DE4237434B4 - Lineare Glucamid-Detergenzien als Emulgatoren bei der Emulsionspolymerisation von Vinylchlorid - Google Patents

Abstract

Verwendung eines linearen Glucamid-Detergens der Formel (I) R-CO-NR'-Z in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 24 C-Atomen ist, R' Wasserstoff oder Alkyl mit bis zu 6 C-Atomen darstellt und Z den Rest eines Zuckeralkohols bedeutet, der über die Methylengruppe an den Stickstoff gebunden ist, als Hilfsmittel bei der Synthese oder Verarbeitung von Polymerisaten des Vinylchlorids.

Description

• Lineare Glucamid-Detergenzien haben in jüngster Zeit als gut abbaubare oberflächenaktive Mittel aus nachwachsenden Rohstoffen erneut Interesse gefunden. Eine Übersicht über Synthesewege findet sich in WO 92/06071 bis 92/06073 und WO 92/08687.
• Lineare Glucamid-Detergenzien werden üblicherweise in Waschmitteln oder für biochemische beziehungsweise medizinische Zwecke eingesetzt. In der US-A 2 993 887 wird für die anhydridisierten Zuckerderivate in allgemeiner Form auch die Verwendung für Emulgatoren oder Dispergiermitteln neben anderen Anwendungsgebieten genannt.
• Es wurde nun gefunden, daß lineare Glucamid-Detergenzien als Hilfsmittel bei der Synthese und Verarbeitung von Polymerisaten des Vinylchlorids geeignet sind. Setzt man sie in Kombination mit den hierfür üblichen anionischen Tensiden bei der Emulsionspolymerisation von Vinylchlorid ein, so wird eine hohe Aktivierung der Polymerisationsreaktion beobachtet. Das bedeutet bei Chargentechnologie eine Verkürzung der Reaktionszeiten, bei kontinuierlicher Polymerisationsführung resultiert ein deutlich geringerer Bedarf an Aktivatoren. Dieser Vorteil muß auch nicht durch Nachteile bei der Polymerisationsführung oder im Produkt erkauft werden, man erhält vielmehr in guter Ausbeute ein Polymerisat von hoher Qualität.
• Die linearen Glucamid-Detergenzien sind seit langem bekannt. Erfindungsgemäß werden vorteilhaft solche Verbindungen eingesetzt, die für Wasch- und Geschirrspülmittel empfohlen werden und seit längerem handelsüblich sind. Bevorzugte lineare Glycamid-Detergenzien entsprechen der Formel I R-CO-NR'-Z (I),in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 24 C-Atomen, vorzugsweise 10 bis 18 C-Atomen, insbesondere 11 bis 17 C-Atomen, ist, R' Wasserstoff oder Alkyl mit bis zu 6 C-Atomen darstellt und Z den Rest eines Zuckeralkohols bedeutet, der über die Methylengruppe an den Stickstoff gebunden ist. Reaktive Wasserstoffatome in diesen Verbindungen können auch mit Ethylen- und/oder Propylenoxid umgesetzt sein. Z leitet sich von einem reduzierenden Zucker, vorzugsweise einem Monosaccharid, und insbesondere von einer Hexose ab. Handelsüblich sind Produkte, die sich von der D-Glukose ableiten.
• Andere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden erläutert:
  Das Polymerisationsverfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich betrieben werden.
• Als für die Emulsionspolymerisation von Vinylchlorid üblicherweise eingesetzte Emulgatoren werden die Alkansulfonate, Alkansulfate, Alkylbenzolsulfonate und Sulfobernsteinsäurediester bevorzugt. Zweckmäßig sind Natriumalkansulfonate mit einer mittleren Kohlenstoffanzahl von etwa 15, Alkansulfate und Alkylbenzolsulfonate mit Alkylresten von etwa 12 C-Atomen und Sulfobernsteinsäurediester mit Alkylresten von 8 bis 12 C-Atomen.
• Das Mengenverhältnis von linearem Glucamid-Detergens und anionischem Emulgator kann durch einfache Vorversuche ermittelt werden. Deutliche Effekte erzielt man bereits mit einer Menge von 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetztem Emulgator. Bevorzugt wird ein Anteil an linearem Glucamid-Detergens von 25 bis 75 %, insbesondere von 50 %.
• Das Vinylchlorid kann zusammen mit einem copolymerisierbaren Monomeren polymerisiert werden, beispielsweise mit Vinylacetat. Art und Menge der Comonomeren orientieren sich an den für den genannten Einsatzzweck bekannten Produkten.
