchlorid in wässrigem Medium sind zahlreiche Verfahren bekannt, die sich im Prinzip auf zwei Methoden zurückführen lassen, nämlich entweder auf ein Verfahren zur Beschichtung der Reaktorwände vor Beginn der Polymerisationsreaktion mit einem Beschichtungsmaterial, das gegen eine Polymerverkrustung weniger anfällig ist, oder ein Verfahren, bei dem dem Polymerisationsgemisch während der Reaktion bestimmte Additive zugesetzt sind.To suppress the polymer encrustation of the reactor walls during the suspension polymerization of monomeric vinyl chloride Numerous processes are known in an aqueous medium, which in principle are based on two methods let, namely either on a method for coating the reactor walls before the start of the polymerization reaction with a coating material that protects against polymer incrustation is less susceptible, or a process in which the polymerization mixture during the reaction certain additives are added.

Als Beschichtungsmaterial zur Beschichtung der Reaktorwände vor Beginn der Polymerisationsreaktion sind beispielsweise polare organische Verbindungen, organische Farbstoffe und Pigmente bekannt, und zwar insbesondere Amine, Chinone und Aldehyde (JP 45-30 343 B2 oder JP 45-30 835 B2). Auch folgende Substanzen sind als Beschichtungsmaterial für die Reaktorwände bekannt: Polare organische Substanzen oder organische Farbstoffe, die mit einem Metallsalz behandelt sind.(JP 52-24 953 B2), Gemische eines Elektronendonators mit einem Elektronenakkzeptor (JP 53-28 347 B2) sowie bestimmte anorganische Salze und anorganische Komplexverbindungen (JP 52-24 070 B2).As a coating material for coating the reactor walls before the start of the polymerization reaction are, for example polar organic compounds, organic dyes and pigments known, in particular amines, quinones and Aldehydes (JP 45-30 343 B2 or JP 45-30 835 B2). The following substances are also used as coating material for the reactor walls known: polar organic substances or organic dyes treated with a metal salt (JP 52-24 953 B2), Mixtures of an electron donor with an electron acceptor (JP 53-28 347 B2) and certain inorganic salts and inorganic complex compounds (JP 52-24 070 B2).

Solche Beschichtungsverfahren sind besonders dann wirksam, wenn der eingesetzte Polymerisationsinitiator eine Azoverbindung oder ein organisches Peroxid mit einer langkettigen Alkylgruppe, also ausgesprochen geringer Wasserlöslichkeit, ist. Diese Beschichtungsverfahren sind jedoch praktisch unwirksam, wenn die Polymerisation unter Verwendung eines relativ gut wasserlöslichen organischen Peroxids als Polymerisationsinitiator durchgeführt wird. So besteht trotz der zahlreichen bekannten Verfahren zur unterdrückung der Polymerverkrustung der Reaktorwände bei der Polymerisation von monomerem Vinylchlorid kein Verfahren, das auch dann wirksam ist, wenn als Polymerisationsinitiator ein relativ gut wasserlösliches organisches Peroxid verwendet wird,Such coating processes are particularly effective when the polymerization initiator used is an azo compound or an organic peroxide with a long-chain alkyl group, i.e. extremely low water solubility, is. However, these coating methods are practically ineffective when the polymerization using a relatively highly water-soluble organic peroxide is carried out as a polymerization initiator. So in spite of it the numerous known processes for suppressing polymer incrustation on the reactor walls during polymerization of monomeric vinyl chloride is not a process that is effective even when a relatively highly water-soluble organic peroxide is used,

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beispielsweise also ein Peroxid mit einer Wasserlöslichkeit von mindestens ungefähr 0,2 Gew.-%.for example a peroxide with a water solubility of at least approximately 0.2% by weight.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von PVC-Harzen mit verbesserter Wärmebeständigkeit und vermindeter Verfärbung bei der Formgebung zu schaffen, wobei die Polymerisation als Suspensionspolymerisation von monomerem Vinylchlorid oder monomeres Vinylchlorid als wesentliche Komponente enthaltenden Monomergemischen in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators durchgeführt werden soll, der ein relativ gut wasserlösliches organisches Peroxid ist, speziell ein organisches Peroxid mit einer Wasserlöslichkeit von mindestens 0,2 Gew.-% bei 20 0C.In view of this prior art, the invention is based on the object of creating a process for the production of PVC resins with improved heat resistance and reduced discoloration during molding, the polymerization being the suspension polymerization of monomeric vinyl chloride or monomeric vinyl chloride containing monomer mixtures as an essential component in one aqueous medium is to be carried out in the presence of a polymerization initiator which is a relatively readily water-soluble organic peroxide, especially an organic peroxide with a water solubility of at least 0.2% by weight at 20 ° C.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art geschaffen, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.A method of the type mentioned at the outset is used to solve this problem Kind created, which according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung schafft also ein verbessertes Verfahren zur Suspensionspolymerisation von monomerem Vinylchlorid oder von Monomergemischen, deren Hauptkomponente monomeres Vinylchlorid ist, in einem wässrigen Polymerisationsmedium. Dabei wird als Polymerisationsinitiator.ein im Monomer lösliches organisches Peroxid verwendet, dessen Wasserlöslichkeit bei 20 0C mindestens 0,2 Gew.-% beträgt. Bei diesem Verfahren wird vor Beginn der Polymerisationsreaktion und vor Beschickung des Polymerisationsreaktors mit dem Polymerisationsgemisch eine Beschichtung auf die Innenwände des Polymerisationsreaktors aufgebracht. Als Beschichtungsmasse dient eine wässrige Beschichtungslösung, die einen organischen Farbstoff enthält, der eine SuIfonsäuregruppe-SO_H oder eine Carboxylgruppe -COOH in Form eines Alkalimetallsalzes oder Ammoniumsalzes enthält, oder ein Alkalimetallsalz oder ein Ammonium-The invention thus provides an improved process for the suspension polymerization of monomeric vinyl chloride or of monomer mixtures, the main component of which is monomeric vinyl chloride, in an aqueous polymerization medium. An organic peroxide which is soluble in the monomer and whose solubility in water at 20 ° C. is at least 0.2% by weight is used as the polymerization initiator. In this process, a coating is applied to the inner walls of the polymerization reactor before the polymerization reaction begins and before the polymerization reactor is charged with the polymerization mixture. The coating compound used is an aqueous coating solution which contains an organic dye which contains a sulfonic acid group-SO_H or a carboxyl group -COOH in the form of an alkali metal salt or ammonium salt, or an alkali metal salt or an ammonium salt.

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salz einer organischen Sulfonsäure oder einer Carbonsäure gelöst enthält, die mindestens ein Paar konjugierter Doppelbindungen im Molekül aufweist. Nach dem Beschichten der Reaktorwände mit der wässrigen Lösung wird die Beschichtung getrocknet. In Kombination mit dieser Maßnahme wird dem Polymerisationssystern,, das in dem so beschichteten Polymerisationsreaktor polymerisiert wird, ein wasserlösliches Thiocyanat in einer Konzentration von mindestens 1 ppm zugesetzt, bezogen auf das Gewicht des Monomers oder der Monomeren. .salt of an organic sulfonic acid or a carboxylic acid contains dissolved, which has at least one pair of conjugated double bonds in the molecule. After coating the Reactor walls with the aqueous solution, the coating is dried. In combination with this measure, the Polymerization system, that in the so coated polymerization reactor is polymerized, a water-soluble thiocyanate in a concentration of at least 1 ppm added based on the weight of the monomer or monomers. .

