NO178627B - Vinyl chloride (co) polymers suitable for use in paste PVC, as well as their preparation and use - Google Patents

Vinyl chloride (co) polymers suitable for use in paste PVC, as well as their preparation and use Download PDF

Info

Publication number
NO178627B
NO178627B NO934348A NO934348A NO178627B NO 178627 B NO178627 B NO 178627B NO 934348 A NO934348 A NO 934348A NO 934348 A NO934348 A NO 934348A NO 178627 B NO178627 B NO 178627B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pvc
solvent
polar solvent
particles
extraction
Prior art date
Application number
NO934348A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO934348L (en
NO934348D0 (en
NO178627C (en
Inventor
Michel Perrut
Wieslaw Majewski
Steinar Pedersen
Harald Breivik
Odd Palmgren
Harald Jacobsen
Original Assignee
Norsk Hydro As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norsk Hydro As filed Critical Norsk Hydro As
Priority to NO934348A priority Critical patent/NO178627C/en
Publication of NO934348D0 publication Critical patent/NO934348D0/en
Publication of NO934348L publication Critical patent/NO934348L/en
Publication of NO178627B publication Critical patent/NO178627B/en
Publication of NO178627C publication Critical patent/NO178627C/en

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Søknaden vedrører vinylklorid-(ko)polymere egnet for bruk i pasta-PVC, samt fremstilling og anvendelse av slike. The application concerns vinyl chloride (co)polymers suitable for use in paste PVC, as well as the production and use of such.

Polyvinylklorid (PVC) er nest etter polyetylen det mest utbredte plastråstoffet i verden. Forbruket av PVC i Vest-Europa er omlag 5 millioner tonn. Store anvendelsesområder for PVC er plastrør, profiler, slanger, kabelisolasjon, folier, flasker osv. Pasta-PVC utgjør omtrent 10% av den totale PVC produksjonen. Pasta-PVC blir benyttet i myke produkter i blanding med mykgjører. Pasta-PVC brukes for eksempel i gulv-belegg, tapeter, kunstlær og belagte tekstiler som presenninger og regntøy. Polyvinyl chloride (PVC) is the second most widely used plastic raw material in the world after polyethylene. The consumption of PVC in Western Europe is around 5 million tonnes. Major areas of application for PVC are plastic pipes, profiles, hoses, cable insulation, foils, bottles, etc. Paste PVC makes up about 10% of the total PVC production. Paste PVC is used in soft products in a mixture with plasticisers. Paste PVC is used, for example, in floor coverings, wallpaper, artificial leather and coated textiles such as tarpaulins and rain gear.

Som teknikkesns stand vises det til 'Encyclopedia of Polymer Science and Technology', 2.utgave, bind 17 s. 329-376, 1982, hvor M.J. Bunten gir en inngående beskrivelse av fremstilling og bruk av pasta-PVC. Her gjennomgås ulike produksjonsteknologier, effekter av ulike hjelpestoffer i produksjonen samt hvilke prinsipper som gjelder for de ulike anvendelsesområdene av dette plastråstoffet. For the state of the art, reference is made to 'Encyclopedia of Polymer Science and Technology', 2nd edition, volume 17 pp. 329-376, 1982, where M.J. The bundle provides a detailed description of the production and use of paste PVC. Here, various production technologies, effects of various auxiliary substances in production are reviewed, as well as which principles apply to the various areas of application of this plastic raw material.

En ulempe ved framstilling av pasta-PVC er at alle kjente framstillingsprosesser inkluderer bruk av hjelpestoffer som ioniske og ikke-ioniske emulgatorer, buffersalter og katalysatorer, og enkelte prosesser benytter også fettalkoholer. Disse stoffene er ifølge Bunten kjent for å gi en rekke uønskede egenskaper til produktet. De viktigste av disse er økt vannopptak i folier og belegg, redusert termisk stabilitet, økt tendens til misfarging av produkter og 'fogging' A disadvantage of the production of paste PVC is that all known production processes include the use of auxiliary substances such as ionic and non-ionic emulsifiers, buffer salts and catalysts, and some processes also use fatty alcohols. According to Bunten, these substances are known to give a number of undesirable properties to the product. The most important of these are increased water absorption in foils and coatings, reduced thermal stability, increased tendency for products to become discolored and 'fogging'

I nyere teknisk litteratur er bruk av superkritisk ekstraksjon nevnt mer og mer i forbindelse med analytisk og preparativ kjemi, men også for bruk innen mer kommersielle industrielle prosessser. Det er kjent flere prosesser for fjerning av urenheter f.eks. monomer, løsningsmiddel, og oligomere fra polymere ved bruk av superkritisk ekstraksjon. In recent technical literature, the use of supercritical extraction is mentioned more and more in connection with analytical and preparative chemistry, but also for use within more commercial industrial processes. Several processes are known for removing impurities, e.g. monomer, solvent, and oligomers from polymers using supercritical extraction.

Ethvert rent stoff har et såkalt kritisk punkt. I et trykk-temperatur fasediagram finnes en likevektstilstand mellom stoffets væske- og gassform helt opp til den kritiske temperaturen. Over denne temperaturen har stoffet bare en fase: det er en superkritisk væske. I forhold til vanlige løsningsmidler har superkritiske væsker mye større diffusivitet, lavere densitet og svært mye lavere viskositet. Det har vist seg at superkritiske væsker har svært interessante egenskaper som ekstraksjonsmidler. Every pure substance has a so-called critical point. In a pressure-temperature phase diagram, there is a state of equilibrium between the substance's liquid and gas forms right up to the critical temperature. Above this temperature, the substance has only one phase: it is a supercritical fluid. Compared to ordinary solvents, supercritical fluids have much greater diffusivity, lower density and much lower viscosity. It has been shown that supercritical fluids have very interesting properties as extraction agents.

