DE4013715A1

DE4013715A1 - Reducing deposits on walls of vessels for polymer emulsions - by maintaining specific voltage between an anode in emulsion and vessel wall or stirrer as cathode

Info

Publication number: DE4013715A1
Application number: DE4013715A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Chem Dr Herrig; Hans-Josef Dipl Ing Kessler
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1990-04-28
Filing date: 1990-04-28
Publication date: 1991-10-31
Also published as: GB2243613A; ITRM910256A0; GB2243613B; JPH04227703A; ITRM910256A1; FR2661415A1; IT1244509B; FR2661415B1; GB9106589D0

Abstract

A method is claimed for preventing or reducing the formation of coatings on the walls of containers for polymer latices (I); this involves maintaining a voltage of 50-500 mV at a current density of 0.5-100 micro-A/m2 between one or more electrodes (anodes) inside the vessel and the wall of the vessel and/or any stirrer which may be present (cathode).

Description

Chemiewerkstoffe - Kautschuke und Kunststoffe - werden häufig durch Emulsionspolymerisation hergestellt. Bei diesen Polymerisationsverfahren emulgiert man das Mono mer oder die Monomeren in Wasser mit Hilfe eines Emul gators, fügt einen Polymerisationsinitiator zu und er hält nach der Polymerisation als primäres Produkt eine Dispersion des Chemiewerkstoffs in Wasser. Aus dieser Dispersion wird das Polymerisat - der Chemiewerkstoff in fester Form abgetrennt durch Brechen der Dispersion (z. B. durch Inaktivierung des Emulgators mit Hilfe von Elektrolyten) und mechanische Abtrennung des Koagulats. Die Dispersion des Polymerisats nennt man auch Latex. Durch Emulsionspolymerisation stellt man u. a. in tech nischem Maßstab Butadienpolymerisate (Polybutadien, Styrol-Butadien-Copolymerisat), also Kautschuke, und Styrolpolymerisate (Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Co polymerisat) sowie Acrylatpolymerisate (Polymethylmeth acrylat), also thermoplastische Kunststoffe her. Eine Variante ist die Pfropfpolymerisation, bei der man bei spielsweise erst einen Kautschuk herstellt, in die Dis persion des Kautschuks weitere Monomere emulgiert und ein zweites Mal polymerisiert. Auf diese Weise werden beispielsweise ABS-Kunststoffe erzeugt, also Produkte aus Teilchen mit einem Kautschukkern, der von einem Kunststoff umhüllt ist.Chemical materials - rubbers and plastics - are often made by emulsion polymerization. At this polymerization process emulsifies the mono mer or the monomers in water with the help of an emul gators, adds a polymerization initiator and he holds one as the primary product after polymerization Dispersion of the chemical material in water. From this Dispersion becomes the polymer - the chemical material separated in solid form by breaking the dispersion (e.g. by inactivating the emulsifier using Electrolytes) and mechanical separation of the coagulum. The dispersion of the polymer is also called latex. By emulsion polymerization u. a. in tech butadiene polymers (polybutadiene, Styrene-butadiene copolymer), ie rubbers, and Styrene polymers (polystyrene, styrene-acrylonitrile co polymer) and acrylate polymers (polymethyl meth acrylate), i.e. thermoplastics. A Variant is the graft polymerization, in which one at for example, first produces a rubber in the dis persion of the rubber emulsifies further monomers and polymerized a second time. That way For example, ABS plastics are produced, i.e. products from particles with a rubber core that is made by a Plastic is encased.

Bei der Emulsionspolymerisation bildet sich an den Reak torwänden ein Belag aus dem Polymerisat aus, ebenso bil den sich Beläge in den Rohrleitungen und in den Lager tanks beim Lagern solcher Latices. Dies kommt daher, daß die Latices nicht völlig stabil sind, es wird vielmehr ein kleiner Teil des gebildeten Polymerisats (bis zu etwa 5 Gew.-%) spontan abgeschieden. Diese Abscheidungen sammeln sich auf den Gefäßwänden an. Auf diese Weise entsteht nicht nur ein Verlust an Polymerisat, sondern die Geräte müssen in regelmäßigen Abständen gereinigt werden. Besonders ist wichtig, daß die Reaktoren frei von Wandbelägen sind, weil diese den Wärmeübergang be hindern und die Kontrolle der exothermen Polymerisati onsreaktion erschweren oder sogar unmöglich machen. Daß Beläge dieser Art Rohrleitungen verstopfen können und Lagerbehälter auf Dauer unbrauchbar machen können, ist offensichtlich. Zur Entfernung der Wandbeläge in Reak toren muß die Polymerisation unterbrochen werden, was natürlich Stillstand des Betriebes zur Folge hat. Die Reinigung der Gefäße ist meist nur mit Hochdruckwasser reinigungsgeräten möglich, also durch ein langwieriges und unangenehmes Verfahren.The emulsion forms on the reak gate walls a covering from the polymer, also bil the deposits in the pipes and in the bearings tanks when storing such latices. This is because the latices are not completely stable, rather it will a small part of the polymer formed (up to about 5% by weight) deposited spontaneously. These deposits accumulate on the vessel walls. In this way there is not only a loss of polymer, but the devices must be cleaned at regular intervals will. It is particularly important that the reactors are clear of wall coverings because they are the heat transfer prevent and control the exothermic polymer make the reaction difficult or even impossible. That Coverings of this type can clog pipelines and Can make storage containers unusable in the long run obviously. To remove the wall coverings in reak The polymerization must be interrupted, which naturally results in a standstill of the company. The Cleaning the vessels is usually only with high pressure water cleaning devices possible, so through a tedious and uncomfortable procedure.

