DE3835509A1 - Verfahren zur herstellung eines acrylsaeureester-vinylchlorid-pfropfpolymerisates - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines acrylsaeureester-vinylchlorid-pfropfpolymerisatesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines Pfropfpolymerisates, das polymerisierte Einheiten
des Vinylchlorids und 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das
Polymerisat, polymerisierte Einheiten mindestens eines
Acrylsäureesters enthält, gemäß Anspruch 1.
Es ist bekannt, schlagzähe, witterungsstabile Formkörper
aus Mischungen von Polyvinylchlorid und
Pfropfpolymerisaten, die 30 bis 60 Gew.-%
Acrylsäureestereinheiten und Vinylchlorid als
aufpolymerisiertes Monomeres enthalten, herzustellen.
Zur Gewinnung solcher Pfropfpolymerisate ist es aus
DE-OS 21 62 615 bekannt, Acrylsäureester in Gegenwart
kleiner Mengen polyfunktioneller, ethylenisch ungesättigter
Monomerer in wäßriger Emulsion zu polymerisieren, der
so erzeugten Polymerdispersion Vinylchlorid, ein für die
Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid geeignetes
Suspendiermittel und einen in Vinylchlorid löslichen
Katalysator, zuzusetzen, den pH auf 3 bis 9 einzustellen
und diese Mischung zu polymerisieren. Zur
Emulsionspolymerisation des Acrylsäureesters soll ein
Emulgator mit einem niedrigen (2 bis 12) oder sehr hohen
(über 40) HLB-Wert eingesetzt werden, beispielsweise
das Natriumsalz des Sulfobernsteinsäure-bistridecylesters
(HLB = 4 bis 7) oder ein Alkylsulfatsalz mit kurzer
Alkylkette, beispielsweise Natrium-2-ethylhexylsulfat
(HLB ∼ 50). Um bei der anschließenden Polymerisation
des Vinylchlorids Belagsbildung zu vermeiden, wird
vorzugsweise eine hochviskose Hydroxypropyl-
Methylcellulose eingesetzt.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die empfohlenen
hochviskosen Suspendiermittel schwer handhabbar sind,
die üblichen Produktionsanlagen für Polyvinylchlorid
sind auf so hochviskose Stoffe nicht eingerichtet. Der
nachfolgend beschriebene Vergleichsversuch zeigt ferner,
daß bei Zusatz von einem Emulgator mit hohem HLB-Wert
(circa 40) bei der Polymerisation des Acrylsäureesters
nach der anschließenden Pfropfpolymerisation mit
Vinylchlorid ein Polymerisat erhalten wird, das
ungünstige Porosität und damit schlechte Entgasbarkeit
aufweist und das in Mischung mit Polyvinylchlorid zu
Formkörpern verarbeitet, vergleichsweise geringe
Schlagzähigkeit sowie schlechtere Oberfläche und
Verarbeitbarkeit zeigt.
Aus DE 35 10 899-A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem
die Emulsionspolymerisation eines Acrylsäureesters in
Gegenwart eines Alkalisalzes einer Fettsäure oder in
Gegenwart von Alkali-Laurylsulfat durchgeführt wird und
die anschließende Suspensionspolymerisation des
Vinylchlorids in Gegenwart einer Methylcellulose erfolgt,
wobei nach der Suspendiermittelzugabe eine Ca(OH)₂-
Suspension zugefügt, die Mischung neutralisiert und
dann ein organisches Peroxid als Initiator zugegeben wird.
Nach den erfindungsgemäßen Beispielen wird wäßrige
Suspendiermittellösung und Polyacrylatdispersion vorgelegt,
dann Vinylchlorid zugegeben, aufgeheizt, Ca(OH)₂-
Suspension zugefahren, mit Säure neutralisiert und
zuletzt der Initiator eindosiert.
Diese Verfahrensweise ist kompliziert und störanfällig.
Offensichtlich kann nur mit einem ungünstigen
Phasenverhältnis (5 Gew.-Teile Wasser auf 1 Gew.-Teil
Vinylchlorid) gefahren werden, worunter die Produktivität
leidet. Ferner kann die Dosierung des Initiators in
organischem Lösungsmittel (Toluol) Rückstandsprobleme
im fertigen Polymerisat beziehungsweise dem daraus
erzeugten Formkörper verursachen. Das erzielte
Schüttgewicht von 450 g/dm³ ist für eine moderne
Extrusionsverarbeitung unbefriedigend niedrig.
Schließlich ist aus JP-AS Sho 47-7454 ein Verfahren zur
Verbesserung der Herstellung granulierter Polymerer
bekannt, das sich nicht speziell auf Polyacrylsäureester-
Vinylchlorid-Pfropfpolymerisate bezieht. Hiernach wird
eine wäßrige Suspension aus einem Monomeren der
Ethylenreihe einem Suspendiermittel und einem
Aussalzmittel, das zur Coagulation eines Latex geeignet
ist und die Suspension des Monomeren nicht stört, mit
einem nach Bedarf basisch eingestellten Polymerlatex
versetzt und die so erzeugte Mischung polymerisiert. In
keinem der Beispiele wird ein Polyacrylsäureester-Latex
eingesetzt.
Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das die Nachteile
der obengenannten Verfahren nicht aufweist und mit guter
Produktivität und wenig störanfälliger Verfahrensweise
zu Produkten mit verbesserten Eigenschaften führt. Das
neue Verfahren zur Herstellung eines Polymerisates, das
polymerisierte Einheiten des Vinylchlorids und 30 bis
60 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat, polymerisierte
Einheiten mindestens eines Acrylsäureesters sowie
gegebenenfalls weiterer mit Acrylsäureester
copolymerisierbarer Monomerer enthält, durch Polymerisation
des Acrylsäureesters und gegebenenfalls weiterer Monomerer
unter Zusatz eines Monomeren mit mindestens zwei
ethylenisch ungesättigten, nicht konjugierten
Doppelbindungen in wäßriger Emulsion, in Gegenwart eines
wasserlöslichen Salzes einer 12 bis 18 C-Atome enthaltenden
Fettsäure als Emulgator mit einem Ausgangs-pH-Wert über 9,
wobei ein Polymeres gebildet wird, dessen
Glasumwandlungstemperatur unterhalb 0°C liegt, mit
anschließender Polymerisation von Vinylchlorid,
gegebenenfalls zusammen mit Vinylchlorid
copolymerisierbaren Monomeren in wäßriger Suspension in
Gegenwart der durch Emulsionspolymerisation erzeugten
Polyacrylsäureesterdispersion, sowie von mindestens einem
radikalbildenden, in Vinylchlorid löslichen Katalysator,
mindestens einem Suspendiermittel und mindestens einem
Fällungsmittel für den genannten Emulgator bei Temperaturen
von 50 bis 80°C, Abkühlen, Entspannen und Aufarbeiten zum
trockenen Polymerisat, ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Emulsionspolymerisation des Acrylsäureesters zusätzlich in
Gegenwart mindestens eines Alkali- oder Ammoniumsalzes
einer Alkylsulfonsäure mit 8 bis 20 C-Atomen und/oder einer
Alkylarylsulfonsäure mit 3 bis 16 C-Atomen im Alkylrest als
weiterem Emulgator vorgenommen wird und vor Beginn der
Suspensionspolymerisation des Vinylchlorids Wasser,
Suspendiermittel, Fällungsmittel für die genannten
Emulgatoren, Katalysator und gegebenenfalls weitere
Zusatzstoffe sowie Vinylchlorid und gegebenenfalls weitere
Monomere im Polymerisationsgefäß vorgelegt werden und
danach die vorher erzeugte Dispersion des
Polyacrylsäureesters zugegeben und die Mischung auf
Polymerisationstemperatur erwärmt wird.