Karbondioksyd har særlig interessante kritiske parametere, med kritisk temperatur 31 °C og kritisk trykk 7.38 MPa. Dette gjør det mulig å behandle termisk sensitive produkter under relativt milde betingelser. Også andre ekstraksjonsmidler kan benyttes som for eksempel nitrogenoksid eller karbondioksid i blanding med lavere alkaner eller alkoholer som heksan, metanol, etanol, isopropanol etc. Carbon dioxide has particularly interesting critical parameters, with a critical temperature of 31 °C and a critical pressure of 7.38 MPa. This makes it possible to process thermally sensitive products under relatively mild conditions. Other extraction agents can also be used, such as nitrogen oxide or carbon dioxide in a mixture with lower alkanes or alcohols such as hexane, methanol, ethanol, isopropanol etc.

Som teknikkens stand på dette området kan det vises til M.A. McHugh, V.J. Krukonis i Mark, Bikales, Overberger og Merges (eds): Encyclopedia of polymer science and engineering, Vol. 16, Wiley Interscience, New York 1989, s. 368-399. Også patentsøknadene DE 39 21 630, DE 39 35 405 og EP 0 374 879 beskriver kjent teknikk på dette området. Bruk av superkritisk ekstraksjon for fjerning av løsningsmidler, monomerer og oligomerer fra polymere er kjent ifølge disse referansene. Imidlertid er det ikke beskrevet fjerning av hjelpestoffer anvendt på selve produksjonsprosessen og heller ikke kvalitetsforbedring av produktet. As the state of the art in this area, reference can be made to M.A. McHugh, V.J. Krukonis in Mark, Bikales, Overberger and Merges (eds): Encyclopedia of polymer science and engineering, Vol. 16, Wiley Interscience, New York 1989, pp. 368-399. The patent applications DE 39 21 630, DE 39 35 405 and EP 0 374 879 also describe known technology in this area. The use of supercritical extraction for the removal of solvents, monomers and oligomers from polymers is known according to these references. However, there is no description of the removal of excipients used in the production process itself, nor of quality improvement of the product.

Formålet med oppfinnelsen er å oppnå en kvalitetsforbedring av pasta-PVC. Med dette forstås et produkt som blant annet har god termisk stabilitet, redusert vannopptak i plastfilmer og redusert emmisjon av flyktige stoffer. Et annet formål er å utvikle en egnet fremgangsmåte for å fjerne hjelpestoffer som tilsettes under fremstillingen av pasta-PVC og som påvirker de nevnte egenskaper. Det er et formål å kunne fjerne både polare og upolare tilsetningsstoffer på en effektiv måte. The purpose of the invention is to achieve an improvement in the quality of paste PVC. This means a product which, among other things, has good thermal stability, reduced water absorption in plastic films and reduced emission of volatile substances. Another purpose is to develop a suitable method for removing auxiliary substances which are added during the production of paste PVC and which affect the aforementioned properties. It is an aim to be able to remove both polar and non-polar additives in an efficient way.

Disse og andre formål med oppfinnelsen oppnås med den fremgangsmåte som er beskrevet nedenfor og oppfinnelsen er nærmere definert og karakterisert ved de medfølgende patentkrav. These and other purposes of the invention are achieved with the method described below and the invention is further defined and characterized by the accompanying patent claims.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å fjerne hjelpestoffer som tilsettes ved produksjon av PVC-partikler, spesielt for partikler som brukes til pasta-PVC. Disse omfatter blant annet ioniske og ikke-ioniske emulgatorer, buffersalter, katalysatorer og fett-alkoholer. Det ble overraskende funnet at det er mulig å fjerne nær 100 % av disse ved bruk av et ekstraksjonsmiddel i sub- og superkritisk tilstand. For å kunne fjerne alle disse ulike hjelpestoffene er det vesentlig å bruke et ekstraksjonsmiddel som er gjort polart. Dette kan utføres ved å tilsette polare løsningsmidler som f.eks. vann, metanol, etanol eller isopropanol. Det er imidlertid foretrukket i modifisere polariteten på det CG^-rike ekstraksjonsmediet i det avsluttende ekstraksjonstrinnet ved tilsats av PVC-pulver som har vært oppslemmet i et polart løsningsmid-del. PVC-pulveret kan tilsettes både i tørr og våt tilstand, med et innhold av inntil 50 % vann, foretrukket < 30 %. Temperaturen for løsningsmidlet holdes i området fra 20 °C til kokepunktet og vektforholdet mellom polart løsningsmiddel/ PVC holdes mellom 0,5:1 og 10: 1, foretrukket 5:1. Egnede ekstraksjonsmidler er karbondioksid, nitrogenoksid eller blandinger av disse med lavere alkaner eller alkoholer. Det er foretrukket å bruke karbondioksid som ekstraksjonsmiddel ved 40-350 bars trykk, i et forhold CCtyPVC mellom 1:1 til 100:1, foretrukket 10:1 til 50:1 og temperatur 15-60°C. PVC produseres ved emulsjons-, mikrosuspensjons-, miniemulsjons- eller suspensjonspolymerisasjon. Det opprinnelige innholdet av hjelpestoffer i produktet reduseres med > 90%. Den frestilte PVC er særlig egnet til bruk i produkter som må ha en lav vannabsorpsjon, som i ledningsisolasjon eller takmaterialer. The invention relates to a method for removing auxiliaries that are added during the production of PVC particles, especially for particles used for paste PVC. These include, among other things, ionic and non-ionic emulsifiers, buffer salts, catalysts and fatty alcohols. It was surprisingly found that it is possible to remove close to 100% of these by using an extraction agent in sub- and supercritical conditions. In order to be able to remove all these various excipients, it is essential to use an extraction agent that is made polar. This can be done by adding polar solvents such as e.g. water, methanol, ethanol or isopropanol. However, it is preferred to modify the polarity of the CG^-rich extraction medium in the final extraction step by adding PVC powder which has been suspended in a polar solvent part. The PVC powder can be added both in a dry and wet state, with a content of up to 50% water, preferably < 30%. The temperature of the solvent is kept in the range from 20 °C to the boiling point and the weight ratio between polar solvent/PVC is kept between 0.5:1 and 10:1, preferably 5:1. Suitable extractants are carbon dioxide, nitrogen oxide or mixtures of these with lower alkanes or alcohols. It is preferred to use carbon dioxide as extraction agent at 40-350 bar pressure, in a CCtyPVC ratio between 1:1 to 100:1, preferably 10:1 to 50:1 and temperature 15-60°C. PVC is produced by emulsion, microsuspension, miniemulsion or suspension polymerisation. The original content of excipients in the product is reduced by > 90%. The free-standing PVC is particularly suitable for use in products that must have a low water absorption, such as in cable insulation or roofing materials.