Das Verfahren gemäß Erfindung zur Suspensionspolymerisation von Vinylchloridmonomer ist nicht nur auf die Homopolymerisation von Vinylchloridmonomer anwendbar, sondern auch auf die Copolymerisation von monomerem Vinylchlorid mit mindestens einer weiteren copolymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Monomerkomponente, solange die Hauptkomponente des Monomergemisches Vinylchlorid ist. Hauptkomponente heißt in diesem Zusammenhang, daß das Monomergemisch Vinylchlorid in einer Konzentration von ungefähr mindestens 50 Gew.-% enthält. Als mit Vinylchlorid copolymerisierbaren Comonomeren seien insbesondere die folgenden genannt: Vinylester, insbesondere Vinylacetat und Vinylpropionat, Vinylether, Acrylsäure und Methacrylsäure sowie deren Ester, Acrylnitril, Vinylketone, Vinylidenhalogenide, insbesondere Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid, sowie Olefine, insbesondere Ethylen und Propylen.The method according to the invention for suspension polymerization of vinyl chloride monomer is not limited to homopolymerization only of vinyl chloride monomer applicable, but also to the copolymerization of monomeric vinyl chloride with at least one further copolymerizable ethylenically unsaturated monomer component as long as the main component of the monomer mixture is vinyl chloride. The main component in this context means that the monomer mixture is vinyl chloride contains in a concentration of about at least 50% by weight. As comonomers copolymerizable with vinyl chloride the following may be mentioned in particular: vinyl esters, in particular vinyl acetate and vinyl propionate, vinyl ethers, Acrylic acid and methacrylic acid and their esters, acrylonitrile, vinyl ketones, vinylidene halides, in particular vinylidene chloride and vinylidene fluoride, as well as olefins, in particular Ethylene and propylene.

Die eigentliche Durchführung der Polymerisation kann in herkömmlicher Weise und im wesentlichen wie bekannt durchgeführt werden, wobei der erfindungswesentliche Unterschied zu den herkömmlichen Polymerisationen darin besteht, daß die Reaktorwände vor Beginn der Polymerisationreaktion in der beschriebenen Weise beschichtet werden und gleichzeitig dem Polymerisationsgemisch in der oben beschriebenenThe actual implementation of the polymerization can be carried out in a conventional manner and essentially as is known are, the essential difference to the invention from conventional polymerizations is that the reactor walls are coated in the manner described before the start of the polymerization reaction and at the same time the polymerization mixture in the one described above

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Weise mindestens ein Thiocyanat zugesetzt wird. So kann das Polymerisationssystem insbesondere übliche Dispergatoren enthalten wie sie zur Suspension des Monomers oder des Monomergemisehes in einem wässrigen Medium üblicherweise verwendet werden, beispielsweise wasserlösliche synthetische oder natürliche Polymere, insbesondere vollständig oder partiell verseifter Polyvinylalkohol, Celluloseether, insbesondere Methylcellulose oder Hydroxypropylmethyl cellulose, Polyacrylsäure, Copolymere von Vinylacetat und Maleinsäureanhydrid, Gelatine und Stärke, nichtionische oberflächenaktive Mittel, insbesondere Sorbitanmonolaurat oder Sorbitantrioleat, sowie Dispersionshilfsmittel wie insbesondere Carboxylmethylcellulose.Way at least one thiocyanate is added. In particular, the polymerization system can use conventional dispersants contain as they usually contain for the suspension of the monomer or the monomer mixture in an aqueous medium can be used, for example water-soluble synthetic or natural polymers, in particular completely or partially saponified polyvinyl alcohol, cellulose ethers, in particular methyl cellulose or hydroxypropylmethyl cellulose, Polyacrylic acid, copolymers of vinyl acetate and maleic anhydride, gelatin and starch, nonionic Surface-active agents, in particular sorbitan monolaurate or sorbitan trioleate, and dispersion auxiliaries such as in particular Carboxymethyl cellulose.

Das Verfahren der Erfindung ist speziell für die Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid in einem wässrigen Medium anwendbar, bei der als Polymerisationsinitiator ein im Monomer lösliches organisches Peroxid mit einer Wasserlöslichkeit von mindestens 0,2 Gew.-% bei 20 0C verwendet wird. Hier liegen die eigentlichen Vorteile des Verfahrens. Dies bedeutet jedoch nicht, daß das Verfahren der Erfindung nicht auch dann erfolgreich angewendet werden kann, wenn als Polymerisationsinitiator eine Azoverbindung oder ein organisches Peroxid mit geringerer Wasserlöslichkeit als der oben angegebenen verwendet wird.The process of the invention can be used especially for the suspension polymerization of vinyl chloride in an aqueous medium, in which an organic peroxide which is soluble in the monomer and has a water solubility of at least 0.2% by weight at 20 ° C. is used as the polymerization initiator. This is where the real advantages of the process lie. However, this does not mean that the process of the invention cannot be successfully applied even when an azo compound or an organic peroxide having a lower water solubility than that specified above is used as the polymerization initiator.

Als relativ gut wasserlösliche organische Peroxide werden im Rahmen der Erfindung vorzugsweise die folgenden eingesetzt: Di-2-ethoxyethylperoxydicarbonat (im folgenden kurz EEP), Bis-3-methoxybutylperoxydicarbonat (im folgenden kurz MC) und Dibutoxyethylperoxydicarbonat (im folgenden kurz BEP). Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung auch andere organische Peroxide verwendet werden, solange sie die genannte Mindestlöslichkeit aufweisen. Die drei vorstehend genannten Peroxide werden jedoch als aus den verschiedensten Gründen besonders geeignet bevorzugt verwendet.The following are preferably used as relatively readily water-soluble organic peroxides in the context of the invention: Di-2-ethoxyethyl peroxydicarbonate (hereinafter referred to as EEP), bis-3-methoxybutyl peroxydicarbonate (hereinafter referred to as MC) and dibutoxyethyl peroxydicarbonate (hereinafter referred to as BEP). Of course, within the scope of the invention other organic peroxides can also be used, as long as they have the minimum solubility mentioned. The three However, the above-mentioned peroxides are preferably used as being particularly suitable for a wide variety of reasons.

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Die Beschichtungslösung wird auf die Innenwände des Polymerisationsreaktors und gegebenenfalls auf die Oberflächen aller anderen Anlagenteile, insbesondere des Rührwerks, aufgetragen, die mit dem Monomer oder den Monomeren während der Polymerisationsreaktion in Berührung gelangen. Die Beschichtungslösung wird durch einfaches Lösen der gegenannten Alkalimetallsalze oder Ammoniumsalze der organischen Farbstoffe oder Säuren in Wasser hergestellt.The coating solution is applied to the inner walls of the polymerization reactor and, if appropriate, to the surfaces all other parts of the system, especially the agitator, applied with the monomer or monomers come into contact during the polymerization reaction. The coating solution is created by simply solving the opposite Alkali metal salts or ammonium salts of organic dyes or acids made in water.