Die erfindungsgemäße Herstellung des Polymerisates
erfolgt in zwei Schritten. Zunächst wird mindestens ein
Acrylsäureester sowie gegebenenfalls weitere mit
Acrylsäureester copolymerisierbare Monomere unter Zusatz
eines Monomeren mit mindestens zwei ethylenisch
ungesättigten, nicht konjugierten Doppelbindungen in
wäßriger Emulsion polymerisiert. Als Acrylsäureester
sind beispielsweise Acrylsäurealkylester, die 3 bis 10 C-
Atome im Alkylrest enthalten, geeignet, wie zum Beispiel
Propylacrylat, Butylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat,
Heptylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat,
Nonylacrylat oder Decylacrylat, ferner Acrylsäurearylalkylester,
beispielsweise der Benzyl- oder
Phenylpropylester, geeignet sind auch solche
Arylalkylester, bei denen die Kohlenstoffkette durch
Ethersauerstoffatome unterbrochen ist, beispielsweise
der Acrylsäurephenoxyethoxyethylester. Bevorzugt werden
solche Acrylester verwendet, deren Homopolymerisate eine
Glasumwandlungstemperatur von höchstens -15°C zeigen.
Es können auch Mischungen verschiedener Acrylsäureester
verwendet werden.
Geeignete, mit Acrylsäureestern copolymerisierbare
Monomere sind beispielsweise Styrol, Acrylnitril,
Vinylacetat, Methacrylsäurealkylester mit 1 bis 8 C-Atomen
in der Alkylgruppe, Acrylsäure, Methacrylsäure und
andere übliche Vinylmonomere. Bevorzugt wird als
Comonomeres Vinylidenchlorid verwendet. Die Menge des
beziehungsweise der mit dem Acrylsäureester
copolymerisierbaren Monomeren soll so gewählt werden,
daß das erzeugte Acrylsäureestercopolymerisat eine
Glasumwandlungstemperatur unterhalb 0°C aufweist.
Die Emulsionspolymerisation des Acrylsäureesters erfolgt
unter Zusatz eines Monomeren mit mindestens zwei
ethylenisch ungesättigten, nicht konjugierten
Doppelbindungen. Solche geeigneten Verbindungen sind
beispielsweise Acrylate mehrwertiger Alkohole, wie
Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat,
Propylenglykoldimethacrylat, Butylenglykoldiacrylat,
Trimethylenglykoldiacrylat, Pentamethylenglykoldiacrylat,
Glyceryltriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat,
Pentaerythrittetraacrylat; Allylmethacrylat,
Diallylester von mono- beziehungsweise polyfunktionellen
Säuren, wie Diallylphthalat, Diallylfumarat;
Divinylester von zwei- oder dreibasigen Säuren, wie
Divinyladipat; Divinylether von mehrwertigen Alkoholen,
beispielsweise vom Ethylenglykol; Divinylbenzol oder
Divinylsulfon. Von diesen Verbindungen mit zwei nicht
konjugierten ethylenischen Doppelbindungen werden 0,1 bis
5 Gew.-%, bezogen auf die acrylsäureesterhaltige
Monomerenmischung, für die Emulsionspolymerisation
eingesetzt.
Diese Polymerisation in wäßriger Emulsion findet in
Gegenwart von mindestens einem wasserlöslichen Salz
einer 12 bis 18 C-Atome enthaltenden Fettsäure statt.
Das Salz sollte mindestens zu 0,5 Gew.-% in Wasser bei
20°C löslich sein, vorzugsweise werden die Natrium- oder
Ammoniumsalze eingesetzt. Geeignet sind beispielsweise
die Laurate, Myristate, Palmitate, Isopalmitate oder
Stearate, wobei auch Mischungen verschiedener
fettsaurer Salze verwendet werden können.
Zusätzlich zu den fettsauren Salzen wird erfindungsgemäß
in Gegenwart mindestens eines Alkali- oder Ammoniumsalzes
einer Alkylsulfonsäure mit 8 bis 20 C-Atomen und/oder
einer Alkylarylsulfonsäure mit 3 bis 16 C-Atomen im
Alkylrest polymerisiert. Wegen ihrer leichten
Beschaffbarkeit sind die Dodecylbenzolsulfonate oder
Dibutylnaphthalinsulfonate sowie Alkylsulfonate mit
11 bis 18 C-Atomen, die als Mischung vorliegen können,
bevorzugt. Von den genannten Sulfonaten werden 0,05 bis
1 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf
Vinylchlorid beziehungsweise Vinylchloridmonomerengemisch,
das bei der nachfolgenden Suspensionspolymerisation in
Gegenwart der Polyacrylsäuredispersion verwendet wird,
eingesetzt.
Bezogen auf 1 Gew.-Teil Sulfonat werden bei der
Emulsionspolymerisation des Acrylsäureesters 1 bis
15 Gew.-Teile, vorzugsweise 8 bis 3 Gew.-Teile des
fettsauren Salzes beziehungsweise der fettsauren Salze
verwendet, wobei die Mindestmenge an fettsaurem Salz,
bezogen auf das Acrylsäureester enthaltende
Monomerengemisch, mindestens 1 Gew.-% betragen soll.
Als Katalysator oder Initiator für die Emulsionspolymerisation
werden 0,05 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis
0,5 Gew.-%, bezogen auf das acrylsäureesterhaltige
Monomerengemisch, von üblichen peroxidischen Verbindungen wie
Wasserstoffperoxid, Kalium- oder Ammoniumpersulfat oder
von Azokatalysatoren, beispielsweise
Azoisobuttersäurenitril oder Azobisdimethylvaleronitril
verwendet. Zusammen mit den wasserlöslichen peroxidischen
Verbindungen können wasserlösliche reduzierende
Verbindungen, die zum Aufbau eines Redox-
Katalysatorsystems geeignet sind, eingesetzt werden.
Geeignet sind beispielsweise Alkalibisulfite,
-hydrosulfite, -tiosulfate, -aldehydsulfoxylate sowie
auch organische reduzierende Verbindungen, beispielsweise
Ascorbinsäure.
Vor Beginn der Emulsionspolymerisation des
Acrylsäureestergemisches wird der pH der
Polymerisationsmischung auf einen Wert über 9,
beispielsweise mit Ammoniumhydroxidlösung oder
Alkalilauge, eingestellt. Die Polymerisation findet bei
40 bis 90°C zweckmäßig unter normalen Atmosphärendruck
bis zu einem Monomerumsatz von mindestens 99%,
vorzugsweise 99,8%, statt, wozu im allgemeinen 2 bis
10 Stunden benötigt werden.
Diese Emulsionspolymerisation kann kontinuierlich oder
chargenweise durchgeführt werden, vorzugsweise arbeitet
man nach der, beispielsweise in Houben-Weyl, "Methoden der
organischen Chemie", Band 14, Teil 1, Seite 339,
beschriebenen halbkontinuierlichen Methode, wobei ein
kleinerer Teil der Monomerdispersion vorgelegt, die
Polymerisation gestartet und während der Polymerisation
sowohl wäßrige Monomerdispersion wie auch Katalysator
beziehungsweise Initiator nachgeschleust werden.