Oppfinnelsen vil bli videre beskrevet i eksemplene med referanse til tegningene figur 1-3, hvor The invention will be further described in the examples with reference to the drawings figures 1-3, where

Figur 1 viser a flytskjema for fjerning av hjelpestoffer fra PVC. Figure 1 shows a flow chart for the removal of excipients from PVC.

Figur 2 viser ekstraksjonsutbytte som funksjon av forholdet mellom mengde løsningsmid-del og mengde PVC tilsatt. Figur 3 viser et flytskjema for fjerning av hjelpestoffer fra PVC hvor metanolvasking er Figure 2 shows the extraction yield as a function of the ratio between the amount of solvent and the amount of PVC added. Figure 3 shows a flow chart for the removal of auxiliaries from PVC where methanol washing is

inkludert. including.

Fremstilling av pasta-PVC starter med produksjon av en PVC lateks. Denne består av små partikler på typisk 1 fim som er dispergert i vann. Lateksen har et tørrstoffmnhold mellom 45 - 55%. Den metoden som benyttes i våre eksempler for å fremstille PVC lateks, er en mik-rosuspensjonspolymerisasjon etter den såkalt miniemulsjonsteknikk. Dette er ifølge Bunten en utbredt metode for fremstilling av pasta-PVC. Et av de første patentene som beskriver denne teknikken er norsk patent nr. 147 756. Production of paste PVC starts with the production of a PVC latex. This consists of small particles of typically 1 fim that are dispersed in water. The latex has a solids content between 45 - 55%. The method used in our examples to produce PVC latex is a micro-suspension polymerization according to the so-called mini-emulsion technique. According to Bunten, this is a widespread method for producing paste PVC. One of the first patents to describe this technique is Norwegian patent no. 147 756.

Et blandet emulgatorsystem som består av anionisk emulgator og langkjedet alkanol i forhold fra 1:1 til 1:3 varmes opp til over smeltepunktet til alkanolen. Denne predispersjonen tilsettes reaktoren sammen med nødvendig mengde vann og øvrige polymerisasjonshjelpestoffer. Etter utestengning av luttoksygen tilsettes vinylkloridmonomer som spontant blir emulgert til en stabil monomeremulsjon med finfordelte, små dråper. Polymerisasjonen finner sted i disse dråpene der monomer omsettes til polymer. Polymerisasjonen avsluttes ved å blåse av uomsatt monomer når omsetningen har nådd 85-95%. Det er da oppnådd en PVC lateks som har primærpartikkel-fordeling innen størrelsesområdet 0,2-2 jttm. A mixed emulsifier system consisting of anionic emulsifier and long-chain alkanol in a ratio of 1:1 to 1:3 is heated to above the melting point of the alkanol. This predispersion is added to the reactor together with the required amount of water and other polymerization aids. After exclusion of oxygen, vinyl chloride monomer is added, which spontaneously emulsifies into a stable monomer emulsion with finely divided, small droplets. The polymerization takes place in these droplets where monomer is converted to polymer. The polymerization is terminated by blowing off unreacted monomer when the conversion has reached 85-95%. A PVC latex has then been obtained which has a primary particle distribution within the size range 0.2-2 jttm.

Vanlige emulgatorer som alkali- eller ammoniumsalter av alkylsulfater, alkylsulfonater, alkyletersulfater, alkyl-arylsulfonater eller fettsyrer, benyttes ofte sammen med en poststabili-sator som ofte er en ikke-ionisk emulgator av typen alkylfenoletoksylat eller fettalkoholetoksyl-tat. Dette gir lateksen en øket mekanisk stabilitet som gjør at en tåler påkjenninger ved rørtransport, pumping og filtrering eller siling. Eksempler på egnede alkoholer er myris-tylalkohol, cetylalkohol, stearylalkohol og dodekanol. Ålkanolene benyttes i mengder fra 0,2 til 2% basert på monomeren. Common emulsifiers such as alkali or ammonium salts of alkyl sulphates, alkyl sulphonates, alkyl ether sulphates, alkyl aryl sulphonates or fatty acids are often used together with a post-stabiliser which is often a non-ionic emulsifier of the type alkylphenol ethoxylate or fatty alcohol ethoxylate. This gives the latex an increased mechanical stability which means that it can withstand stresses during pipe transport, pumping and filtering or screening. Examples of suitable alcohols are myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol and dodecanol. Alkanols are used in amounts from 0.2 to 2% based on the monomer.