Es besteht daher das Bedürfnis, die Bildung von Wandbe lägen aus Polymerisat bei der Emulsionspolymerisation oder beim Transport und der Lagerung von Polymerlatices zu vermeiden, jedenfalls sie zu verringern. Man hat dies versucht durch Verwendung besonders glatter Wandmateri alien oder durch die kathodische Erzeugung von Wasser stoff an den Gefäßwandungen (DE-AS 23 22 405, DE-OS 23 50 720). Die bisher verwendeten Methoden sind nicht sehr wirkungsvoll und erfordern einen erheblichen Auf wand.There is therefore a need to form Wandbe would be made of polymer during emulsion polymerization or during the transport and storage of polymer latices to avoid, at least to reduce them. You have this tried by using particularly smooth wall material alien or by the cathodic production of water fabric on the vessel walls (DE-AS 23 22 405, DE-OS 23 50 720). The methods used so far are not very effective and require a significant increase wall.

Gegenstand dieser Erfindung ist eine Methode zur Ver hinderung oder Reduzierung von Wandbelägen in Gefäßen für Polymerlatices, z. B. Reaktoren für die Emulsions polymerisation und Rohrleitungen und Lagerbehältern für Polymerlatices, die dadurch gekennzeichnet ist, daß man zwischen einer oder mehreren im Inneren des Gefäßes an geordneten Elektrode als Anode und der Gefäßwand und/oder einem eventuellen vorhandenen Rührer als Kathode eine elektrische Spannung von 50 bis 500 mV bei einer Stromdichte von 0,5 bis 100 Mikroampere/m² aufrechter hält.The present invention relates to a method for preventing or reducing wall coverings in vessels for polymer latices, e.g. B. reactors for the emulsion polymerization and pipelines and storage containers for polymer latices, which is characterized in that an electrical voltage of between one or more inside the vessel on an ordered electrode as anode and the vessel wall and / or any existing stirrer as cathode Maintains 50 to 500 mV at a current density of 0.5 to 100 microamps / m ² .

Durch die geringe elektrische Spannung wird ohne merk lichen Stromfluß und damit ohne elektrolytische Spaltung die Bildung von Wandbelägen verhindert oder doch stark vermindert.Due to the low electrical voltage is not noticeable Lichen current flow and thus without electrolytic cleavage the formation of wall coverings prevented or at least strong reduced.

example

In einem V2A-Behälter von 5 l lnhalt wurde ein Copoly merisat aus 72 Gew.-% Styrol und 28 Gew.-% Acrylnitril durch Emulsionspolymerisation hergestellt. Zwischen Be hälterwand und einer in die Emulsion eintauchenden Elek trode wurde eine elektrische Spannung von 100 mV so angelegt, daß der Behälter als Kathode, die eintauchende Elektrode als Anode geschaltet war. In diesem Behälter wurden ohne Zwischenreinigung 10 Polymerisationsansätze durchgeführt. Am Ende des zehnten Ansatzes hatte sich ein Wandbelag gebildet, dessen Menge 0,32 Gew.-% des ge samten hergestellten Polymerisats ausmacht. Während der Polymerisationszeit floß zwischen der Anode und dem Behälter ein konstanter Strom von 0,2 Mikroampere.A copoly was placed in a 5 liter V2A container merisat from 72 wt .-% styrene and 28 wt .-% acrylonitrile made by emulsion polymerization. Between Be wall of the container and an elec trode became an electrical voltage of 100 mV so created that the container as the cathode, the immersing Electrode was connected as an anode. In this container were 10 polymerization batches without intermediate cleaning carried out. At the end of the tenth approach it had formed a wall covering, the amount of 0.32 wt .-% of the ge makes up all of the polymer produced. During the Polymerization time flowed between the anode and the Container has a constant current of 0.2 microamps.

Der Versuch wurde wiederholt aber keine Spannung an die Anode angelegt. Es bildete sich ein Wandbelag von insge samt 0,77 Gew.-% des hergestellten Polymerisats.The attempt was repeated but no tension on the Anode applied. A total wall covering was formed together with 0.77% by weight of the polymer produced.

Bei angelegter Spannung ist somit die Bildung des Wand belages auf weniger als die Hälfte zurückgegangen.When the voltage is applied, the wall is formed to less than half.

Claims

Method for preventing or reducing wall coverings in vessels for polymer latexes, characterized in that an electrical voltage of 50 to 500 is applied between one or more electrodes arranged as an anode inside the vessels and the vessel wall and / or an optional stirrer as cathode mV is maintained at a current density of 0.5 to 100 microamps / m ² .