Die wie oben beschrieben hergestellte wäßrige
Polyacrylsäureesterdispersion wird anschließend für
eine Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid
beziehungsweise eines vinylchloridhaltigen
Monomerengemisches verwendet. Hierbei wird erfindungsgemäß
so vorgegangen, daß Wasser, Suspendiermittel,
Fällungsmittel für die weiter oben beschriebenen
Emulgatoren, Katalysatoren, gegebenenfalls weitere
Zusatzstoffe, sowie Vinylchlorid und gegebenenfalls
weitere Monomere, die mit Vinylchlorid copolymerisierbar
sind, im Polymerisationsgefäß vorgelegt werden und
danach die, wie oben beschrieben, hergestellte wäßrige
Dispersion des Polyacrylsäureesters unter Bewegung der
Mischung, beispielsweise durch Rühren, zugegeben wird.
Hierbei kann die Reihenfolge, in der das Vinylchlorid
beziehungsweise das Vinylchlorid enthaltende
Monomerengemisch, das Wasser, Suspendiermittel,
Fällungsmittel und der Katalysator eingespeist werden,
variieren, in jedem Fall soll jedoch als letztes die
wäßrige Polyacrylsäuredispersion zugegeben werden. Vor,
während oder nach dieser Zugabe wird die Mischung auf
die Polymerisationstemperatur von 50 bis 80°C erwärmt
und wie üblich unter Rühren bis zu einem Druckabfall
um mindestens 0,1 MPa polymerisiert. Der
Polymerisationsumsatz sollte 45 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise
70 bis 80 Gew.-%, bezogen auf eingesetztes
Vinylchloridmonomeres, betragen.
Bei der Suspensionspolymerisation wird zweckmäßig auf
1 Gew.-Teil Vinylchlorid beziehungsweise
vinylchloridhaltiges Monomerengemisch 1 bis 5 Gew.-Teile,
vorzugsweise 1,5 bis 3 Gew.-Teile Wasser verwendet,
wobei die später zugefügte Polyacrylsäureesterdispersion
nicht berücksichtigt wird. Die Menge des je 1 Gew.-Teil
in der Polyacrylsäureesterdispersion vorhandenen
Feststoffes anzuwendenden Vinylchlorids ist abhängig vom
Vinylchloridpolymerisationsumsatz und dem angestrebten
Polyacrylsäureestergehalt des erfindungsgemäß
herzustellenden Polymerisates. Soll beispielsweise ein
Polymerisat mit 40 Gew.-% Polyacrylsäureestereinheiten
und 60 Gew.-% Vinylchlorideinheiten mit einem Umsatz von
70 Gew.-% hergestellt werden, so sind je 1 Gew.-Teil
Feststoff in der Polyacrylsäureesterdispersion
0,6 × 0,4-1 × 0,7-1 = 2,14 Gew.-Teile monomeres
Vinylchlorid zu verwenden.
Neben Vinylchlorid können bei der Suspensionspolymerisation
bis zu 10 Gew.-% der Gesamtmenge der eingesetzten
Monomeren mit Vinylchlorid copolymerisierbarer Monomerer
angewendet werden. Hierfür sind beispielsweise eines
oder mehrere folgender Monomerer geeignet: Vinylester von
geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren mit 2 bis 20,
vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat,
-propionat, -butyrat, -2-ethylhexoat;
Vinylisotridecansäureester; Vinylidenchlorid;
Vinylether; ungesättigte Säuren, wie Malein-, Fumar-,
Acryl-, Methacrylsäure und deren Mono- beziehungsweise
Diester mit aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 10
Kohlenstoffatomen; Maleinsäureanhydrid, Maleinsäureimid
sowie dessen N-Substitutionsprodukte mit aromatischen,
cycloaliphatischen sowie gegebenenfalls verzweigten
aliphatischen Substituenten; Acrylnitril; Styrol.
Besonders bevorzugt als Comonomere sind Vinylacetat und
Methacrylsäureester mit 1 bis 8 C-Atomen in der
alkoholischen Komponente.
Als Suspendiermittel werden 0,05 bis 1 Gew.-%,
vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das (die)
bei der Suspensionspolymerisation eingesetzte(n)
Monomere(n) verwendet. Geeignet sind eines oder mehrere
der folgenden Suspendiermittel: Cellulosederivate, wie
Alkyl- und Hydroxyalkylcellulosen; beispielsweise
Methyl- oder Ethylcellulose sowie Hydroxyethyl- oder
Hydroxypropylcellulose sowie deren Mischether, wie
Hydroxypropylmethylcellulose; Alkylvinylether-
Maleinsäurecopolymerisate; Gelatine; Stärkeether.
Bevorzugt wird als Suspendiermittel mindestens die Hälfte
der insgesamt einzusetzenden Suspendiermittelmenge von
mindestens einem Polyvinylalkohol der 5 bis 25 Gew.-%
Acetatgruppen enthält sowie gemessen in 4gew.-%iger
wäßriger Lösung bei 20°C, eine Viskosität von 4 bis
30 mPa · s aufweist, eingesetzt, wobei der pH-Wert der
vor der Polymerisation erzeugten Mischung aus Wasser,
Suspendiermittel und Fällungsmittel für die bei der
Emulsionspolymerisation des Acrylsäurealkylesters
eingesetzten Emulgatoren auf einen Wert unterhalb 9
eingestellt wird.
Die Suspensionspolymerisation wird in Gegenwart von
0,001 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,3 Gew.-%,
bezogen auf eingesetzte(s) Monomere(s), in Vinylchlorid
löslicher radikalbildender Katalysatoren durchgeführt.
Geeignete Katalysatoren sind beispielsweise Diaryl-,
Diacylperoxide, wie Diacetyl-, Acetylbenzoyl-,
Di-lauroyl-, Dibenzoyl-, Bis-2,4-dichlorbenzoyl-,
Bis-2-methylbenzoyl-peroxid; Dialkylperoxide, wie
Di-tertiär-butylperoxid, Perester, wie Tertiär-
butylpercarbonat, Tertiär-butylperacetat, Tertiär-
butylperoctoat, Tertiär-butylperpivalat; Dialkylperoxydi-
carbonate, wie Diisopropyl-, Diethylhexyl-,
Dicyclohexyl-, Diethylcyclohexylperoxy-dicarbonate;
gemischte Anhydride von organischen Sulfopersäuren und
organischen Säuren, wie Acetylcyclohexylsulfonylperoxid;
als Polymerisationkatalysatoren bekannte Azoverbindungen,
wie Azoisobuttersäurenitril.