Den mest utbredte metoden for å tørke PVC lateks er ved forstøvning. Det tørkede pulveret består av partikler som både er agglomerater og frie primærpartikler. I våre eksempler er skiveforstøver benyttet for å tørke lateksen på konvensjonell måte. langt mindre utbredt er teknikker som benytter koagulering av lateksen ved hjelp av surgjøring eller flokkuleringsmid-ler. Koagulert lateks sentrifugeres før tørking i varmluftovn. The most common method of drying PVC latex is by spraying. The dried powder consists of particles that are both agglomerates and free primary particles. In our examples, disc atomizers are used to dry the latex in a conventional way. far less widespread are techniques that use coagulation of the latex by means of acidification or flocculating agents. Coagulated latex is centrifuged before drying in a hot air oven.

Som allerede beskrevet gir den kjente teknikken for produksjon av pasta-PVC, produktet svakheter fordi hjelpestoffene som er nødvendige under fremstillingsprosessen, blir en del av sluttproduktet. Det er kjent at egenskapene til pasta-PVC er avhengig av innholdet av anioniske emulgeringsmidler og også hydrofobe tilsetningsstoffer. Øket vannabsorpsjon i plastfolier og redusert termisk stabilitet er forårsaket av tilstedeværelse av emulgator. Fettalkoholer er relativt flyktige og gir økt fogging. As already described, the known technique for the production of paste PVC gives the product weaknesses because the auxiliaries which are necessary during the manufacturing process become part of the final product. It is known that the properties of paste PVC depend on the content of anionic emulsifiers and also hydrophobic additives. Increased water absorption in plastic films and reduced thermal stability are caused by the presence of emulsifier. Fatty alcohols are relatively volatile and cause increased fogging.

Fremstilling av lateks Manufacture of latex

PVC latekser kan fremstilles ved en rekke kjente metoder. Lateksen som ble benyttet i de etterfølgende eksempler er fremstilt ifølge fremgangsmåten beskrevet i norsk patent nr. 147 756. Additivene består her av en blanding av fettalkohol og anionisk emulgator. I tillegg ble det i den ferdige polymeriserte lateksen tilsatt ikke-ionisk emulgator. Det ble benyttet samme lateks til alle forsøkene. PVC latexes can be produced by a number of known methods. The latex that was used in the following examples was produced according to the method described in Norwegian patent no. 147 756. The additives here consist of a mixture of fatty alcohol and anionic emulsifier. In addition, a non-ionic emulsifier was added to the finished polymerized latex. The same latex was used for all experiments.

Fremstillin<g> av PVC pulver Production of PVC powder

PVC latekser tørkes konvensjonelt ved hjelp av forstøvnings-tørker "(spray-tørking) der vannet fordampes i et forstøver-tårn. Ved denne teknikken blir alle tilsatte hjelpestoffer igjen i det ferdige pulveret. Alternativt kan PVC lateksen filtreres, og filterkaken tørkes i en flashtørker eller annen egnet varmluftovn. Begge disse metodene er benyttet som referanser til den nye metoden for fjerning av hjelpestoffer. PVC latexes are conventionally dried using atomization dryers (spray drying) where the water is evaporated in an atomizer tower. With this technique, all added auxiliary substances remain in the finished powder. Alternatively, the PVC latex can be filtered, and the filter cake is dried in a flash dryer or other suitable hot air oven Both of these methods are used as references to the new method for removing excipients.

Analysemetoder Analysis methods

Ekstraktet The extract

Ekstrahert mengde veies og prosentvis ekstraherbart materiale beregnes ut fra total mengde PVC veiet inn i reaktoren i forhold til vekten av ekstraktet. Effekt av mengde og type løs-ningsmiddel samt trykk og temperatur på ekstraksjonsutbyttet framgår av eksemplene. Andel PVC i ekstraktet er funnet ved å måle klorinnholdet med røntgendiffraksjon (XRF). All anionisk emulgator som ble benyttet inneholdt en kjent mengde svovel. Andel fettalkohol ble funnet ved hjelp av GPC-analyser. The extracted amount is weighed and the percentage of extractable material is calculated from the total amount of PVC weighed into the reactor in relation to the weight of the extract. The effects of amount and type of solvent as well as pressure and temperature on the extraction yield can be seen in the examples. The proportion of PVC in the extract has been found by measuring the chlorine content with X-ray diffraction (XRF). All anionic emulsifiers used contained a known amount of sulphur. Proportion of fatty alcohol was found using GPC analyses.

Pulveranalyser Powder analyses

Innhold av anionisk emulgator i ekstrahert pulver ble funnet ved tofasetitrering med Hyamine 1622 (Kebo.Lab, CAS 121-54-0) og surgjort indikator av dimidium sulfid disulfin blå i svak svovlelsyre. Mengde fogging fra pulver ble målt med standard metode DIN 75 201. Content of anionic emulsifier in extracted powder was found by two-phase titration with Hyamine 1622 (Kebo.Lab, CAS 121-54-0) and acidified indicator of dimidium sulphide disulfine blue in weak sulfuric acid. Amount of fogging from powder was measured using standard method DIN 75 201.

PVC-pasta fremstilles ved blanding av mykgjører (DOP), evt. dispergeringsmiddel (nony-lfenoletoksylat eller isopropylpalmitat) i en Hobart mikser ifølge standardmetode ISO 4612. Viskositeten i PVC-pastaen måles med Brookfield RVT viskosimeter ved spindelhastighet 2,5, 10 og 50 rpm. Termostabilitet måles ved å stryke ut en film på 0,6 mm på et release papir. Filmen plastifiseres i en Verner Mathis ovn ved 160°C i 2 minutter. Filmen deles deretter i standariserte strimler som varmebehandles videre ved 190°C i intervaller på 3 minutter. Gulningsindeksen på filmen måles med et kolorimeter fra Dr. Lange. Vannopptaket i filmer med 1 mm tykkelse og diameter 50 mm, måles ved vektøkning etter at filmene har vært nedsenket i vann ved 50°C i 2 døgn. PVC paste is produced by mixing plasticizer (DOP), possibly dispersing agent (nonylphenol ethoxylate or isopropyl palmitate) in a Hobart mixer according to standard method ISO 4612. The viscosity of the PVC paste is measured with a Brookfield RVT viscometer at spindle speed 2.5, 10 and 50 rpm. Thermostability is measured by spreading a film of 0.6 mm on a release paper. The film is plasticized in a Verner Mathis oven at 160°C for 2 minutes. The film is then split into standardized strips which are further heat treated at 190°C in 3 minute intervals. The yellowing index on the film is measured with a colorimeter from Dr. Lange. The water absorption in films with a thickness of 1 mm and a diameter of 50 mm is measured by weight gain after the films have been immersed in water at 50°C for 2 days.