Als organische Farbstoffe mit einer Sulfonsäuregruppe oder einer Carboxylgruppe, die in Form eines Alkalimetallsalzes oder eines Ammoniumsalzes vorliegen, seien die folgenden vorzugsweise verwendeten Farbstoffe genannt: CI. Direct Yellow 1; C.I. Acid Yellow 3 8; C.I. Acid Yellow 3; CI. Reactive Yellow 3; C.I. Direct orange 2; C.I. Direct Orange 10; C.I. Direct Red 1; CI. Acid Red 2; CI. Acid Red 18; C.I. Acid Red 52; C.I. Acid Red 73; CI. Direct Red 186; CI. Direct Red 92; C.I. Basic Red 2; CI. Direct Violet 1; C.I. Direct Violet 22; CI. Basic Violet 10; C.I. Acid Violet 11; C.I. Acid Violet 78; CI. Mordant Violet 5; C.I. Direct Blue 6; C.I. Direct Blue 71; C.I. Direct Blue 106; C.I. Reactive Blue 2; C.I. Reactive Blue 4; CI. Reactive Blue 18; C.I. Acid Blue 116; C.I. Acid Blue 158; Cl. Mordant Blue 1; C.I. Mordant Black 1; C.I. Mordant Black 5; C.I. Acid Black 2; CI. Direct Black 38; CI. Solubilized Vat Black 1; C.I. Fluorescent Brightening Agent 30; C.I. Fluorescent Brightening Agent 32; C.I.-Azoic Brown 2.·As organic dyes having a sulfonic acid group or a carboxyl group, which are in the form of an alkali metal salt or an ammonium salt are present, the following preferably used dyes may be mentioned: CI. Direct yellow 1; C.I. Acid Yellow 3 8; C.I. Acid yellow 3; CI. Reactive Yellow 3; C.I. Direct orange 2; C.I. Direct orange 10; C.I. Direct red 1; CI. Acid red 2; CI. Acid red 18; C.I. Acid Red 52; C.I. Acid Red 73; CI. Direct red 186; CI. Direct red 92; C.I. Basic Red 2; CI. Direct violet 1; C.I. Direct violet 22; CI. Basic Violet 10; C.I. Acid Violet 11; C.I. Acid Violet 78; CI. Mordant Violet 5; C.I. Direct blue 6; C.I. Direct blue 71; C.I. Direct blue 106; C.I. Reactive blue 2; C.I. Reactive blue 4; CI. Reactive blue 18; C.I. Acid Blue 116; C.I. Acid Blue 158; Cl. Mordant Blue 1; C.I. Mordant Black 1; C.I. Mordant Black 5; C.I. Acid black 2; CI. Direct black 38; CI. Solubilized Vat Black 1; C.I. Fluorescent brightening agent 30; C.I. Fluorescent Brightening agent 32; C.I.-Azoic Brown 2. ·

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Aus Gründen der eindeutigen Identifizierung der Substanzen sind die einzelnen Farbstoffe in der vorstehend zusammengestellten Liste in der Form zitiert, wie sie in der Originalausgabe des Colour Index aufgeführt sind.For the sake of clear identification of the substances the individual dyes in the list compiled above are cited in the form in which they are in the original edition of the Color Index are listed.

Als organische Sulfonsäuren oder Carbonsäuren mit mindestens einem Paar konjugierter Doppel— bindungen im Molekül, die als weitere gelöste Substanz in der Beschichtungslösung in Form eines Alkalimetallsalzes oder eines Ammoniumsalzes eingesetzt werden, seien die folgenden vorzugsweise verwendeten Substanzen genannt: die Toluidine, α-Naphthalinsulfonsäure, Anthrachinonsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Abietinsäure, Isonikotinsäure, Benzoesäure, Phenylglycin und 3-Hydroxy-2-naphthoesäure.As organic sulfonic acids or carboxylic acids with at least one pair of conjugated double bonds in the molecule, the as another dissolved substance in the coating solution in the form of an alkali metal salt or an ammonium salt are used, the following preferably used substances may be mentioned: the toluidines, α-naphthalenesulfonic acid, Anthraquinonesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, Abietic acid, isonicotinic acid, benzoic acid, phenylglycine and 3-hydroxy-2-naphthoic acid.

Zur Herstellung der Beschichtungslösung werden die oben spezifizierten Substanzen, nämlich mindestens einer der organischen Farbstoffe und/oder der organischen Sulfonsäuren und/oder der Carbonsäuren in Form ihrer Salze in Wasser gelöst. Dabei ist die Konzentration der Beschichtungslösung nicht spezifisch kritisch, so lange sie insgesamt zur Herstellung der benötigten Beschichtung auf den Reaktorinnenwänden geeignet ist.To prepare the coating solution, those specified above are used Substances, namely at least one of the organic dyes and / or the organic sulfonic acids and / or the Carboxylic acids dissolved in water in the form of their salts. The concentration of the coating solution is not specific critical as long as it is suitable overall for producing the required coating on the inner walls of the reactor.

Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Beschichtungslösung ist in aller Regel mehr oder weniger alkalisch, Vorzugsweise wird daher der pH-Wert der Lösung nach vollständige:! Auflösung der Salze der organischen Farbstoffe und/oder organischen Sulfonsäuren und/oder Carbonsäuren durch Zusatz einer geringen Menge Säure auf einen Wert von nicht größer als 7 eingestellt. Zu diesem Zweck geeignete Säuren sind die folgenden, die vorzugsweise verwendet werden: Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure. Kohlensäure, Perchlorsäure, Molybdänsäure, Wolframsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Milchsäure, Maleinsäure, Glykolsäure, Thioglykolsäure und Phytinsäure. Diese Säuren werden vorzugsweise in FormThe coating solution prepared in the manner described above is usually more or less alkaline, so the pH value of the solution is preferably adjusted after complete :! Dissolution of the salts of the organic dyes and / or organic sulfonic acids and / or carboxylic acids by adding a small amount of acid adjusted to a value not greater than 7. Suitable acids for this purpose are the following, which are preferably used: sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid. Carbonic acid, perchloric acid, Molybdic acid, tungstic acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, lactic acid, maleic acid, glycolic acid, thioglycolic acid and phytic acid. These acids are preferably in the form

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ihrer zuvor hergestellten wässrigen Lösungen der Beschichtungslösung zugesetzt.their previously prepared aqueous solutions of the coating solution added.

Die so hergestellte wässrige Beschichtungslösung wird auf die Innenwände des Polymerisationsreaktors und aller anderen Oberflächen aufgetragen, die mit dem Monomer oder den Monomeren in Berührung kommen, insbesondere also auch auf die Oberflächen des Rührwerks. Der Auftrag der wässrigen Beschichtungslösung kan in an sich bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch Sprühen, Bürsten oder Rollen. Die auf diese Weise naß beschichteten Oberflächen werden anschließend gründlich getrocknet, falls gewünscht und erforderlich auch unter Erwärmung. Vorzugsweise werden die zu beschichtenden Oberflächen vor dem Naßbeschichten auf eine Temperatur von ungefähr 40 bis 100 0C erwärmt. Die auf die eine oder andere Weise beschichteten und getrockneten Oberflächen können anschließend noch mit Wasser gewaschen werden.The aqueous coating solution produced in this way is applied to the inner walls of the polymerization reactor and all other surfaces that come into contact with the monomer or monomers, in particular also to the surfaces of the stirrer. The aqueous coating solution can be applied in a manner known per se, for example by spraying, brushing or rolling. The surfaces that have been wet coated in this way are then thoroughly dried, if desired and necessary also with heating. Preferably, the heated surfaces to be coated before the wet coating to a temperature of about 40 to 100 0 C. The surfaces coated and dried in one way or another can then be washed with water.

Die wässrige Beschichtungslösung kann auch unter Verwendung eines gemischten Lösungsmittels hergestellt werden, also unter Verwendung eines Gemisches von Wasser mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, soweit dadurch die Löslichkeit der in der Lösung zu lösenden Substanzen verbessert wird. Außerdem trocknen Lösungen, die unter Verwendung solcher gemischter Lösungsmittel hergestellt sind, auf den beschichteten Oberflächen wesentlich schneller als rein wässrige Lösungen. Auch kann bei Verwendung gemischter Verwendungsmittel häufig auf das zura Zwecke des Trocknens erfolgende Erwärmen verzichtet werden. Als organische Lösungsmittel, die dem Wasser zur Herstellung der wässrigen Beschichtungslösung zugesetzt werden, werden vorzugsweise die folgenden verwendet: Alkohole, Ester und Ketone.The aqueous coating solution can also be prepared using a mixed solvent, that is, under Use of a mixture of water with a water-miscible organic solvent, provided that the solubility thereby the substances to be dissolved in the solution is improved. In addition, solutions made using such dry mixed solvents are produced on the coated surfaces much faster than purely aqueous solvents Solutions. If mixed use agents are used, the one used for drying purposes can also often be referred to Heating can be dispensed with. As an organic solvent, which is added to the water for the preparation of the aqueous coating solution are added, the following are preferably used: alcohols, esters and ketones.