Als Fällungsmittel für die bei der Emulsionspolymerisation
des Acrylsäurealkylesters verwendeten Emulgatoren sind
beispielsweise Salze von mehrwertigen Metallkationen
und/oder Säuren, beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure,
Salpetersäure, Zitronensäure, Ameisensäure oder Essigsäure
geeignet. Vorzugsweise wird als Fällungsmittel für die
Emulgatoren mindestens ein wasserlösliches Erdalkali
oder Aluminiumsalz eingesetzt, wobei der pH-Wert der
vor der Polymerisation erzeugten Mischung aus Wasser,
Suspendiermittel und Fällungsmittel oberhalb 2 so
eingestellt wird, daß das Fällungsmittel keine merkliche
Hydrolyse zeigt. Beispiele für geeignete bevorzugte
Fällungsmittel sind Magnesiumsulfat, Calciumchlorid,
Calciumacetat, Bariumchlorid, Bariumnitrat, Aluminiumchlorid
und Kaliumaluminiumsulfat (Alaun). Von den Fällungsmitteln
werden mindestens so viel eingesetzt wie theoretisch
zur vollständigen Ausfällung der verwendeten Emulgatoren
notwendig ist, zweckmäßig wird ein geringer Überschuß
verwendet.
Wenn bei der oben beschriebenen Suspensionspolymerisation
von Vinylchlorid in Gegenwart der vorpolymerisierten
Polyacrylsäureesterdispersion der gewünschte
Monomerenumsatz erreicht ist, wird der Ansatz abgekühlt,
nach üblichen Verfahren von restlichen Monomeren befreit, die
wäßrige Flotte, beispielsweise in einer Dekanterzentrifuge,
abgetrennt und das feuchte Polymerisat wie üblich,
beispielsweise in einem Stromtrockner oder
Wirbelbetttrockner, getrocknet.
Werden an die erfindungsgemäß erzeugten Pfropfpolymerisate
besondere Anforderungen bezüglich der Lagerstabilität bei
erhöhter Temperatur (30 bis 50°C), beispielsweise in
Silos oder in Säcken, die auf Paletten gestapelt sind,
gestellt, so wird in einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ein durch Polymerisation in wäßriger Emulsion
nach an sich bekanntem Verfahren hergestellter
Vinylchlorid-Polymerisat-Latex, dessen Polymerisat-Anteil
einen Glasumwandlungspunkt (Tg) von über 60°C aufweist,
zur Suspension des Acrylsäureester enthaltenden
Pfropfpolymerisates vor der Abtrennung der Hauptmenge des
Wassers, beispielsweise durch Dekantieren in einer
Zentrifuge, gegeben. Der Vinylchlorid-Polymerisat-Latex
enthält zweckmäßig 30 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den
Latex, Feststoff und nicht mehr als 3 Gew.-%, bezogen auf
den Feststoff, an Emulgator(en). Die Zugabemenge des
Vinylchlorid-Polymerisat-Latex wird unter Berücksichtigung
seines Feststoffgehaltes sowie des Feststoffgehaltes der
Suspension des Pfropfpolymerisates so gewählt, daß auf
1 kg Pfropfpolymerisat 0,005 bis 0,1 kg, vorzugsweise 0,01
bis 0,05 kg, Latex-Feststoff vorliegen. Nach der Latex-
Zugabe wird die Mischung zweckmäßig noch einige Zeit
gerührt, dann wie üblich dekantiert und getrocknet.
Das Verfahren der Zugabe von Vinylchlorid-Polymerisat-
Latex wird insbesondere bei hohen Acrylsäureester-
Gehalten, beispielsweise 45 bis 60 Gew.-% polymerisierte
Einheiten Acrylsäureester, im Pfropfpolymerisat
vorteilhaft angewandt. Es werden Polymerisatpulver
erhalten, die auch unter ungünstigen Lagerbedingungen
nicht verkleben.
Das erfindungsgemäß hergestellte Polymerisat wird
vorzugsweise in Mischung mit Vinylchlorid-homo- und/oder
-copolymerisaten, die neben polymerisierten
Vinylchlorideinheiten bis zu 10 Gew.-% polymerisierte
Einheiten von Comonomeren enthalten unter Zusatz üblicher
Verarbeitungshilfsmittel, wie Thermostabilisatoren,
Gleitmittel, gegebenenfalls Farbstoffe, Pigmente und
andere Zusatzstoffe durch Extrudieren, Kalandrieren im
Spritzgußverfahren oder nach anderen bekannten
Verarbeitungsverfahren zu Formkörpern verarbeitet. Die
Mischung der verschiedenen Polymerisate wird dabei
zweckmäßig so eingestellt, daß sie 2,5 bis 10 Gew.-%,
bevorzugt 4 bis 7 Gew.-%, des in dem erfindungsgemäß
hergestellten Polymerisat enthaltenen Acrylsäureester-
Elastomeren (Acrylsäureesterpolymerisat) aufweist.
Wie bereits eingangs erwähnt, ermöglicht es das
erfindungsgemäße Verfahren vergleichsweise weniger
störanfällig Polymere in gleichmäßiger Qualität mit
guter Raum-Zeit-Ausbeute herzustellen. Die erzeugten
Polymerisate haben hohe Schüttgewichte und vergleichsweise
gute Porosität, wodurch restliche Monomere leicht aus
ihnen zu entfernen sind. Die erfindungsgemäß hergestellten
Polymere zeigen verbesserte Verarbeitbarkeit und ergeben
Formkörper die gute Schlagzähigkeit und gute Oberfläche
aufweisen.
Nachfolgende Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung
näher erläutern. Die angegebenen Eigenschaftswerte wurden
wie folgt ermittelt:
K-Wert: Nach DIN 53 726
Schüttgewicht: Nach DIN 53 468
Rieselfähigkeit: Nach DIN 53 492
Weichmacheraufnahme: Nach DIN 53 417
Kornverteilung: Mit Luftstrahl-Siebanalyse nach DIN 53 734
Schlagzähigkeit: Nach DIN 53 453 mit gekerbtem Probekörper bei 23°C (aK₂₃) und bei 0°C (aK₀)
Oberflächenqualität: Visuell nach folgender Notenskala: 1 = sehr gut; 2 = gut; 3 = befriedigend
Rest-Vinylchlorid-Gehalt im Polymeren: Gaschromatographisch nach der "head-space"-Methode (Zeitschrift für analytische Chemie 255 (1971), Seiten 345 bis 350)
Teilchengröße in der in wäßriger Emulsion hergestellten Polyacrylsäureesterdispersion: Mit dem "Nanosizer" der Firma Coulter Electronics, Krefeld.
Schüttgewicht: Nach DIN 53 468
Rieselfähigkeit: Nach DIN 53 492
Weichmacheraufnahme: Nach DIN 53 417
Kornverteilung: Mit Luftstrahl-Siebanalyse nach DIN 53 734
Schlagzähigkeit: Nach DIN 53 453 mit gekerbtem Probekörper bei 23°C (aK₂₃) und bei 0°C (aK₀)
Oberflächenqualität: Visuell nach folgender Notenskala: 1 = sehr gut; 2 = gut; 3 = befriedigend
Rest-Vinylchlorid-Gehalt im Polymeren: Gaschromatographisch nach der "head-space"-Methode (Zeitschrift für analytische Chemie 255 (1971), Seiten 345 bis 350)
Teilchengröße in der in wäßriger Emulsion hergestellten Polyacrylsäureesterdispersion: Mit dem "Nanosizer" der Firma Coulter Electronics, Krefeld.