For å illustrere metoden og de oppnådde egenskaper ble flere forsøk utført som vil bli beskrevet nedenfor. I eksemplene ble ren PVC brukt, men fremgangsmåten er også egnet for PVC kopolymerer, som for eksempel kopolymerer av PVC og vinylacetat, etylen metylmetakrylat etc. To illustrate the method and the properties achieved, several experiments were carried out which will be described below. In the examples, pure PVC was used, but the method is also suitable for PVC copolymers, such as copolymers of PVC and vinyl acetate, ethylene methyl methacrylate etc.

Eksempel 1 Example 1

Ekstraksjon av spraytørket pulver ble utført med utstyr som vist i figur 1. En autoklav 1 fylles opp med en seng av PVC-partikler som ekstraksjonsvæsken pumpes 2 gjennom fra et reservoar 3. Ekstraket fjernes enkelt i en serie separatorer 4, 5, 6 der trykket avspennes og hvilket medfører at ekstraktet felles ut fra løsningsmidlet. Løsningsmidlet resirkuleres i prosessen. Utstyret inkluderer også et varmebad 7, et avkjølingsbad 8, kondensator 9 og varme-anordning 10. Extraction of spray-dried powder was carried out with equipment as shown in figure 1. An autoclave 1 is filled with a bed of PVC particles through which the extraction liquid is pumped 2 from a reservoir 3. The extract is easily removed in a series of separators 4, 5, 6 where the pressure is relaxed, which causes the extract to precipitate out of the solvent. The solvent is recycled in the process. The equipment also includes a heating bath 7, a cooling bath 8, condenser 9 and heating device 10.

Prosessbetingelsene kan varieres over et svært stort område i denne apparaturen. Både normal og superkritisk tilstand kan utnyttes kun ved å styre temperatur og trykk-forholdene. Ved 20°C og 200 bar er forholdene under kritisk grense, mens det ved 40-55 °C og 300 bar arbeides ved super-kritiske forhold. Løsningsmidlets effektivitet kan lett varieres i denne prosessen, enten ved kun å endre temperaturen, eller ved å blande ulike væsker. På en slik måte kan polare såvel som upolare hjelpestoffer ekstraheres ut fra pasta-PVC ved hjelp at ett prosesstrinn. The process conditions can be varied over a very large area in this apparatus. Both normal and supercritical conditions can only be used by controlling the temperature and pressure conditions. At 20°C and 200 bar, the conditions are below the critical limit, while at 40-55°C and 300 bar, work is done at super-critical conditions. The effectiveness of the solvent can be easily varied in this process, either by changing only the temperature, or by mixing different liquids. In such a way, polar as well as non-polar auxiliaries can be extracted from paste PVC using one process step.

Det ble utført flere forsøk under ulike forsøksbetingelser og med ulike ekstraksjonsmidler. I tabell 1-3 er forsøksbetingelser og resultater vist for disse. Det er ekstraktet som er analysert for å innhente informasjoner om hvilke stoffer som blir fjernet. Ekstraktets innhold av PVC skyldes at løsningsmidlet har tatt med seg endel finkornet PVC gjennom de mekaniske tetningene. Dette er et problem som enkelt lar seg løse under konstruk-sjonen av utstyret. Several experiments were carried out under different experimental conditions and with different extraction agents. Tables 1-3 show test conditions and results for these. It is the extract that is analyzed to obtain information about which substances are removed. The extract's content of PVC is due to the solvent having carried some fine-grained PVC through the mechanical seals. This is a problem that can easily be solved during the construction of the equipment.

Dette eksemlplet viser at forskjellige ekstraksjonsmidler kan brukes. For å fjerne så mye hjelpestoffer som mulig, er det foretrukket å bruke et polart løsningsmiddel som for eksempel ved tilsetning av metanol til CO2. This example shows that different extractants can be used. In order to remove as much excipients as possible, it is preferred to use a polar solvent such as, for example, by adding methanol to CO2.

I figur 2 er ekstraksjonsutbyttet vist som funksjon av forholdet mellom mengde ekstraksjonsmiddel (løsningsmiddel) og mengde tilført PVC. Temperaturen varieres mellom 20 og 55°C og trykket mellom 200-300 bar. Karbondioksid er brukt som løsningsmiddel. For forhold over 100 er mengde ekstrahert tilnærmet konstant. In Figure 2, the extraction yield is shown as a function of the ratio between the amount of extractant (solvent) and the amount of added PVC. The temperature is varied between 20 and 55°C and the pressure between 200-300 bar. Carbon dioxide is used as a solvent. For ratios above 100, the amount extracted is approximately constant.

