CH239764A

CH239764A - Verfahren zur Herstellung einer Emulsion von Polyvinylchlorid.

Info

Publication number: CH239764A
Authority: CH
Inventors: Lonza Elektrizitaetswer Gampel
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1942-06-27
Filing date: 1942-06-27
Publication date: 1945-11-15
Also published as: FR896293A; DE948016C

Description

Verfahren zur Herstellung einer Emulsion von Polyvinylehlorid. Es ist bekannt, die Polymerisation von Vinylchlorid in wässeriger Emulsion auszu führen. Um hochwertige Produkte zu erhal ten, muss man bei Temperaturen um oder unter 50' arbeiten, wodurch die Polymerisation sich in die Länge zieht. Die lange Dauer ist nicht nur in wirtschaftlicher Hinsicht ungünstig, sondern hat auch den Nachteil, dass die Ge fahr der Salzsäureabspaltung besteht.

Man hat offenbar aus diesem Grunde bisher ver mieden, in alkalisch wirkendem Medium zu arbeiten und polymerisiert in neutraler bis saurer Emulsion unter Anwendung nicht ver- seifend wirkender Emulgatoren, wie zum Bei spiel Fettalkoholsulfonaten, Polyvinylalkohol USW.

Es wurde nun die überraschende Beobach- i ung gemacht, dass bei alkalischer Reaktion der Emulsion 1. die Polymerisation schon bei Tempera turen unter 50 so rasch verläuft, dass dabei keine störende HCl-Abspaltung erfolgt, 2. die so hergestellten P'olymerisate in den mechanischen Eigenschaften und besonders in der Stabilität den nach den bisherigen Ver fahren hergestellten Produkten überlegen sind.

Zur Erzeugung der alkalischen Reaktion können alkalisch wirkende .Stoffe, wie zum Beispiel freies Alkali, Wasserglas, Soda, Al kaliphosphat, Magnesiumkarbonat, Ammo niak usw., verwendet werden. Die benötigte Menge ist ausserordentlich klein, es genügen zum Beispiel schon 1 Teil Ätznatron auf 10 000 Teile einer 30 % igen Emulsion, um während der ganzen Dauer der P'olymeri- sation die alkalische Reaktion aufrechtzu erhalten.

Dass/ eine so geringe Menge Alkali sich gegenüber der grossen Menge Chlorkoh lenwasserstoff behaupten und sozusagen den Verlauf der Polymerisation steuern kann, ist in. hohem Grade unerwartet. Vorzugsweise wird man so viel an alkalisch reagierenden Stoffen bei Beginn der Polymerisation zu- setzen, dass auch nach beendeter Reaktion, die Emulsion noch alkalisch reagiert; man kann aber auch während der P'olymerisation von Zeit zu Zeit die alkalisch wirkenden Stoffe in kleinen Mengen zufügen.

Auch der Bedarf an Emulgator ist bei dieser Arbeitsweise überraschend gering. Es genügt zum Beispiel bereits 1 Promille Ka- liumstearat im Wasser. und auch diese Menge ha.nn noch durch Wasserglas oder durch Alkalien teilweise ersetzt werden. Man kann sogar finit Alkali allein als Einulgator auskommen, doch wird durch eine Spur Seife der Vorgang, sehr erleichtert.

Von den Seifen sind besonders solche von gesättigten Fett säuren, wie Palmitate, Stearate usw., geeignet. - Als Polymerisationskataly satoren kommen die bekannten in Frage; besonders geeignet sind die Persulfate, wie Kalium- und Am- nzoniumpersulfat.

Die Polymerisation setzt sehi, rasch ein, und schon bei 40-45 ist nach wenigen Stun den die Hauptmenge des eingesetzten Vinyl- cblorides polymerisiert. - Bei grösseren An sätzen arbeitet man z-veelzm < issig so, dass das Vinylchlorid nicht auf einmal, sondern nach und nach im Verlauf der Polymerisation zu- 1. e führt wird.

Den gewünschten Polymeri- sa.tionsgrad kann man weitgehend durch die Temperatur einstellen. - Die Emulsionen fal len je nach der Konzentration und der Rühr- vorrichtung dünnflüssig; bis sahneartig aus. Eine Isolierung des Polyvinylchlorides dar aus kann nach den allgemeinen bekannten Methoden, zum Beispiel Fällen mit Säure, Salzen und anderes mehr, geschehen.