Folgende Einrichtung wird verwendet:
Eine waagrechte Platte ist mit senkrecht stehenden, oben geschlossenen zylindrischen Erhebungen, die einen Durchmesser von 4 cm und eine Höhe von 4 cm aufweisen, versehen. Auf die Platte werden Hülsen von 4 cm Innendurchmesser und 15 cm Länge senkrecht so aufgesetzt, daß die Erhebungen in die Hülsen eindringen und diesen Halt gewähren. In jede Hülse werden 60 g des zu prüfenden Polymerisat-Pulvers gegeben und darauf ein vollzylindrischer Metallstempel von 3,95 cm Durchmesser, 23 cm Länge und einem Gewicht von 2,2 kg gesetzt. Der Stempel übt einen Druck von 17,6 kN/m² aus. Diese Anordnung wird während 72 Stunden bei 60°C gehalten, dann auf Raumtemperatur abgekühlt, die Hülse von der Platte genommen, wenn erforderlich, das Polymerisat mit dem Metallstempel vorsichtig aus der Hülse gedrückt und nach folgender Notenskala beurteilt
Eine waagrechte Platte ist mit senkrecht stehenden, oben geschlossenen zylindrischen Erhebungen, die einen Durchmesser von 4 cm und eine Höhe von 4 cm aufweisen, versehen. Auf die Platte werden Hülsen von 4 cm Innendurchmesser und 15 cm Länge senkrecht so aufgesetzt, daß die Erhebungen in die Hülsen eindringen und diesen Halt gewähren. In jede Hülse werden 60 g des zu prüfenden Polymerisat-Pulvers gegeben und darauf ein vollzylindrischer Metallstempel von 3,95 cm Durchmesser, 23 cm Länge und einem Gewicht von 2,2 kg gesetzt. Der Stempel übt einen Druck von 17,6 kN/m² aus. Diese Anordnung wird während 72 Stunden bei 60°C gehalten, dann auf Raumtemperatur abgekühlt, die Hülse von der Platte genommen, wenn erforderlich, das Polymerisat mit dem Metallstempel vorsichtig aus der Hülse gedrückt und nach folgender Notenskala beurteilt
- 1) Das Polymerisat fließt ohne Nachhilfe aus der Hülse und enthält keine Klumpen.
- 2) Das Polymerisat enthält Klumpen, die jedoch auf leichten Fingerdruck zu Pulver zerfallen.
- 3) Das Polymerisat bildet einen zusammenhängenden zylindrischen Körper, der jedoch auf leichten Fingerdruck zu Pulver, gegebenenfalls mit kleinen Agglomeraten, zerfällt.
- 4) Das Polymerisat bildet einen kompakten zylindrischen Körper, der auf Fingerdruck nicht zerfällt.
Zur weiteren Abstufung von 4) wird die Bruchfestigkeit des
zylindrischen Polymerisat-Körpers wie folgt gemessen:
Der Polymerisat-Körper wird mit waagerechter Zylinderachse auf zwei halbkreisförmig ausgefräste Lagerblöcke von je 1 cm Dicke gelegt, die in 3,6 cm Abstand voneinander entfernt angeordnet sind. In die Mitte zwischen den Lagerböcken wird über den Polymerkörper ein halbkreisförmiger Metallring gelegt, an dessen äußeren Enden an Schnüren ein Kunststoffbehälter von 3 dm³ Inhalt so angebracht ist, daß er mit der Öffnung nach oben unter dem Polymerkörper hängt. Der Metallring hat einen Innendurchmesser von 4 cm, einen Außendurchmesser von 7 cm und einen trapezförmigen Querschnitt (Innenfläche 3 mm breit; Außenfläche 10 mm breit). Zur Messung wird aus einem kalibrierten Gefäß Wasser so lange in den Behälter gelassen, bis der Polymerisat-Körper durchbricht. Aus der Wassermenge, dem bekannten Leergewicht des Behälters, der Aufhängung und des Metallringes wird die Bruchfestigkeit in kN/m² Querschnittsfläche des Polymerkörpers ermittelt. Der Wert ist in der Tabelle weiter unten in Klammern nach der Note 4 vermerkt.
Der Polymerisat-Körper wird mit waagerechter Zylinderachse auf zwei halbkreisförmig ausgefräste Lagerblöcke von je 1 cm Dicke gelegt, die in 3,6 cm Abstand voneinander entfernt angeordnet sind. In die Mitte zwischen den Lagerböcken wird über den Polymerkörper ein halbkreisförmiger Metallring gelegt, an dessen äußeren Enden an Schnüren ein Kunststoffbehälter von 3 dm³ Inhalt so angebracht ist, daß er mit der Öffnung nach oben unter dem Polymerkörper hängt. Der Metallring hat einen Innendurchmesser von 4 cm, einen Außendurchmesser von 7 cm und einen trapezförmigen Querschnitt (Innenfläche 3 mm breit; Außenfläche 10 mm breit). Zur Messung wird aus einem kalibrierten Gefäß Wasser so lange in den Behälter gelassen, bis der Polymerisat-Körper durchbricht. Aus der Wassermenge, dem bekannten Leergewicht des Behälters, der Aufhängung und des Metallringes wird die Bruchfestigkeit in kN/m² Querschnittsfläche des Polymerkörpers ermittelt. Der Wert ist in der Tabelle weiter unten in Klammern nach der Note 4 vermerkt.
Es werden folgende Flüssigkeiten hergestellt:
Monomeremulsion: | |
vollentsalztes Wasser | 53 kg |
n-Butylacrylat | 139 kg |
Diallylphthalat | 0,52 kg |
Natriumsalz der Dodecylbenzolsulfonsäure | 0,53 kg |
Ammoniumlaurat | 2,5 kg |
Diese Monomeremulsion enthält
0,374 Gew.-% einer Verbindung mit zwei nicht konjugierten
ethylenischen Doppelbindungen (Diallylphthalat), bezogen
auf die Acrylsäureester, enthaltende Monomerenmischung.
Emulgatorlösung: | ||
vollentsalztes Wasser | 4,0 kg | |
Ammoniumlaurat | 1,4 kg | |
Initiatorlösung I: @ | vollentsalztes Wasser | 7,5 kg |
Ammoniumpersulfat | 0,38 kg | |
Na₂S₂O₅ | 0,04 kg | |
Initiatorlösung II: @ | vollentsalztes Wasser | 2,5 kg |
Ammoniumpersulfat | 0,115 kg | |
Na₂S₂O₅ | 0,022 kg |
Aus einem Polymerisationskessel von 300 cm³ Inhalt mit
Rührer wird der Luftsauerstoff mit Stickstoff verdrängt
und dann werden eindosiert:
vollentsalztes Wasser|74 kg | |
Monomeremulsion | 0,8 kg |
Natriumsalz der Dodecylbenzolsulfonsäure | 0,07 kg |
Ammoniak | 0,083 kg |
Na₂S₂O₅ | 0,017 kg |
Ammoniumpersulfat | 0,165 kg |
Die Mischung wird unter Rühren auf 70°C erwärmt.