Die Beschichtungslösung wird vorzugsweise in einer solchenThe coating solution is preferably used in such

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Menge auf die zu beschichtenden Oberflächen aufgetragen, daß die getrocknete Beschichtung ein Flächengewicht von mindestens 0,001 g/m2 hat. Eine solche schichtige bzw. ein solches Flächengewicht der Beschichtung liegt im Bereich derjenigen Flächengewichte wie sie für an sich bekannte andere Beschichtungen zum gleichen Zweck üblich sind.Amount applied to the surfaces to be coated so that the dried coating has a weight per unit area of at least 0.001 g / m 2 . Such a layered or such a basis weight of the coating is in the range of those basis weights as are customary for other coatings known per se for the same purpose.

Nach Abschluß der in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführten Beschichtung der Innenwände des Polymerisationsreaktors wird die Polymerisationsreaktion in üblicher Weise durchgeführt. Der Reaktor wird mit dem als Polymerisationsmedium dienenden Wasser, dem Dispergator oder Suspensionshilfsmittel, dem Polymerisationsinitiator und dem monomeren Vinylchlorid bzw. den Monomeren sowie mit gegebenenfalls anderen üblichen Zusätzen zu solchen Polymerisationsgemischen beschickt. Erfindungswesentlich ist dabei jedoch, daß die das Polymerisationssystem bildende Reaktorbeschickung zusätzlich zumindest ein wasserlösliches Thiocyanat enthält.After the completion of the coating of the inner walls of the polymerization reactor carried out in the manner described above, the polymerization reaction is carried out in the usual manner carried out. The reactor is filled with the water used as the polymerization medium, the dispersant or suspension aid, the polymerization initiator and the monomeric Vinyl chloride or the monomers and, if appropriate, with other customary additives to such polymerization mixtures loaded. It is essential to the invention, however, that the reactor charge forming the polymerization system is also added contains at least one water-soluble thiocyanate.

Wasserlösliche Thiocyanate im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise die Thiocyanate der Alkalimetalle, insbesondere Natriumthiocyanat, Kaliumthiocyanat und Caesiumthiocyanat, außerdem Ammoniumthiocyanat sowie die Thiocyanate der Erdalkalimetalle, insbesondere Magnesiumthiocyanate, Calciumthiocyanat, Strontiumthiocyanat und Bariumthiocyanat. Diese Thiocyanate können dem Polymerisationsgemisch direkt zugesetzt werden, wobei sie dann in der wässrigen Phase des Polymerisationsgemisches gelöst werden. Vorzugsweise werden die wasserlöslichen Thiocyanate dem Polymerisationsgemisch vor Beginn der Copolymerisationreaktion zugesetzt. Praktisch der gleiche Wirkungsgrad der Unterdrückung der Bildung von Polymerkrusten kann jedoch auch dann erzielt werden, wenn die wasserlöslichen Thiocyanate dem Polymerisationsgemisch erst nach Beginn der Polymerisationreaktion, wenn auch nicht allzu lange nach Beginn der Polymerisationsreaktion, zugesetztWater-soluble thiocyanates for the purposes of the invention are preferred the thiocyanates of the alkali metals, in particular sodium thiocyanate, potassium thiocyanate and cesium thiocyanate, also ammonium thiocyanate and the thiocyanates of the alkaline earth metals, in particular magnesium thiocyanates, calcium thiocyanate, Strontium thiocyanate and barium thiocyanate. These thiocyanates can be added directly to the polymerization mixture are then dissolved in the aqueous phase of the polymerization mixture. Preferably be the water-soluble thiocyanates are added to the polymerization mixture before the start of the copolymerization reaction. Practically however, the same polymer scale suppressing efficiency can be obtained even if the water-soluble thiocyanates to the polymerization mixture only after the start of the polymerization reaction, if not too long after the start of the polymerization reaction

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~ ΙΟ —~ ΙΟ -

werden.will.

Die Thiocyanate werden dem Polymerisationsgemisch vorzugsweise in einer Konzentration von mindestens 1 ppm zugesetzt, bezogen auf das Gewicht des monomeren Vinylchlorids bzw. auf das Gewicht des Monomergemisches. Die obere Grenze der Konzentration des Thiocyanats im Polymerisationsgemisch liegt bei 500 ppm, vorzugsweise 100 ppm, stets bezogen auf das Gewicht des Monomers bzw. der Monomeren. Bei Überschreitung dieser oberen Konzentrationsgrenzen bzw. Grenzen der Zugabe des Thiocyanats zum Polymerisationsgemisch wird die Qualität des Produktharzes beeinträchtigt, obwohl gleichzeitig keine Verbesserung der Unterdrückung der Polymerverkrustung auf den Reaktorwänden mehr erreicht werden kann.The thiocyanates are preferably added to the polymerization mixture in a concentration of at least 1 ppm, based on the weight of the monomeric vinyl chloride or the weight of the monomer mixture. The upper limit of the The concentration of the thiocyanate in the polymerization mixture is 500 ppm, preferably 100 ppm, always based on weight of the monomer or monomers. If these upper concentration limits or limits of the addition of the Thiocyanate to the polymerization mixture, the quality of the product resin is impaired, although at the same time none Improvement in the suppression of polymer encrustation on the reactor walls can be achieved more.

Wenn auch das Verfahren der Erfindung speziell und primär für die Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid in wässriger Phase in Gegenwart eines organischen Peroxids als Polymerisationsinitiator eingesetzt wird, dessen Wasserlöslichkeit bei 20 0C mindestens 0,2 Gew.-% beträgt, so kann das Verfahren der Erfindung doch auch in solchen Fällen eingesetzt werden, in denen die Wasserlöslichkeit des als Polymerisationsinitiators eingesetzten organischen Peroxids bei 20 0C.kleiner als 0,2 Gew.-% ist. Auf der anderen Seite sollte, wie jedem Fachmann ohne weiteres einleuchtet, das als Polymerisationsinitiator verwendete organische Peroxid auch keine übermäßig große Wasserlöslichkeit aufweisen, da Polymerisationen, die in einem Medium durchgeführt werden, das ein uhgewönlich gut wasserlösliches organisches Peroxid als Polymerisationsinitiator enthält, bereitsim wesentlichen als Emulsionspolymerisationen ablaufen und nicht mehr in der im Rahmen der Erfindung angestrebten Weise zu Suspensionspolymerisaten des Polyvinylchlorids führen. In diesem Sinne und aus diesen Gründen wird die Polymerisation gemäß der Erfindung vorzugsweise unter Verwendung eines organischen Peroxids als PoIy-Even if the process of the invention is used specifically and primarily for the suspension polymerization of vinyl chloride in the aqueous phase in the presence of an organic peroxide as the polymerization initiator whose solubility in water at 20 ° C. is at least 0.2% by weight, the process of the invention can also be used in such cases in which the water solubility is used as the polymerization initiator, organic peroxide at 20 0 C.kleiner than 0.2 wt .-%. On the other hand, as is readily apparent to any person skilled in the art, the organic peroxide used as a polymerization initiator should also not have an excessively high solubility in water, since polymerizations carried out in a medium which contains an organic peroxide which is unusually readily water-soluble as a polymerization initiator are already essentially as Emulsion polymerizations take place and no longer lead to suspension polymers of polyvinyl chloride in the manner sought in the context of the invention. In this sense and for these reasons, the polymerization according to the invention is preferably carried out using an organic peroxide as the poly

merisationsinitiator durchgeführt, dessen Wasserlöslichkeit nicht größer als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht größer als 5 Gew.-% bei 20 0C ist.merisationsinitiator performed, its water solubility is not greater than 10 wt .-%, preferably not greater than 5 wt .-% at 20 0 C.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below on the basis of exemplary embodiments explained in more detail.