Eksempel 2 Example 2

Prosessens effektivitet og dermed også økonomi kan bedres ved å modifisere fremgangsmåten som beskrevet i eksempel 1. Ettersom et polart medium er nødvendig for fjerning av anionisk emulgator ble forsøk utført hvor PVC lateks ble filtrert og hvor man fikk en filterkake med et visst vanninnhold. Denne filterkaken ble behandlet med varm metanol i en røretank ved lavt trykk. Deretter ble metanol dekantert eller filtrert fra PVC/metanol-suspensjonen. Fast stoff (fuktet med metanol) ble overført til en høytrykksreaktor og ble videre ekstrahert med sub- eller superkritisk karbondioksid, se figur 3. Ved denne fremgangsmåten blir CO2 omtrent mettet med metanol. Oppløsningsegenskapene for CO2 blir derved endret. På denne måten kan polariteten av løsningsmidlet styres og kontrolleres. På samme tid blir metanol strippet fra PVC partiklene. Ved denne metoden unngås et eget trinn for tilførsel av metanol siden metanol allerede er tilstede i pulveret. The efficiency of the process and thus also the economy can be improved by modifying the procedure as described in example 1. As a polar medium is necessary for the removal of anionic emulsifier, experiments were carried out where PVC latex was filtered and where a filter cake with a certain water content was obtained. This filter cake was treated with hot methanol in a stirred tank at low pressure. Methanol was then decanted or filtered from the PVC/methanol suspension. Solid matter (moistened with methanol) was transferred to a high-pressure reactor and was further extracted with sub- or supercritical carbon dioxide, see Figure 3. In this method, CO2 is approximately saturated with methanol. The dissolution properties of CO2 are thereby changed. In this way, the polarity of the solvent can be controlled and controlled. At the same time, methanol is stripped from the PVC particles. With this method, a separate step for adding methanol is avoided since methanol is already present in the powder.

Karbondioksid som forlater autoklaven 1 ekspanderer i ett eller flere trinn (se figur 1) for å gjenvinne tilsatsstoffer og metanol. Karbondioksid fra separatorene blir komprimert og resirkulert til autoklaven. Hvis svært rent produkt skal produseres, kan CO2 ledes gjennom en adsorbent hvor metanol fjernes fra væsken ved slutten av rensetrinnet. Carbon dioxide leaving autoclave 1 expands in one or more stages (see Figure 1) to recover additives and methanol. Carbon dioxide from the separators is compressed and recycled to the autoclave. If very clean product is to be produced, CO2 can be passed through an adsorbent where methanol is removed from the liquid at the end of the purification step.

Også andre løsningsmidler som f.eks. vann, metanol, etanol eller isopropanol kan brukes til å modifisere polariteten på det C02-rike super-kritiske mediet i det avsluttende ekstraksjonstrinnet. Betydelig mildere betingelser og mindre mengde ekstraksjonsmiddel kan da benyttes. Also other solvents such as e.g. water, methanol, ethanol or isopropanol can be used to modify the polarity of the CO2-rich supercritical medium in the final extraction step. Significantly milder conditions and a smaller amount of extraction agent can then be used.

Effekten av behandl ingen ble fulgt med å måle restmengde emulgator (anionisk) og mengde fogging fra pulveret etter ferdig behandling. Betingelser og resultater er vist i tabellene 4-6. The effect of treatment was monitored by measuring the residual amount of emulsifier (anionic) and the amount of fogging from the powder after treatment. Conditions and results are shown in tables 4-6.

I tabell 4 er effekten av metanol-vasking vist ved superkritisk ekstraksjon av fuktig PVC. Som det kan ses av tabellen, er temperatur og forhold metanol/PVC de viktigste parametre for å oppnå høye ekstraksjonsutbytter. In table 4, the effect of methanol washing is shown in supercritical extraction of moist PVC. As can be seen from the table, temperature and methanol/PVC ratio are the most important parameters for achieving high extraction yields.

Prøve nr. 8 ble behandlet videre med C02.ekstraksjon og resultatene er vist i tabell 5. Sample no. 8 was processed further with C02 extraction and the results are shown in table 5.

Effekten av variasjon av trykket er vist i denne tabellen (Tabell 5) og også i Tabell 1. En økning av trykket fra 100 til 300 bar var ventet å gi bedre ekstraksjonsutbytter ettersom CO2 normalt har bedre egenskaper som løsningsmiddel ved høyere trykk. Når overraskende like gode resultater ble oppnådd ved 100 bar, kan dette være forårsaket av at de mindre gode oppløsningsegenskapene ved lavere trykk blir kompensert for ved høyere lineær hastighet og lavere viskositet av CO2. Dette betyr at det ved lavere trykk er lettere å trenge gjennom den mikroporøse strukturen til partiklene. The effect of varying the pressure is shown in this table (Table 5) and also in Table 1. An increase in the pressure from 100 to 300 bar was expected to give better extraction yields as CO2 normally has better properties as a solvent at higher pressure. When surprisingly equally good results were obtained at 100 bar, this may be caused by the less good dissolution properties at lower pressure being compensated for by higher linear velocity and lower viscosity of CO2. This means that at lower pressures it is easier to penetrate the microporous structure of the particles.

Prøve nr. 11 ble behandlet videre med C02 ekstraksjon og resultatene er vist i tabell 6. Sample no. 11 was processed further with C02 extraction and the results are shown in table 6.

Disse forsøkene viser tydelig at den beskrevne ekstraksjons-teknikken fjerner både anionisk emulgator og fettalkohol svært effektivt. Forsøkene 8-11 viser at økt mengde metanol i forhold til PVC øker vaskeeffektiviteten. Forsøkene 12-16 viser at når mediet er polart reduseres mengde anionisk emulgator også under den superkritiske ekstraksjonen med C02. Likeledes reduseres fogging betydelig i denne operasjonen, noe som beviser at hydrofobe, lettflyktige additiver fjernes effektivt. These experiments clearly show that the described extraction technique removes both anionic emulsifier and fatty alcohol very effectively. Experiments 8-11 show that an increased amount of methanol in relation to PVC increases the washing efficiency. Experiments 12-16 show that when the medium is polar, the amount of anionic emulsifier is also reduced during the supercritical extraction with C02. Likewise, fogging is significantly reduced in this operation, proving that hydrophobic, volatile additives are effectively removed.