5 Minuten später wird mit der kontinuierlichen Dosierung
des Restes der Monomeremulsion und der Initiatorlösung I
begonnen und während 3,5 Stunden fortgeführt. Dann wird
die Emulgatorlösung zugegeben und nach Zugabe der
Initiatorlösung II während 2 Stunden weitergerührt, danach
abgekühlt.
Es werden folgende Werte ermittelt:
Umsatz < 99,9%,
Feststoffgehalt der Dispersion 50,2 Gew.-%,
Teilchengröße 170 nm.
Feststoffgehalt der Dispersion 50,2 Gew.-%,
Teilchengröße 170 nm.
Der pH-Wert der Mischung liegt am Beginn der
Polymerisation über 9.
Insgesamt werden 2,7 Gew.-% Ammoniumlaurat, bezogen auf
acrylsäureesterhaltige Monomerenmischung, eingesetzt. Je
1 Gew.-Teil des Natriumsalzes der Dodecylbenzolsulfonsäure
werden 6,5 Gew.-Teile Ammoniumlaurat verwendet.
Für die nachfolgende Suspensionspolymerisation werden in
einen Polymerisationskessel mit 400 dm³ Inhalt, der mit
einem Rührer und temperierbarem Doppelmantel ausgerüstet
ist, eindosiert:
vollentsalztes Wasser|165 kg | |
Polyvinylalkohol mit 15,7 Gew.-% Acetatgruppen und einer Viskosität der 4gew.-%igen wäßrigen Lösung bei 20°C von 15 mPa · s | 0,23 kg |
Methylhydroxypropylcellulose mit einer Viskosität der 2gew.-%igen Lösung bei 20°C von 100 mPa · s | 0,038 kg |
Lauroylperoxid | 0,061 kg |
Calciumnitrat | 0,76 kg |
wäßrige Salpetersäure mit 65 Gew.-% HNO₃ | 0,175 kg |
Der pH-Wert dieser Mischung beträgt 2,3.
Der Polymerisationskessel wird nun geschlossen, der darin
enthaltene Luftsauerstoff verdrängt und bei einer
Rührerdrehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute 76 kg
Vinylchlorid eindosiert. Anschließend werden 84 kg der wie
oben hergestellten Polyacrylsäureesterdispersion
zugegeben, danach der Mantel des Polymerisationskessels
auf 65°C aufgeheizt und bei dieser Temperatur bis zu
einem Vinylchloridrestdruck von 5 bar gehalten. Nun wird
abgekühlt und die entstandene Polymerdispersion nach
üblichem Verfahren von restlichen Monomeren befreit.
In der eingesetzten Polyacrylsäureesterdispersion sind
0,154 kg Natriumsalz der Dodecylbenzolsulfonsäure
enthalten, das sind, bezogen auf eingesetztes
Vinylchlorid, 0,2 Gew.-%. Der Vinylchloridumsatz zum
Polymeren beträgt 70 Gew.-%, der Polyacrylsäureestergehalt
des erzeugten Polymeren beträgt 45 Gew.-%. Nach Abschluß
der Polymerisation hat sich keinerlei Kesselbelag
gebildet.
Die Suspension wird in drei gleiche Teile geteilt. Dem
ersten Teil werden 400 g eines 40 Gew.-% Feststoff
enthaltenden Vinylchlorid-Polymerisat-Latex, der, bezogen
auf den Feststoff, 1,1 Gew.-% Ammoniumlaurat und
1,3 Gew.-% Natriumlaurylsulfat enthält und dessen
Polymerisat-Anteil einen Glasumwandlungspunkt (Tg) von
80°C aufweist, zugesetzt, das sind je 1 kg des
Acrylsäureester enthaltenden Pfropfpolymerisates 0,005 kg
Latex-Feststoff (Probe 1a). Dem zweiten Teil werden
2400 g des vorher beschriebenen Vinylchlorid-Polymerisat-
Latex zugesetzt, das sind je 1 kg des Acrylsäureester
enthaltenden Pfropfpolymerisates 0,03 kg Latex-Feststoff
(Probe 1b). Der dritte Teil erhält keine Zusätze
(Probe 1). Dieser dritte Teil wird sofort, der erste und
zweite Teil nach 10 min Rühren von der Hauptmenge der
wäßrigen Flotte abdekantiert und das feuchte Polymere
getrocknet. An allen 3 Proben, wie auch an dem gemäß
nachfolgend beschriebenen Vergleichsversuch A
hergestellten Polymeren, wird die Lagerstabilität
bestimmt. Die ermittelten Werte sind in nachfolgender
Tabelle I aufgeführt:
Das wie oben beschriebene, erfindungsgemäß hergestellte
Polymerisat wird mit einem Extruder DS 85 der Firma Weber
zu Profilformkörpern mit folgender Rezeptur verarbeitet:
85 Gew.-Teile | |
Suspensionshomopolymerisat vom K-Wert 68 | |
15 Gew.-Teile | erfindungsgemäß hergestelltes Acrylsäureester-Vinylchloridpolymerisat |
2,0 Gew.-Teile | Barium/Cadmium-Laurat |
0,5 Gew.-Teile | organisches Bleiphosphit |
0,3 Gew.-Teile | Oxystearinsäure |
0,5 Gew.-Teile | neutrale Dicarbonsäureester gesättigter Fettalkohole (Tropfpunkt 42 bis 46°C) |
1,0 Gew.-Teile | epoxidiertes Sojabohnenöl |
0,5 Gew.-Teile | Paraffin-Kohlenwasserstoffe (Erweichungspunkt 54°C) |
7 Gew.-Teile | gefälltes Calciumcarbonat |
4 Gew.-Teile | Titandioxid |
Während der Extrusion wird die Stromaufnahme des Extruders
als ein Maß für die Verarbeitbarkeit der Mischung
gemessen.
Die nach Differential-Thermoanalyse gemessene
Glasumwandlungstemperatur des durch
Emulsionspolymerisation hergestellten
Acrylsäurebutylesterpolymerisates liegt bei -40°C.
Die am Acrylsäureester-Vinylchloridpolymerisat und dem
daraus hergestellten Profilformkörper gemessenen
Eigenschaften sind in nachfolgender Tabelle II aufgeführt.
Es wird verfahren wie in Beispiel 1, jedoch wird bei
der Emulsionspolymerisation des Butylacrylats anstelle
der insgesamt 0,6 kg des Natriumsalzes der
Dodecylbenzolsulfonsäure (HLB-Wert circa 20) die gleiche
Menge Natriumlaurylsulfat (HLB-Wert über 40) eingesetzt.
Bei der Emulsionspolymerisation wird ein Umsatz von
99,9% erzielt, die erzeugte wäßrige
Polyacrylsäureesterdispersion hat einen Feststoffgehalt
von 49,7%, die Teilchengröße des Feststoffs beträgt
150 nm.
Die nachfolgende Suspensionspolymerisation wird, wie in
Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Der Vinylchloridumsatz
beträgt 70 Gew.-%, bezogen auf eingesetztes monomeres
Vinylchlorid, das erzeugte Acrylsäureester-
Vinylchloridcopolymerisat weist einen Acrylsäureestergehalt
von 45 Gew.-%, bezogen auf das Polymere, auf. Die
Verarbeitung zum Profilformkörper erfolgt wie bei
Beispiel 1 beschrieben. Die am Acrylsäureester-
Vinylchloridpolymerisat und dem daraus hergestellten
Profilformkörper gemessenen Werte sind in nachfolgender
Tabelle II aufgeführt.