Beispiel 1 (Versuche 1 bis 29):Example 1 (experiments 1 to 29):

Unter Verwendung von sieben verschiedenen monomerlöslichen organischen Peroxiden als Polymerisationsinitiatoren werden vier Polymerisationsversuchsreihen angesetzt. Folgende organische Peroxide werden verwendet: Di-2-ethylhexylperoxydicarbonat (im folgenden kurz OPP), Lauroylperoxid (im folgenden kurz LPO)/ 3,5,5-Trimethylhexanoylperoxid (im folgenden kurz L-355) und ct-Cumylperoxyneodecanoat (im folgenden kurz L-188). Außerdem werden die bereits oben genannten Peroxide EEP, MC und BEP verwendet.Using seven different monomer-soluble organic peroxides as polymerization initiators four series of polymerization tests were set up. The following organic peroxides are used: Di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate (hereinafter referred to as OPP), lauroyl peroxide (hereinafter referred to as LPO) / 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide (hereinafter abbreviated to L-355) and ct-cumyl peroxyneodecanoate (hereinafter briefly L-188). In addition, the peroxides already mentioned above EEP, MC and BEP used.

Zur Bestimmung der Löslichkeit dieser Peroxide in Wasser werden die genannten Peroxide im Überschuß einzeln in Wasser von 20 0C dispergiert. Nach Einstellen des Lösungsgleichgewichtes wird die Dispersion zentrifugiert. Die nach dem Zentrifugieren erhaltene klare Lösung wird iodometrisch titriert Für die benutzten Peroxide werden auf diese Weise folgende Löslichkeiten bestimmt. OPP 0,04 Gew.-%, LPO 0,003 Gew.-%, L-355 0,05 Gew.-%, L-188 0,01 Gew.-%, EEP 0,41 Gew.-%, MC 0,24 Gew.-% und BEP 0.20 Gew.-%.To determine the solubility of these peroxides in water, the peroxides mentioned are dispersed in water at 20 0 C individually in excess. After the solution equilibrium has been established, the dispersion is centrifuged. The clear solution obtained after centrifugation is titrated iodometrically. The following solubilities are determined in this way for the peroxides used. OPP 0.04% by weight, LPO 0.003% by weight, L-355 0.05% by weight, L-188 0.01% by weight, EEP 0.41% by weight, MC 0, 24 wt% and BEP 0.20 wt%.

Für jeden Polymerisationsansatz werden drei verschiedene Beschichtungslösungen hergestellt:Three different coating solutions are made for each polymerization batch:

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

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Beschichtungslösung A : 0,1 Gew.-% C.I. Solvent Black 7Coating solution A: 0.1 wt% C.I. Solvent Black 7

gelöst in Methylalkohol.dissolved in methyl alcohol.

Beschichtungslösung B : 0,1 Gew.-% NatriumthiocyanatCoating solution B: 0.1 wt% sodium thiocyanate

gelöst in Methylalkohol.dissolved in methyl alcohol.

Beschichtungslösung C : 0,1 Gew.-% C.I. Acid Black 2Coating solution C: 0.1 wt% C.I. Acid Black 2

gelöst in Wasser, wobei der pH-Wert durch Zusatz von Schwefelsäure auf einen Wert von 3,0 eingestellt wird.dissolved in water, the pH being adjusted by adding sulfuric acid is set to a value of 3.0.

Als Polymerisationsreaktor dient ein Edelstahlreaktor mit einem Fassungsvermögen von 1000 1, der mit einem Rührwerk ausgerüstet ist. Die Innenwände dieses Polymerisationsreaktors und die Oberfläche des gesamten Rührwerks im Reaktor wird jeweils mit einer der drei vorstehend genannten Beschichtungslösungen beschichtet. Die naß beschichteten Oberflächen werden zum Trocknen 10 min auf 90 0C erwärmt. In allen Fällen weist die auf diese Art hergestellte Beschichtung nach dem Trocknen ein Flächengewicht von 0,1 g/m2 auf.A stainless steel reactor with a capacity of 1000 l and equipped with a stirrer is used as the polymerization reactor. The inner walls of this polymerization reactor and the surface of the entire stirrer in the reactor are each coated with one of the three above-mentioned coating solutions. The wet-coated surfaces are heated to 90 ° C. for 10 minutes to dry. In all cases, the coating produced in this way has a weight per unit area of 0.1 g / m 2 after drying.

Der so vorbereitete oberflächenbeschichtete Polymerisationsreaktor wird mit 500 kg Wasser, das 150 g eines partiell verseiften Polyvinylalkohole enthält, mit einem der vorstehend genannten organischen Peroxide , und zwar im Fall von LPO in einer Menge von 500 g und in allen anderen Fällen in einer Menge von 100 g, sowie mit 250 kg monomerem Vinylchlorid beschickt. In den nach dem Verfahren der Erfindung durchgeführten Polymerisationen enthält die Beschickung weiterhin 2,5 g Ammoniumthiocyanat, in den Vergleichsversuchen wird kein Ammoniumthiocyanat zugesetzt. Die Polymerisation selbst wird in üblicher Weise 10 h bei 50 0C durchgeführt. Nach Abschluß der Polymerisationsreaktion wird die Polymerisattrübe aus dem Reaktor ausgetragen. Nach dem Entleeren des Polymerisationsreaktors wird das Flächengewicht der PoIy-The surface-coated polymerization reactor prepared in this way is with 500 kg of water containing 150 g of a partially saponified polyvinyl alcohol with one of the above-mentioned organic peroxides, in the case of LPO in an amount of 500 g and in all other cases in an amount of 100 g, and charged with 250 kg of monomeric vinyl chloride. In the polymerizations carried out according to the process of the invention, the charge also contains 2.5 g of ammonium thiocyanate; in the comparative experiments, no ammonium thiocyanate is added. The polymerization itself is carried out in the usual way at 50 ° C. for 10 hours. After the polymerization reaction has ended, the polymer slurry is discharged from the reactor. After emptying the polymerization reactor, the weight per unit area of the poly

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merisatkruste bestimmt, die sich auf der Reaktorinnenwand gebildet hat. Zum Vergleich wird außerdem ein Polymerisationsansatz in identischer Weise wie oben beschrieben durchgeführt, jedoch mit der Abänderung, daß die Reaktorwände unbeschichtet bleiben. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt.Merisatkrust determined, which is on the inner wall of the reactor has formed. For comparison, a polymerization approach is also carried out in the same way as described above, but with the modification that the reactor walls remain uncoated. The results obtained are in the Table 1 compiled.