Fogging kan reduseres fra 16,30 mg ned til 1,03 mg (- 93,7% ) og mengde anionisk emulgator kan reduseres fra 16,0 mmol/kg ned til 0,4 mmol/kg (- 97,5% ). Dette viser at den beskrevne prosessen er svært effektiv og fører til en kvalitetsforbedring av produktet. Fogging can be reduced from 16.30 mg down to 1.03 mg (- 93.7%) and the amount of anionic emulsifier can be reduced from 16.0 mmol/kg down to 0.4 mmol/kg (- 97.5%). This shows that the described process is very efficient and leads to an improvement in the quality of the product.

Eksempel 3 Example 3

Den polare modifiseringen av C02 kan også gjøres med andre løsningsmidler enn metanol. Det ble utført forsøk på samme måte som beskrevet i eksempel 2, men hvor metanol er byttet ut med varmt vann. Effekten av vannvasking er vist i Tabell 7. The polar modification of C02 can also be done with solvents other than methanol. Experiments were carried out in the same way as described in example 2, but where methanol has been replaced with hot water. The effect of water washing is shown in Table 7.

Prøvene 17 og 18 ble behandlet videre med C02 og resultatene er vist i Tabell 8. Samples 17 and 18 were treated further with C02 and the results are shown in Table 8.

Eksempel 4 Example 4

Et ekstra prosesstrinn i fremstillingen av pasta-PVC blir nødvendig ifølge den beskrevne metoden. For å minimalisere de økonomiske konsekvensene av dette ble det også utført forsøk med svært milde betingelser under ekstraksjonen. Forsøksbetingelser og resultater er vist nedenfor. Subkritiske betingelser ble brukt for karbondioksid. An additional process step in the production of paste PVC is required according to the described method. In order to minimize the financial consequences of this, experiments were also carried out with very mild conditions during the extraction. Experimental conditions and results are shown below. Subcritical conditions were used for carbon dioxide.

Resultatene viser at selv med milde betingelser er gjenværende emulgatormengde i pulveret blitt redusert fra 16 mmol/kg ned til mindre enn 0,93 mmol/kg (- 94,2% ). The results show that even with mild conditions, the remaining amount of emulsifier in the powder has been reduced from 16 mmol/kg down to less than 0.93 mmol/kg (-94.2%).

Eksempel 5 Example 5

Det ble laget tre pastablandinger der det benyttet hhv. ekstrahert PVC, ubehandlet PVC og spraytørket PVC. Three pasta mixtures were made, using respectively extracted PVC, untreated PVC and spray-dried PVC.

Resept for pasta-blandingen var: Recipe for the pasta mixture was:

IPP = isopropylpalmitat IPP = isopropyl palmitate

LZ616 = barium sink termostabilisator fra Lankro LZ616 = barium zinc thermostabilizer from Lankro

phr = parts per hundred resin phr = parts per hundred resin

Folier ble valset ut og egenskapene målt. Resultatene er vist i tabell 10. Foils were rolled out and the properties measured. The results are shown in table 10.

Resultatene viser at vannopptaket i folie er sterkt redusert som følge av ekstraksjonen, og likeledes er utviklingen av gulfarge i folien som funksjon av tiden den utsettes for varme, sterkt redusert. Pastaviskositeten er også lavere enn standard-prøvene. Alt dette viser at den beskrevne ekstraksjonsmetoden fører til kvalitetsforbedring. The results show that the water absorption in foil is greatly reduced as a result of the extraction, and likewise the development of yellow color in the foil as a function of the time it is exposed to heat is greatly reduced. The paste viscosity is also lower than the standard samples. All this shows that the described extraction method leads to quality improvement.

Ved denne metoden fjernes inntil 100 % hjelpestoffer. Resultatet er avhengig av løsningsmid-lenes polaritet. Når upolare løsningsmidler benyttes blir hovedsakelig hydrofobe hjelpestoffer fjernet. Det beste utbyttet med hensyn til anionisk emulgator ble oppnådd i de eksperimentene hvor metanol ble blandet inn for å øke polariteten. With this method, up to 100% of excipients are removed. The result depends on the polarity of the solvents. When non-polar solvents are used, mainly hydrophobic excipients are removed. The best yield with respect to anionic emulsifier was obtained in those experiments where methanol was mixed in to increase polarity.

Claims (10)