Es wird gearbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch
wird für die Emulsionspolymerisation des Acrylsäureesters
aus folgenden Stoffen eine Monomeremulsion bereitet:
vollentsalztes Wasser|53 kg | |
2-Ethylhexylacrylat | 139 kg |
Butandioldiacrylat | 1,0 kg |
Natriumsalz eines n-Alkansulfonsäuregemisches mit verschiedenen Kettenlängen von C₁₂ bis C₁₆ mit einem überwiegendem Gehalt an C₁₄ | 0,42 kg |
Ammoniumlaurat | 2,5 kg |
Im Polymerisationskessel werden die in Beispiel 1
angegebenen Mengen vorgelegt, jedoch werden anstelle
0,07 kg Natriumsalz der Dodecylbenzolsulfonsäure 0,08 kg
des oben beschriebenen Natriumsalzes des
n-Alkansulfonsäuregemisches eingesetzt.
Nach Beendigung der Polymerisation beträgt der Umsatz
99,9%, die erzeugte Polyacrylsäureesterdispersion
weist einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-% und eine
Feststoffteilchengröße von 155 nm auf. Die
Glasumwandlungstemperatur des erzeugten Polymeren,
gemessen mit Differential-Thermoanalyse, beträgt -40°C.
Es werden 2,6 Gew.-% Ammoniumlaurat, bezogen auf das
acrylsäureesterhaltige Monomerengemisch, eingesetzt,
je 1 Gew.-Teil Natriumsalz des n-Alkansulfonsäuregemisches
werden 7,8 Gew.-Teile Ammoniumlaurat verwendet. Das
acrylsäureesterhaltige Monomerengemisch enthält 0,67 Gew.-%,
bezogen auf das Gemisch, einer Verbindung mit 2
ethylenisch ungesättigten, nicht konjugierten
Doppelbindungen.
Die nachfolgende Suspensionspolymerisation wird
wiederum durchgeführt wie in Beispiel 1 beschrieben,
wobei folgende Stoffmengen eingesetzt werden:
vollentsalztes Wasser|140 kg | |
Vinylchlorid | 100 kg |
Polyvinylalkohol mit 21,6 Gew.-% Acetatgruppen und einer Viskosität, gemessen in 4-gew.-%iger wäßriger Lösung bei 20°C, von 5 mPa · s | 0,2 kg |
Methylhydroxyethylcellulose mit einer Viskosität, gemessen in 2-gew.-%iger wäßriger Lösung bei 20°C, von 400 mPa · s | 0,04 kg |
Copolymerisat von Vinylether und Maleinsäureanhydrid (Gantrez® 169, der Firma General Aniline and Film Corporation, USA) | 0,1 kg |
Lauroylperoxid | 0,08 kg |
Aluminiumsulfat | 0,5 kg |
Salpetersäure (65 Gew.-% HNO₃) | 0,175 kg |
wie oben beschrieben hergestellte Poly-2-ethylhexylacrylatdispersion | 94 kg |
Nach Beendigung der Polymerisation beträgt der
Vinylchloridumsatz 70%, das erzeugte Polymere weist
einen Acrylsäureestergehalt von 40 Gew.-% auf. Bezogen
auf eingesetztes Vinylchlorid werden bei der
Emulsionspolymerisation 0,14 Gew.-% des Natriumsalzes
des n-Alkansulfonsäuregemisches verwendet.
Die Eigenschaften des so hergestellten Acrylsäureester-
Vinylchloridpolymerisates und des daraus, wie in Beispiel 1
beschrieben, hergestellten Profilformkörpers sind aus
nachstehender Tabelle II ersichtlich.
Es wird wiederum gearbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben,
bei der Emulsionspolymerisation wird folgende
Monomeremulsion verwendet:
vollentsalztes Wasser|53 kg | |
2-Ethylhexylacrylat | 53 kg |
Allylmethacrylat | 0,5 kg |
Vinylidenchlorid | 86 kg |
Natriumsalz der Dodecylbenzolsulfonsäure | 0,52 kg |
Ammoniumlaurat | 2,5 kg |
Nach Beendigung der Polymerisation beträgt der Umsatz
mehr als 99,9%, der Feststoffgehalt der erzeugten
Dispersion des Copolymeren aus 2-Ethylhexylacrylat und
Vinylidenchlorid beträgt 50 Gew.-%, die Teilchengröße
des Feststoffs 150 nm. Das Copolymerisat weist einen
Vinylidenchloridgehalt von 61,6 Gew.-% und, gemessen
mit Differential-Thermoanalyse, eine
Glasumwandlungstemperatur von -17°C auf. Bezogen auf
acrylsäureesterhaltiges Monomerengemisch werden 2,7 Gew.-%
Ammoniumlaurat verwendet. Das Monomerengemisch enthält
0,35 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch, von einer
Verbindung von 2 ethylenisch ungesättigten, nicht
konjugierten Doppelbindung. Je 1 Gew.-Teil Natriumsalz
der Dodecylbenzolsulfonsäure werden 6,6 Gew.-Teile
Ammoniumlaurat verwendet.
Die nachfolgende Suspensionspolymerisation wird erneut,
wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, wobei
folgende Stoffmengen eingesetzt werden:
vollentsalztes Wasser|41 kg | |
Vinylchlorid | 100 kg |
Polyvinylalkohol mit 15,7 Gew.-% Acetatgruppen und einer Viskosität, gemessen in 4-gew.-%iger wäßriger Lösung bei 20°C, von 15 mPa · s | 0,075 kg |
Methylhydroxypropylcellulose mit einer Viskosität, gemessen in 2-gew.-%iger wäßriger Lösung bei 20°C, von 50 mPa · s | 0,15 kg |
Sorbitanmonolaurat | 0,2 kg |
Azo-isobutyronitril | kg |
Calciumchlorid | 0,4 kg |
Zitronensäure | 0,3 kg |
wie oben näher beschrieben hergestellte Dispersion des Copolymerisats aus 2-Ethylhexylacrylat und Vinylidenchlorid | 84 kg |
Nach Beendigung der Polymerisation beträgt der Umsatz,
bezogen auf Vinylchlorid, 80 Gew.-%. Das erzeugte
Polymere weist einen Gehalt an 2-Ethylhexylacrylat
Einheiten von 13,1 Gew.-% und von Vinylidenchlorid
Einheiten von 21,4 Gew.-% auf. Bezogen auf Vinylchlorid
wurden bei der Emulsionspolymerisation des
Acrylsäureestermonomerengemisches 0,15 Gew.-% des
Natriumsalzes der Dodecylbenzolsulfonsäure verwendet.