Tabelle 1Table 1

Flächengewicht der Polymerkruste (g/m2)Weight per unit area of the polymer crust (g / m 2 )

Beschichtgs.-
Lösung
Coating
solution
• Ammonium-
thiocyanat
• ammonium
thiocyanate
organisches Peroxidorganic peroxide LPOLPO L-355L-355 L-188L-188 EEPEEP MCMC BEPBEP
AA. mitwith OPPOPP 22 11 33 450450 400400 250250 BB. mitwith 11 1818th 2525th 3333 550550 600600 320320 CC. mitwith 1212th 22 11 44th 00 00 00 CC. ohnewithout 11 33 33 88th 300300 100100 8585 ohnewithout ohnewithout 11 -- -- 15001500 -- -- --

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In der Tabelle 1 entsprechen die Polymerisationsansätze mit den organischen Peroxiden EEP, MC und BEP unter Verwendung der Beschichtungslösung C und in Gegenwart des Ammoniumthiocyanat im Polymerisationssystem dem Verfahren der Erfindung. Alle anderen Ansätze dienen als Vergleichsversuche. Die in der Tabelle 1 dargestellten Daten zeigen, daß bei der Verwendung der Peroxide EEP, MC und BEP als Polymerisationsinitiatoren eine Polymerisatverkrustung der Reaktorwände dann und nur dann praktisch vollständig unterdrückt werden kann, wenn sowohl die Reaktorwände mit der Beschichtungslösung der Erfindung beschichtet sind als auch gleichzeitig das Thiocyanat dem Polymerisationsmedium zugesetzt ist.In Table 1, the polymerization batches with the organic peroxides EEP, MC and BEP are used of the coating solution C and, in the presence of the ammonium thiocyanate in the polymerization system, the process the invention. All other approaches serve as comparative experiments. The data presented in Table 1 show that when using the peroxides EEP, MC and BEP as polymerization initiators, an incrustation of the polymer the reactor walls can then and only be practically completely suppressed if both the reactor walls with the coating solution of the invention are coated and at the same time the thiocyanate is the polymerization medium is added.

Beispiel 2 (Versuche 30 bis 41).Example 2 (experiments 30 to 41).

Durch Lösen der in der Tabelle 2 aufgeführten Beschichtungssubstanzen in einer Konzentration von 1 Gew.-% und anschliessendes Einstellen des pH-Wertes durch Zusatz von Essigsäure auf einen Wert von 4,0 werden verschiedene wässrige Beschichtungslösungen hergestellt. Die Innenwände eines 1000 1 fassenden Polymerisationsreaktors aus Edelstahl und die Oberfläche des in diesem Reaktor angeordneten Rührwerks werden jeweils mit einer der so hergestellten Beschichtungslösungen beschichtet, und zwar in der Weise, daß das Flächengewicht der getrockneten Beschichtung 0,1 g/m2 beträgt. Nach der Naßbeschichtung wird 10 min bei 90 0C getrocknet. Nach dem Trocknen wird die Beschichtung mit Wasser gewaschen.Various aqueous coating solutions are prepared by dissolving the coating substances listed in Table 2 in a concentration of 1% by weight and then adjusting the pH to 4.0 by adding acetic acid. The inner walls of a 1000 liter stainless steel polymerization reactor and the surface of the stirrer arranged in this reactor are each coated with one of the coating solutions thus prepared, in such a way that the weight per unit area of the dried coating is 0.1 g / m 2 . After the wet coating is dried 10 min at 90 0 C. After drying, the coating is washed with water.

Der in der vorstehend beschriebenen Weise beschichtete Polymerisationsreaktor wird mit 400 kg Wasser, 250 g partiell verseiftem Polyvinylalkohol, 25 g Hydroxypropylmethylcellulose, 75 g EEP und 200 kg monomeren! Vinylchlorid beschickt. DenThe polymerization reactor coated in the manner described above is mixed with 400 kg of water, 250 g of partially saponified polyvinyl alcohol, 25 g of hydroxypropylmethyl cellulose, 75 g EEP and 200 kg monomer! Vinyl chloride charged. The

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Polymerisationsgemischen wird Ammoniumthiocyanat in der in Tabelle 2 angegebenen Menge zugesetzt. Die Polymerisationsansätze, bei denen kein Ammoniumthiocyanat zugesetzt wird, dienen Vergleichszwecken. Die Polymerisation wird in üblicher Weise 12 h bei 57 0C durchgeführt.Ammonium thiocyanate is added to the polymerization mixtures in the amount shown in Table 2. The polymerization batches in which no ammonium thiocyanate is added are used for comparison purposes. The polymerization is carried out in the usual way at 57 ° C. for 12 h.

Nach Abschluß der Polymerisationsreaktion wird die Polymerisattrübe aus dem Reaktor ausgetragen. Das Flächengewicht der Polymerisatkruste, die sich auf den Reaktorinnenwänden gebildet hat, wird bestimmt. Außerdem werden an dem in jedem einzelnen Ansatz erhaltenen getrockneten Produkt-PVC die Fischaugenkonzentration und die Wärmebeständigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengestellt. Die Prüfverfahren sind nachstehend im einzelnen angegeben. Wie den in der Tabelle 2 angegebenen Prüfergebnissen zu entnehmen ist, ist die Wärmebeständigkeit des im letzten Polymerisationsansatz erhaltenen PVC-Harzes weniger gut als die Wärmebeständigkeit der in den anderen Ansätzen erhaltenen Produkte. Dieses Ergebnis zeigt, daß die Wärmebeständigkeit der Produktharze durch den Zusatz zu großer Mengen Thiocyanat zum Polymerisationssystem ungünstig beeinflußt wird.After the polymerization reaction has ended, the polymer slurry is discharged from the reactor. The basis weight of the Polymer crust that has formed on the inner walls of the reactor is determined. Also, be part of that in everyone The fisheye concentration and heat resistance of the dried product PVC obtained in each individual batch were tested. The results are shown in Table 2. The test methods are detailed below. As can be seen from the test results given in Table 2, the heat resistance is the last The PVC resin obtained in the polymerization batch is less good than the heat resistance obtained in the other batches Products. This result shows that the heat resistance of the product resins due to the addition of too large amounts of thiocyanate to the polymerization system is adversely affected.

Die Bestimmung der Fischaugenkonzentration wird wie folgt durchgeführt:The determination of the fisheye concentration is carried out as follows:

Aus 100 Gew.-Teilen des Produktharzes, 50 Gew.-Teilen Dioctylphthalat, 1 Gew.-Teilen Dibutylzinndilaurat, 1 Gew.-Teilen Cetylalkohol, 0,25 Gew.-Teilen Titandioxid und 0,05 Gew.-Teilen Ruß wird eine Formmasse hergestellt. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Bestandteile 7 min bei 150 0C auf einem Walzenmischer homogen miteinander verknetet. Die homogen vermischte Formmasse wird dann zu einer 0,2 mm dicken Folie ausgeformt. Die in diesen Folien auftretenden, üblicherweise als "Fischaugen" bezeichneten Fehl-A molding composition is made from 100 parts by weight of the product resin, 50 parts by weight of dioctyl phthalate, 1 part by weight of dibutyltin dilaurate, 1 part by weight of cetyl alcohol, 0.25 part by weight of titanium dioxide and 0.05 part by weight of carbon black manufactured. For this purpose, the individual components are 7 min at 150 0 C on a roller mixer homogeneously kneaded together. The homogeneously mixed molding compound is then shaped into a 0.2 mm thick film. The defects that occur in these films, usually referred to as "fish eyes"

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stellen werden auf einer Fläche von 100 cm2 im Durchlicht gezählt.places are counted in transmitted light over an area of 100 cm 2.