Bezsl);.ele: 1. 200 Teile Wasser, in dein 0,06% Ka- liumstearat, 0,06,10 SiO._ und 0,02, ö Ätz- natron in Form von Wasserglas, ferner 0,7 Kaliumpersulfat gelöst sind,

werden mit 50 Teilen Viny lchlorid in einem Aluminium- gefäss 2 Stunden bei 45-48" kräftig ge schüttelt oder gerührt. Danach -wird das Druckgefäss geöffnet.

Es geht zunächst etwa. 1 Teil umverändertes Viny lchlorid ab, durch Entgasen bei Unterdruck oder Ausblasen mit Stickstoff oder Wasserdampf werden daraus weitere 2 Teile entfernt. Der Rest, also etwas mehr als90% der Einlage, wird in Form einer dünnflüssigen Emulsion erhalten, die das Polyvinylelrlorid in ausserordentlich fei ner Verteilung enthält. Die Emulsion ist so fein, dass sie durch gewöhnliche Filter läuft. Die Emulsion reagiert gegen Phenolphta- lein alkalisch.

Durch Eingiessen in etwa 110 Teile einer 1 % igen Magnesiumsulfatlösung kann die Emulsion gebrochen werden. Der so erhaltene Brei kann dann abgesaugt, ge waschen und getrocknet werden.

Man erhält dadurch ein völlig weisses, mehlfeines Poly- inerisat. Das Polymerisat ist bei gewöhnlicher Temperatur in den üblichen Lösungsmitteln praktisch unlöslich, beim Erwärmen löst es sich in Chlorbenzol, etwas in Gemischen aus Aceton und Benzol, in Cyclohexanon sowie in den üblichen Weichmachern, wie Trikresyl- phosphat, Dibutylphtalat usw. - Aus dem aus der Emulsion isolierten Polymerisat her gestellte Filme zeichnen sich durch Nervig- keit und Elastizität aus.

Die Wärmebestän digkeit ist ausgezeichnet; noch bei hohem Weichmacherzusatz neigen die Filme nicht zum Kleben bei der Verarbeitung über 100 . Besonders auffallend ist die verbesserte Sta bilität gegenüber den in nicht alkalischem Medium hergestellten Polymerisaten, das heisst die Tendenz im Licht oder in der Wärme Chlortvasserstoff abzuspalten, ist wesent lich verringert, so class auf den Zusatz der übliehen Stabilisierungsmittel verzichtet wer den kann.

?. 200 Teile Wasser, in deni 0,1 % Ain- inoniiunstearat, 0,01 % Ammoniak und 0,5 Ainm.oiiiizinpcrsulfat gelöst sind, werden in einem verzinnten Druckgefäss mit 100 Teilen Vinvlcblorid bei 45", wie in Beispiel 1, 4 Stnnden lang l)ebandelt. Nach dem Offnen -erden zirka 10,"(,

des eingelegten Vinyl- ehlorides iniverändert zurückerhalten, der Rest ist als Polynierisat finit dem Wasser zri einer sahneartigen Emulsion vereinigt. Die Aufarbeitung kann wie oben geschehen. Man kann die Emulsionen auch als solche für vielerlei Zweck(, verwenden, zum Beispiel zum Bestreichen von Stoffen, zur Herstellung von Lacken, von Schallplatten, Lederersatz stoffen und anderes mehr.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung einer wässeri gen Emulsion von Polyvinylchlorid durch Polymerisieren von monomerem Vinylchlorid in wässeriger Verteilung in Anwesenheit von Katalysatoren und Emulgatoren, dadurch ge kennzeichnet, dass die Polymerisation in alkalischem Medium durchgeführt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man die alkalische Reaktion durch Hinzufügen geringer Mengen von alkalisch wirkenden Stoffen herbeiführt. 2.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalisch wirkenden Stoffe in solchen Mengen zugesetzt werden, dass die Emulsion auch nach beendeter Polymerisation noch alkalisch reagiert. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man die Polymeri- sation in Anwesenheit sehr geringer Mengen von Emulgatoren durchführt.

4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man als Kataly sator ein Persulfat und als Emulgätor ein Alkali- bezw. Ammoniumsalz einer gesättig ten Fettsäure verwendet.