Die Eigenschaften des Acrylsäureester-Vinylidenchlorid-
Vinylchloridpolymerisates und des daraus, wie in
Beispiel 1 beschrieben, hergestellten Profilformkörpers
sind aus nachstehender Tabelle II ersichtlich.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines Polymerisates, das
polymerisierte Einheiten des Vinylchlorids und 30 bis
60 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat, polymerisierte
Einheiten mindestens eines Acrylsäureesters sowie
gegebenenfalls weiterer mit Acrylsäureester
copolymerisierbarer Monomerer enthält, durch
Polymerisation des Acrylsäureesters und gegebenenfalls
weiterer Monomerer unter Zusatz eines Monomeren mit
mindestens zwei ethylenisch ungesättigten, nicht
konjugierten Doppelbindungen in wäßriger Emulsion, in
Gegenwart eines wasserlöslichen Salzes einer 12 bis 18
C-Atome enthaltenden Fettsäure als Emulgator mit einem
Ausgangs-pH-Wert über 9, wobei ein Polymeres gebildet
wird, dessen Glasumwandlungstemperatur unterhalb 0°C
liegt, mit anschließender Polymerisation von
Vinylchlorid, gegebenenfalls zusammen mit Vinylchlorid
copolymerisierbaren Monomeren in wäßriger Suspension in
Gegenwart der durch Emulsionspolymerisation erzeugten
Polyacrylsäureesterdispersion, sowie von mindestens einem
radikalbildenden, in Vinylchlorid löslichen Katalysator,
mindestens einem Suspendiermittel und mindestens einem
Fällungsmittel für den genannten Emulgator bei
Temperaturen von 50 bis 80°C, Abkühlen, Entspannen und
Aufarbeiten zum trockenen Polymerisat, dadurch
gekennzeichnet, daß die Emulsionspolymerisation des
Acrylsäureesters zusätzlich in Gegenwart mindestens eines
Alkali- oder Ammoniumsalzes einer Alkylsulfonsäure mit 8
bis 20 C-Atomen und/oder einer Alkylarylsulfonsäure mit 3
bis 16 C-Atomen im Alkylrest als weiterem Emulgator
vorgenommen wird und vor Beginn der
Suspensionspolymerisation des Vinylchlorids Wasser,
Suspendiermittel, Fällungsmittel für die genannten
Emulgatoren, Katalysator, gegebenenfalls weitere
Zusatzstoffe sowie Vinylchlorid und gegebenenfalls
weitere Monomere im Polymerisationsgefäß vorgelegt werden
und danach die vorher erzeugte Dispersion des
Polyacrylsäureesters zugegeben und die Mischung auf
Polymerisationstemperatur erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Fällungsmittel für die Emulgatoren mindestens ein
wasserlösliches Erdalkali oder Aluminiumsalz eingesetzt
wird, wobei der pH-Wert der Mischung aus Wasser,
Suspendiermittel und Fällungsmittel oberhalb 2 so
eingestellt wird, daß das Fällungsmittel keine merkliche
Hydrolyse zeigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Suspendiermittel mindestens ein Polyvinylalkohol,
der 5 bis 25 Gew.-% Acetatgruppen enthält sowie, gemessen
in 4-gew.-%iger wäßriger Lösung, bei 20°C eine
Viskosität von 4 bis 30 mPa · s aufweist, eingesetzt
wird, wobei der pH-Wert der Mischung aus Wasser,
Suspendiermittel und Fällungsmittel für die Emulgatoren
auf einen Wert unterhalb 9 eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß für die
Emulsionspolymerisation ein Acrylsäureester eingesetzt
wird, dessen Homopolymerisat eine
Glasumwandlungstemperatur von unter -15°C aufweist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die
Emulsionspolymerisation neben Acrylsäureester als
copolymerisierbares Monomeres Vinylidenchlorid
eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der
Emulsionspolymerisation neben Acrylsäureester und
gegebenenfalls weiteren Monomeren 0,1 bis 5,0 Gew.-%,
bezogen auf den Acrylsäureester, von einem Monomeren
mit mindestens 2 ethylenisch ungesättigten, nicht
konjugierten Doppelbindungen eingesetzt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polymerisat, das
polymerisierte Einheiten des Vinylchlorids und 30 bis
60 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat, polymerisierte
Einheiten mindestens eines Acrylsäureesters sowie
gegebenenfalls weiterer mit Acrylsäureester
copolymerisierbarer Monomerer enthält, vor der
Aufarbeitung des Suspensions-Polymerisationsansatzes
durch Abtrennen der Hauptmenge der wäßrigen Flotte ein
durch Emulsionspolymerisation in wäßriger Flotte
hergestellter Vinylchlorid-Polymerisat-Latex, dessen
Polymerisat-Anteil einen Glasumwandlungspunkt (Tg) von
über 60°C aufweist, der 30 bis 50 Gew.-%, bezogen auf
den Latex, Feststoff und höchstens 3 Gew.-%, bezogen
auf den Feststoff, Emulgator(en) enthält, in einer
solchen Menge zugesetzt wird, daß auf 1 kg
Acrylsäureester enthaltendes Polymerisat 0,005 bis
0,1 kg Latex-Feststoff kommen, danach gerührt, die
Polymerisat-Mischung von der Hauptmenge der wäßrigen
Flotte getrennt und getrocknet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883835509 DE3835509A1 (de) | 1987-10-23 | 1988-10-19 | Verfahren zur herstellung eines acrylsaeureester-vinylchlorid-pfropfpolymerisates |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3735925 | 1987-10-23 | ||
DE19883835509 DE3835509A1 (de) | 1987-10-23 | 1988-10-19 | Verfahren zur herstellung eines acrylsaeureester-vinylchlorid-pfropfpolymerisates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3835509A1 true DE3835509A1 (de) | 1989-05-03 |
Family
ID=25861046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883835509 Withdrawn DE3835509A1 (de) | 1987-10-23 | 1988-10-19 | Verfahren zur herstellung eines acrylsaeureester-vinylchlorid-pfropfpolymerisates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3835509A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4330180A1 (de) * | 1993-08-31 | 1995-03-02 | Buna Gmbh | Verfahren zur Herstellung von schlagzähen Pfropfcopolymerisaten des Vinylchlorids |
DE4330238A1 (de) * | 1993-09-02 | 1995-03-09 | Buna Gmbh | Verfahren zur Herstellung von schlagzähen Pfropfcopolymerisaten des Vinylchlorids mit hoher Schüttdichte |
DE102009043379B4 (de) * | 2009-09-29 | 2018-01-04 | Lg Chem. Ltd. | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Pfropfcopolymer-Harz |
-
1988
- 1988-10-19 DE DE19883835509 patent/DE3835509A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4330180A1 (de) * | 1993-08-31 | 1995-03-02 | Buna Gmbh | Verfahren zur Herstellung von schlagzähen Pfropfcopolymerisaten des Vinylchlorids |
DE4330180C2 (de) * | 1993-08-31 | 1998-02-19 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Verfahren zur Herstellung von schlagzähen Pfropfcopolymerisaten des Vinylchlorids |
DE4330238A1 (de) * | 1993-09-02 | 1995-03-09 | Buna Gmbh | Verfahren zur Herstellung von schlagzähen Pfropfcopolymerisaten des Vinylchlorids mit hoher Schüttdichte |
DE102009043379B4 (de) * | 2009-09-29 | 2018-01-04 | Lg Chem. Ltd. | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Pfropfcopolymer-Harz |
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