Die Wärmebeständigkeit der Produktharze wird wie folgt geprüft: The heat resistance of the product resins is tested as follows:

100 Gew.-Teile des Produktharzes, -1 Gew.-Teile Stearinsäure und 1 Gew.-Teile Dibutylzinnmaleat werden 10 min bei 170 0C auf einem Zweiwalzenmischer mit einem Walzenspalt von 0,7 mm zu einer homogenen Formmasse verknetet. Aus dieser homogenen Formmasse wird dann eine Folie mit einer Stärke von 0,7 nun ausgeformt. Aus dieser Folie geschnittene Prüflinge werden dann in einem Geer-Ofen auf 180 0C erwärmt. Gemessen wird die bis zur Schwärzung des Prüflings erforderliche Verweilzeit des Prüflings im Ofen. Die gemessene Verweilzeit in Minuten dient als Maß für die Wärmebeständigkeit des Produktharzes.100 parts by weight of the product resin, -1 parts by weight of stearic acid and 1 part by weight of dibutyltin 10 at 170 0 C on a two roll mill having a nip of 0.7 mm min to give a homogeneous molding composition kneaded. A film with a thickness of 0.7 is then molded from this homogeneous molding compound. Test specimens cut from this film are then heated to 180 ° C. in a Geer oven. The time required for the test object to remain in the oven until the test object is blackened is measured. The measured residence time in minutes serves as a measure of the heat resistance of the product resin.

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Tabelle 2Table 2

BeschichtungssubstanzCoating substance Ammonium -
thiocyanat
(ppm)
Ammonium -
thiocyanate
(ppm)
Fisch
augen
(100
cm '
fish
eyes
(100
cm '
Wärme-
bestän-
digkeit
(min)
Warmth-
persistent
age
(min)
Polymeir-
kruste
(g/m2)
Polymer
crust
(g / m 2 )
ohnewithout ohnewithout 6060 120120 16001600 ohnewithout 1010 5555 120120 15001500 C.I. Acid Blue 116C.I. Acid Blue 116 ohnewithout 4040 120120 350350 C.I. Acid Blue 116C.I. Acid Blue 116 1010 .8.8th 120120 00 Airenonium-abietatAirenonium abbey 1010 1010 120120 33 Na-a-Naphthalinsulfonat
C.I. Direct blue 6
Na-a-naphthalene sulfonate
CI Direct blue 6
10
20
10
20th
10
6
10
6th
120
120 ■
120
120 ■
2
0
2
0
C.I. Acid Violet 78C.I. Acid Violet 78 11 1010 120120 33 C.I. Acid Violet 78C.I. Acid Violet 78 1010 66th 120120 11 C.I. Acid Violet 78C.I. Acid Violet 78 5050 44th 120120 00 C.I. Acid Violet 78C.I. Acid Violet 78 100100 44th 120120 00 C.I. Acid Violet 78C.I. Acid Violet 78 10001000 44th 8080 00

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Die Konzentration des Ammoniumthiocyanatzusatzes ist auf das Gewicht des Monomers bezogen.The concentration of ammonium thiocyanate additive is based on the weight of the monomer.

Beispiel 3 (Versuche 42 bis 48):Example 3 (experiments 42 to 48):

Die in der Tabelle 3 angegebenen Beschichtungssubstanzen werden in einer Konzentration von 1 Gew.-% in Wasser gelöst. Die wässrigen Lösungen werden anschließend durch Zusatz von Phosphorsäure auf einen pH-Wert von 2,5 eingestellt. Mit den so hergestellten wässrigen Beschichtungslösungen werden die Innenwände und die Rührwerksoberflächen eines Polymerisationsreaktors aus Edelstahl mit einem Fassungvermögen von 100 1 beschichtet. Die Beschichtung wird anschließend 10 min bie 90 0C getrocknet. Nach dem Trocknen wird mit Wasser gewaschen. Die gewaschene und getrocknete Beschichtung hat ein Flächengewicht von 0,1 g/m2.The coating substances given in Table 3 are dissolved in water in a concentration of 1% by weight. The aqueous solutions are then adjusted to a pH of 2.5 by adding phosphoric acid. The inner walls and the agitator surfaces of a stainless steel polymerization reactor with a capacity of 100 l are coated with the aqueous coating solutions thus produced. The coating is then dried for 10 min bie 90 0 C. After drying, it is washed with water. The washed and dried coating has a weight per unit area of 0.1 g / m 2 .

Der so beschichtete Polymerisationsreaktor wird dann mit 40 kg Wasser, 17 kg monomerem Vinylchlorid, 3 kg monomerem Vinylacetat, 12g partiell verseiftem Polyvinylalkohol, 4 g Hydroxypropylmethylcellulose, 6 g MC und 200 g Trichlorethylen beschickt. Der Beschickung wird zusätzlich ein Thiocyanat der in der Tabelle 3 angegebenenen Art und Menge zugesetzt. Außerdem werden zwei Vergleichsansätze ohne Thiocyanatzusatz durchgeführt. Das Beschickungsgemisch wird zunächst 15 min gerührt. Anschließend wird die Polymerisation in üblicher Weise 12 h bei 58 0C durchgeführt.The polymerization reactor coated in this way is then charged with 40 kg of water, 17 kg of monomeric vinyl chloride, 3 kg of monomeric vinyl acetate, 12 g of partially saponified polyvinyl alcohol, 4 g of hydroxypropylmethyl cellulose, 6 g of MC and 200 g of trichlorethylene. A thiocyanate of the type and amount shown in Table 3 is also added to the feed. In addition, two comparative approaches are carried out without the addition of thiocyanate. The feed mixture is initially stirred for 15 minutes. The polymerization is then carried out in the usual way at 58 ° C. for 12 h.

Nach Abschluß der Polymerisationsreaktion wird die Polymerisatztrübe aus dem Reaktor ausgetragen. Anschließend wird das Flächengewicht der an den Reaktorinnenwänden haftenden Polymerisatkruste bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengestellt.After the polymerization reaction has ended, the polymer becomes cloudy discharged from the reactor. The weight per unit area is then the adhering to the inner walls of the reactor Determined polymer crust. The results are shown in Table 3.

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Tabelle 3Table 3

BeschichtungssubstanzCoating substance ThiocyanatThiocyanate Polymer
kruste
polymer
crust
(ppm)(ppm) (g/m2)(g / m 2 ) -ohne-without ohnewithout 18001800 ohne
C.I. Acid Black 2
without
CI Acid Black 2
Ammonium—thiocyanat
(10)
ohne
Ammonium thiocyanate
(10)
without
1600
1300
1600
1300
C.I. Acid Black 2C.I. Acid Black 2 Ammonium-thiocyanat
(10)
Ammonium thiocyanate
(10)
33
CI. Acid Red 2CI. Acid Red 2 Natriumthiocyanat
(2'O)
Sodium thiocyanate
(2'O)
22
C.I. Acid Yellow 38C.I. Acid Yellow 38 CaIcium·thiocyanat
(20)
Calcium thiocyanate
(20)
11
CI. Direct Red 1CI. Direct Red 1 Kaliumthiocyanat
(10)
Potassium thiocyanate
(10)
11

Die Konzentrationsangabe für die Thiocyanatzugabe bezieht sich wiederum auf das Gewicht der Monomeren im Polymerisationsgemisch .The stated concentration for the addition of thiocyanate relates in turn to the weight of the monomers in the polymerization mixture .