1. Polyvinylklorid eller polyvinylklorid-kopolymere egnet for bruk i pasta PVC, karakterisert ved at polymerpartiklene har blitt behandlet i et polart løsningsmiddel i et første trinn med påfølgende fjerning av av løsningsmidlet, hvoretter partiklene i et andre trinn har blitt behandlet med et ekstraksjonsmiddel i sub-, eller superkritisk tilstand, hvorved det opprinnelige innhold av polymerisasjonshjelpestoffer har blitt redusert med > 90 %.1. Polyvinyl chloride or polyvinyl chloride copolymers suitable for use in paste PVC, characterized in that the polymer particles have been treated in a polar solvent in a first step with subsequent removal of the solvent, after which the particles in a second step have been treated with an extraction agent in sub -, or supercritical condition, whereby the original content of polymerization aids has been reduced by > 90%. 2. Fremgangsmåte for å fjerne hjelpestoffer fra polyvinylklorid (PVC) eller PVC kopolymer, karakterisert ved at PVC-partiklene behandles med et polart løsningsmiddel i et første trinn med påfølgende fjerning av løsningsmidlet, hvoretter partiklene i et andre trinn behandles med et ekstraksjonsmiddel i sub- eller superkritisk tilstand.2. Procedure for removing excipients from polyvinyl chloride (PVC) or PVC copolymer, characterized in that the PVC particles are treated with a polar solvent in a first step with subsequent removal of the solvent, after which the particles are treated in a second step with an extraction agent in a sub- or supercritical state. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at løsningsmidlet fjernes ved dekantering eller filtrering.3. Method according to claim 2, characterized in that the solvent is removed by decantation or filtration. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det anvendes tørr PVC eller PVC med et vanninnhold inntil 50 %, fortrinnsvis < 30 % tørt pulver.4. Method according to claim 2, characterized by the use of dry PVC or PVC with a water content of up to 50%, preferably < 30% dry powder. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det polare løsningsmidlet velges fra metanol, etanol, isopropanol, vann eller blandinger av disse.5. Method according to claim 2, characterized in that the polar solvent is selected from methanol, ethanol, isopropanol, water or mixtures thereof. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at temperaturen i det polare løsningsmidlet holdes mellom 20 °C og kokepunktet.6. Method according to claim 2, characterized in that the temperature in the polar solvent is kept between 20 °C and the boiling point. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at vektforholdet polart løsningsmiddel/PVC holdes mellom 0,5:1 til 10 :1, fortrinnsvis 5:1.7. Method according to claim 2, characterized in that the polar solvent/PVC weight ratio is kept between 0.5:1 to 10:1, preferably 5:1. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at karbondioksid, nitrogenoksid eller blandinger med lavere alkaner anvendes som ekstraksjonsmiddel.8. Method according to claim 2, characterized in that carbon dioxide, nitrogen oxide or mixtures with lower alkanes are used as extraction agent. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at karbondioksid anvendes som ekstraksjonsmiddel ved 40-350 bar trykk, temperatur 15-60°C og et forhold mellom C02/PVC på mellom 1:1 og 100:1, fortrinnsvis 10:1 til 50:1.9. Method according to claim 2, characterized in that carbon dioxide is used as extraction agent at 40-350 bar pressure, temperature 15-60°C and a ratio between C02/PVC of between 1:1 and 100:1, preferably 10:1 to 50:1. 10. Anvendelse av PVC eller PVC kopolymere fremstilt ifølge kravene 2-9, for produkter hvor det er satt krav til lav vannabsorpsjon, som ledningsisolasjon og takbelegg.10. Use of PVC or PVC copolymers produced according to claims 2-9, for products where low water absorption is required, such as cable insulation and roof covering.
NO934348A 1993-11-30 1993-11-30 Vinyl chloride (co) polymers suitable for use in paste PVC, as well as their preparation and use NO178627C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO934348A NO178627C (en) 1993-11-30 1993-11-30 Vinyl chloride (co) polymers suitable for use in paste PVC, as well as their preparation and use

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO934348A NO178627C (en) 1993-11-30 1993-11-30 Vinyl chloride (co) polymers suitable for use in paste PVC, as well as their preparation and use

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO934348D0 NO934348D0 (en) 1993-11-30
NO934348L NO934348L (en) 1995-05-31
NO178627B true NO178627B (en) 1996-01-22
NO178627C NO178627C (en) 1996-05-02

Family

ID=19896634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO934348A NO178627C (en) 1993-11-30 1993-11-30 Vinyl chloride (co) polymers suitable for use in paste PVC, as well as their preparation and use

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO178627C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO934348L (en) 1995-05-31
NO934348D0 (en) 1993-11-30
NO178627C (en) 1996-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5463021A (en) Process for working up aqueous dispersions of fluorinated thermoplastic
US4384056A (en) Aqueous dispersions based on (meth)acrylic acid alkyl ester polymers with two pronounced, substantially non-overlapping peaks in the particle size distribution within specific particle size ranges, and a process for the preparation and use thereof
US10626203B2 (en) Particulate polyvinyl alcohol, process for making and uses of the same
DE69630904T2 (en) Process for the isolation of tetrafluoroethylene polymers
US2592763A (en) Chlorinated uncompacted polyethylene
Cao et al. Synthesis of cross-linked poly (4-vinylpyridine) and its copolymer microgels using supercritical carbon dioxide: Application in the adsorption of copper (II)
JP2002537462A (en) Method for rapid production of foam material from high internal phase emulsion at high temperature and pressure
JP2002537460A (en) Continuous curing method from HIPE to HIPE foam
DK160257B (en) Process for producing polymer particles from latexes of vinyl and vinylidene halides and copolymers thereof
DE2520591A1 (en) PROCESS AND DEVICE FOR CONTINUOUS TREATMENT OF Aqueous PLASTIC DISPERSIONS BASED ON POLYVINYL CHLORIDE WITH GASES
US2981722A (en) Process for the production of vinylchloride polymers by dispersion processes in aqueous media
DE2509937A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF VINYL CHLORIDE POLYMERISATES
NO178627B (en) Vinyl chloride (co) polymers suitable for use in paste PVC, as well as their preparation and use
NO133552B (en)
EP0998520B1 (en) Pvc mixture and method for its production
JP4224284B2 (en) Method for producing isobutylene-based thermoplastic elastomer resin
EP0442679A1 (en) Purification of latex
US2595831A (en) Process for disintegrating conglomerates of polymer particles
NO792985L (en) MICROGEL OF CROSS-BONDED VINYLIDENCHLORIDE POLYMER
Shi et al. Phase distribution and separation in poly (2-acetoxyethyl methacrylate)/polystyrene latex interpenetrating polymer networks
JPH0357124B2 (en)
TW201609843A (en) Method of treating a poly(vinyl chloride) composition with dense phase carbon dioxide
Ryttel Solution copolymerization of alkyl methacrylates and N–vinyl carbazole: Reactivity ratios
Pham et al. Influence of emulsifiers on particle size and particle size distribution of PVC latex synthesized by miniemulsion polymerization
DE2250517A1 (en) CONTINUOUS PRODUCTION OF Aqueous DISPERSIONS OF VINYL ACETATE-ETHYLENE MIXED POLYMERIZES