• Die Polymerisation und die Aufarbeitung kann beispielsweise entsprechend den Angaben in der EP-A 73 015 erfolgen. Die Trocknung kann vorteilhaft in einem Sprühtrockner mit einer Ein- oder Zweistoffdüse vorgenommen werden. Das so erhaltene getrocknete Produkt kann in an sich bekannter Weise, vorzugsweise mit üblichen Weichmachern und gegebenenfalls Hilfsstoffen zu einem Weich-PVC, verarbeitet werden. Das so erhaltene Produkt ist gekennzeichnet durch einen Gehalt an linearem Glucamid-Detergens, das von der Herstellung her im Polyvinylchlorid verbleibt.
• Es ist jedoch auch möglich, ein in anderer Weise hergestelltes Polyvinylchlorid mit einem linearen Glucamid-Detergens und vorzugsweise einem üblichen Weichmacher zu einem (Weich-)PVC zu verarbeiten. Man kann beispielsweise das lineare Glucamid-Detergens zusätzlich nach der Polymerisation beziehungsweise vor dem Trocknen dem Latex beimischen. Weiterhin kann das lineare Glucamid-Detergens dem PVC-Pulver beziehungsweise dem Weichmacher beziehungsweise der PVC-Weichmacher-Mischung zugesetzt werden.
• Bevorzugte Zubereitungen enthalten 20 bis 80 Gew.-% an Polyvinylchlorid, hergestellt nach dem Emulsionsverfahren, das – bezogen auf das PVC-Gewicht – 0,1 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise bis 2,5 Gew.-%, an linearem Glucamid-Detergens enthält. Weiterhin enthalten diese Zubereitungen 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zubereitung, an Weichmacher sowie übliche Mengen an üblichen Zusatzstoffen wie Stabilisatoren, Füllstoffen, Farbmitteln oder Antistatika. Solche üblichen Zusatzstoffe sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der DE-A 35 44 235 und der EP-B 40 759 beschrieben.
• Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert. Prozentangaben beziehen sich hierbei, sofern nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.
• Versuchsdurchführung
• In einem 40-l-Polymerisationsautoklav werden 17 kg Wasser, 240 g Emulgator (wie nachstehend definiert) und 18 g Natriumhydrogencarbonat vorgelegt. Anschließend werden 12 kg Vinylchlorid eingeleitet. Der Kessel wird dann auf 51 °C aufgeheizt und die Reaktion durch Zugabe von 18 g Kaliumperoxodisulfat gestartet. Die Rührerdrehzahl beträgt 60 Upm. Wenn der Enddruck 4,5 bar erreicht hat, wird die Polymerisation abgebrochen und die erhaltene Dispersion in einer Sprühtrocknungsanlage aufgearbeitet.
• Die folgenden Emulgatoren kamen zum Einsatz:
• A) Natriumsalz eines Alkansulfonats mit einer mittleren Kohlenstoffanzahl von 15.
• B) Natriumsalz eines ethoxylierten Sulfobernsteinsäurehalbesters mit 3 Ethylenoxid-Einheiten und einer Alkylgruppe mit 10 bis 12 C-Atomen.
• C) Natriumsalz des n-Decyl-diphenylether-disulfonats.
• I) Verbindung der Formel (I) (technisches Produkt), in der R eine Alkylgruppe mit 11 bis 13 C-Atomen, R' Methyl und Z den in 6-Stellung gebundenen linearen 6-Anhydro-D-Sorbitrest bedeutet. Diese Verbindung wird in Form einer Lösung eingesetzt, die 50 % des rohen Glucamids, 5 % Propylenglykol und 45 % Wasser enthält.
• In der folgenden Tabelle bezeichnen A, B und C Vergleichsbeispiele und 1 bis 4 erfindungsgemäße Beispiele.
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Claims (3)

1. Verwendung eines linearen Glucamid-Detergens der Formel (I) R-CO-NR'-Z in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 24 C-Atomen ist, R' Wasserstoff oder Alkyl mit bis zu 6 C-Atomen darstellt und Z den Rest eines Zuckeralkohols bedeutet, der über die Methylengruppe an den Stickstoff gebunden ist, als Hilfsmittel bei der Synthese oder Verarbeitung von Polymerisaten des Vinylchlorids.
2. Verwendung eines linearen Glucamid-Detergens der Formel (I) R-CO-NR'-Z in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 24 C-Atomen ist, R' Wasserstoff oder Alkyl mit bis zu 6 C-Atomen darstellt und Z den Rest eines Zuckeralkohols bedeutet, der über die Methylengruppe an den Stickstoff gebunden ist, bei der Emulsionspolymerisation von Vinylchlorid in Kombination mit mindestens einem anionischen Emulgator, in einer Menge von mindestens 20 Gew.-% an Glucamid-Detergens (I), bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetztem Emulgator.
3. Polyvinylchlorid, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem linearen Glucamid-Detergens der Formel (I).