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Claims (6)

JABGBR, GRAMS & PONTANI DIPL.CHEM. DR. KLAUS JAEGER DIPL.-INS. KLAUS D. GRAMS DR.-ING. HANS H. PONTANI GAUTING · BERGSTR. 48Vi Θ031 STOCKDORF . KREUZWES 34 8702 KLEINOSTHEIM · HIRSCHPFAD SHI-80 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 6-1, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchlorid-Harzen PatentansprücheJABGBR, GRAMS & PONTANI DIPL.CHEM. DR. KLAUS JAEGER DIPL.-INS. KLAUS D. GRAMS DR.-ING. HANS H. PONTANI GAUTING BERGSTR. 48Vi Θ031 STOCKDORF. KREUZWES 34 8702 KLEINOSTHEIM · DEER PATH SHI-80 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 6-1, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Process for the production of polyvinyl chloride resins Claims 1. Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchlorid-Harzen (PVC-Harzen) durch Suspensionspolymerisation von monomerem Vinylchlorid oder eines Monomergemisches, das im wesentlichen aus Vinylchloridmonomer besteht, in einem wässrigen Polymerisationsmedium, das ein Suspensionsmittel und einen im Monomer oder in den Monomeren löslichen Polymerisationsinitiator enthält, und zwar ein in Wasser bei 20 0C zu mindestens 0,2 Gew.-% lösliches organisches Peroxid,1. A process for the production of polyvinyl chloride resins (PVC resins) by suspension polymerization of monomeric vinyl chloride or a monomer mixture which consists essentially of vinyl chloride monomer in an aqueous polymerization medium which contains a suspending agent and a polymerization initiator which is soluble in the monomer or monomers, namely an organic peroxide which is at least 0.2% by weight soluble in water at 20 ° C., TELEPHON: (O89) 850203d; *V4«Ö*j*(cfecH!77 «3Ϊ?5 . TELEX: 521777 !sardTELEPHONE: (O89) 850203d; * V4 «Ö * j * (cfecH! 77« 3Ϊ? 5. TELEX: 521777! Sard dadurch gekennzeichnet ,characterized , (a) daß vor Beginn der Polymerisation die Innenwände des Polymerisationsreaktors, in dem die Polymerisation durchgeführt wird, mit einer wässrigen Beschichtungslösung beschichtet werden, die zumindest einen organischen Farbstoff, dessen Moleküle zumindest eine Sulfonsäuregruppe oder eine Carboxylgruppe in Form eines Alkalimetallsales oder Ammoniumsalzes enthalten, und/oder mindestens ein Alkalimetallsalz oder ein Ammoniumsalz einer organischen Sulfonsäure und/oder mindestens einer Carbonsäure mit mindestens einem Paar konjugierter Doppelbindungen je Molekül gelöst enthält, und daß die naß mit dieser Lösung beschichteten Innenwände anschließend getrocknet werden, und(a) that before the start of the polymerization, the inner walls of the polymerization reactor in which the polymerization is carried out, be coated with an aqueous coating solution, the at least one organic dye whose molecules have at least one sulfonic acid group or one carboxyl group in Contain the form of an alkali metal or ammonium salt, and / or at least one alkali metal salt or an ammonium salt of an organic sulfonic acid and / or at least one carboxylic acid with at least one pair of conjugated double bonds per molecule is dissolved contains, and that the wet coated with this solution inner walls are then dried, and (b) daß dem Polymerisationsgemisch, das in dem so beschichteten Polymerisationsreaktor polymerisiert werden soll, zumindest ein wasserlösliches Thiocyanat zugesetzt wird.(b) that the polymerisation mixture which is polymerised in the polymerisation reactor thus coated should, at least one water-soluble thiocyanate is added. 2. Verfahren nach Anspruch 1,2. The method according to claim 1, dadurch gekennzeichnet , daß die wässrige Beschichtungslösung durch Zusatz einer Säure auf einen pH-Wert von nicht größer als 7 eingestellt wird.characterized in that the aqueous coating solution by adding a Acid is adjusted to a pH of not greater than 7. 3. Verfahren nach Anspruch 1,3. The method according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände des Polymerisationsreaktors mit der wässrigen Beschichtungslösung in der Weise beschichtet werden, daß die Beschichtung nach dem Trocknen ein Flächengewicht, von mindestens 0,001 g/m2 hat.characterized in that the inner walls of the polymerization reactor are coated with the aqueous coating solution in such a way that the coating, after drying, has a weight per unit area of at least 0.001 g / m 2 . 130037/0606130037/0606 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß als wasserlösliches Thiocyanat eines der folgenden Thiocyanate benutzt wird: ein Alkalimetallthiocyanat, Ammoniumthiocyanat und/oder ein Erdalkalimetallthiocyanat.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that one of the following thiocyanates is used as the water-soluble thiocyanate: an alkali metal thiocyanate, Ammonium thiocyanate and / or an alkaline earth metal thiocyanate. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das wasserlösliche Thiocyanat dem Polymerisationsgemisch in einer Konzentration von 1 bis 500 ppm zugesetzt wird, und zwar bezogen auf das Gewicht des monomeren Vinylchlorids bzw. des Monomergemisches.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the water-soluble thiocyanate is added to the polymerization mixture in a concentration of 1 to 500 ppm is added, based on the weight of the monomeric vinyl chloride or the monomer mixture. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ,6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized , (a) daß als organischer Farbstoff einer der folgenden Farbstoffe verwendet wird, die der besseren Lesbarkeit halber in der Benennung des "Colour Index" angegeben sind: C.I. Direct Yellow 1, C.I. Acid Yellow 38, C.I. Acid Orange 2, C.I. Direct Orange 10, C.I. Direct Red 1, C.I. Acid Red 2, C.I. Acid Red 18, C.I. Acid Red 52, C.I. Acid Red 73, C.I. Direct Red 186, C.I. Direct Red 92, C.I. Basic Red 2, C.I. Direct Violet 1, C.I. Direct Violet 22, C.I. Basic Violet 10, C.I. Acid Violet 11, C.I. Acid Violet 78, C.I. Mordant Violet 5, C.I. Direct Blue 6, C.I. Direct Blue 71, C.I. Direct Blue 106, C.I. Reactive Blue 2, CI. Reactive Blue 4, C.I. Reactive Blue(a) That as the organic dye, any of the following Dyes are used which, for the sake of readability, are included in the designation of the "Color Index": C.I. Direct yellow 1, C.I. Acid yellow 38, C.I. Acid Orange 2, C.I. Direct orange 10, C.I. Direct Red 1, C.I. Acid Red 2, C.I. Acid red 18, C.I. Acid Red 52, C.I. Acid red 73, C.I. Direct red 186, C.I. Direct Red 92, C.I. Basic Red 2, C.I. Direct violet 1, C.I. Direct violet 22, C.I. Basic Violet 10, C.I. Acid Violet 11, C.I. Acid Violet 78, C.I. Mordant Violet 5, C.I. Direct blue 6, C.I. Direct Blue 71, C.I. Direct blue 106, C.I. Reactive Blue 2, CI. Reactive Blue 4, C.I. Reactive Blue CI. Acid Blue 116, CI. Acid Blue 158, C.I. Mordant Black 1, CI. Mordant Black 5, C.I. Acid Black 2, CI. Direct Black 38, C.I. Solubilized Vat Black 1, C.I. Fluorescent Brightening Agent 30, C.I. Fluorescent Brightening Agent 32 und C.I. Azoic Brown 2; undCI. Acid Blue 116, CI. Acid blue 158, C.I. Mordant Black 1, CI. Mordant Black 5, C.I. Acid Black 2, CI. Direct black 38, C.I. Solubilized Vat Black 1, C.I. Fluorescent Brightening Agent 30, C.I. Fluorescent Brightening Agent 32 and C.I. Azoic Brown 2; and 130037/0606130037/0606 b) daß die organische SuIfonsäure oder die Carbonsäure mit mindestens einem Paar konjugierter Doppelbindungen eine der folgenden Substanzen ist :b) that the organic sulfonic acid or the carboxylic acid with at least one pair of conjugated double bonds is one of the following substances: Toluidin, α-Naphthalinsulfonsäure, Anthrachinonsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Abietinsäure, Isonikotinsäure, Benzoesäure, Phenylglycin oder 3-Hydroxy-2-naphthoesäure.Toluidine, α-naphthalenesulfonic acid, anthraquinonesulfonic acid, Dodecylbenzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, Abietic acid, isonicotinic acid, benzoic acid, phenylglycine or 3-hydroxy-2-naphthoic acid. 130037/0606130037/0606
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