DD139660A3

DD139660A3 - Verfahren zur entmonomerisierung von polymerdispersionen,vorzugsweise polyvinylchloriddispersionen

Info

Publication number: DD139660A3
Application number: DD19832877A
Authority: DD
Inventors: Hans Kaltwasser; Christof Bartschek; Hans-Dieter Voigt
Original assignee: Hans Kaltwasser; Christof Bartschek; Voigt Hans Dieter
Priority date: 1977-04-11
Filing date: 1977-04-11
Publication date: 1980-01-16
Also published as: BG35956A1; SU895992A1

Abstract

Verfahren zur Entmönomerisierung von Polymerdispersionen, vorzugsweise Polyvinylchloriddispersionen bzw. Dispersionen der entsprechenden Co- oder PfropfPolymerisate, wobei Polymere mit Vinylchloridgehalten < 10 ppm bezogen auf den Feststoffge'nalt der Dispersion erhalten werden. Die Entmönomerisierung erfolgt, indem die Polymerdispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 bis 60%, vorzugsweise von 35 bis 55%, vor Eintritt in einen Kolonnenapparat in einera geschlossenen System 10 s bis 2 min, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 min, bei einem Druck von 1 bis 10 bar erhitzt und anschließend in einem Rührbehälter einem Rührprozeß unterzogen wird, wobei die Dampfeinspeisung in unterschiedlicher Entfernung vom Produkteingang und in verschiedener Menge erfolgt und ein Teilstrom der Dispersion in den Kolonnenapparat zurückgeführt wird. Es können Dispersionen unterschiedlicher Polymerqualitäten entmonomerisiert werden, ohne daß thermische Veränderungen der Kornstruktur auftreten, wobei Restmonomere <10 ppm bezogen auf den Feststoffgehält der Dispersion erreicht werden»

Description

Anmelder; Kombinat VEB Chemische Werke Buna 4212 Schkopau

Bevollmächtigter Vertreter: Pat.-lag. Gerhard Henke im Kombinat VEB Chemische Werke Buna 4212'-Schkop.au

Titel der Erfindung,

Verfahren zur Entmonomerisierung von Polymerdispersionen, vorzugsweise Polyvinylchloriddispersionen

Anwendungsgebiet der Erfindung,

Die 'Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entmonomeris.ierung 'von Polymer dispersionen, vorzugsweise Polyvinylchloriddispersionen oder Dispersionen der entsprechenden Co- oder Pfropfpolymerisate, das sowohl unmittelbar im Anschluß an die Polymerisation als auch vor oder nach anderen Verarbeitungsstufen, s«. B. Mischen von Polymerisaten verschiedener Struktur, soweit sie

als wäßrige Dispersion vorliegen, in bekannten Kolonnenapparaten durchgeführt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung von Polymeren, z. B. von Polyvinylchlorid oder überwiegend aus Vinylchlorid bestehenden Co- bzw» Pfropfpolymerisaten, verbleiben bei Anwendung der bekannten Polymerisationsverfahren, wie z. B. Suspensions-, Emulsions- oder Massepolymerisation, nicht umgesetzte Monomere Im Polymerisat, die bei der Weiterverarbeitung stören und daher möglichst weitgehend entfernt werden müssen.

So ist es bekannt, das pulverförmige Polymerisat auf Temperaturen zwischen 80 und Ii zu erhitzen (DT-OS 2 55I 111).

Temperaturen zwischen 80 und I80 ⁰C über längere Zeit

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß bei den angegebenen Temperaturen thermische Schädigungen des Polymerisats nicht ausgeschlossen werden können· Darüber hinaus ist es mit diesem Verfahren nicht möglich, auf einen Restmonomerengehalt loo ppm zu gelangen, so daß eine Trockenstufe nachgeschaltet werden muß, die wegen der möglichen Unra/eltbelastung nur mit erheblichem technischen und ökonomischen Aufwand betrieben werden kann.

Es ist weiterhin bekannt, die Entmonomerisierung in einer von unten mit Dampf beaufschlagten Kolonnenapparatur vorzunehmen, wobei Eestmonomergehalte < 2oo ppm erreichbar sind (Japan Plastics 8/76). Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß eine weitere Ab- . Senkung des Gehaltes an Restmonomeren nur mittels eines erhöhten technischen und ökonomischen Aufwands möglich" ist_e

Darüber hinaus ist es bekannt, die Polymerdispersion über längere Zeiträume mit Vakuum zu behandeln. Ein derartiges Verfahren ist jedoch großtechnisch nur bedingt einsetzbar, weil die erforderlichen langen Verweilzeiten die Produktivität des Verfahrens herabsetzen·

Bekannt ist es auch, Polymer dispers ionen mit Wasserdampf als Schleppmittel bei Temperaturen zwischen 4o and 14ο ⁰C zu behandeln und das Monomere zurückzugewinnen (DT-OS 2 45o 464).

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß bei Temperaturen oberhalb loo ⁰C und den entsprechend dieser Verfahrensweise erforderlichen Verweilzeiten eine thermische Schädigung des Polymerisats nicht mit Sicherheit vermieden werden kann. Weiterhin ist von Nachteil, daß die Effektivität des Verfahrens von der Morphologie der Polymerteilchen abhängig ist und demzufolge bei gleichen Verfahrensbedingungen unterschiedliche Restmonomergehalte im Polymerisat auftreten.

Aus der DD-AP 124 253 ist es bekannt, für die Entmonomerisierung einen Kolonnenapparat zu verwenden, der einen Stoffaustausch auf der Basis der Einstellung bestimmter Phasengleichgewichte ermöglicht, wobei eine Gasphase zum Abtransport des Monomeren vorliegt. Darüber hinaus sind eine Reihe weiterer Verfahren bekannt, die spezielle Vorrichtungen unter gleichen oder ähnlichen Verfahrensbedingungen verwenden. Es war jedoch bisher nur mit erhöhtem'technischen und ökonomischen Aufwand möglich, den Gehalt an Restmonomeren im Polymerisat herabzusetzen.

Ziel der Erfindung;

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Polymerdispersionen, vorzugsweise Polyvinylchloriddispersionen oder Dispersionen der entsprechenden Co- oder Pfropfpolymerisate, mit vertretbarem technischen und ökonomischen Aufwand weitestgehend von Restmonomeren zu befreien und die Belastungen der Umwelt bzw. Monomerfreisetzungen bei der Verarbeitung wesentlich zu vermindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entmonomerisierung von Polymerdispersionen, vorzugsweise wäßrige Polyvinylchloriddispersionen bzw» Dispersionen entsprechender Co- oder Pfropfpolymerisate, zu entwickeln, das es gestattet, ohne thermische Schädigung der Polymerisate, die unterschiedliche Qualitätsparameter aufweisen können, Eestmonomergehalte <lo ppm, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion, zu erreichen.

- Merkmale der Erfindung .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die PoIymerdispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 bis 60 %,-vorzugsweise von 35 bis 55 % vor Eintritt in einen Kolonnenapparat in einem geschlossenen System Io see. bis 2 Min», vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Minuten, bei einem Druck von 1 bis Io bar erhitzt und anschließend in einem Rührbehälter einem Rührprozeß unterzogen wird.

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Die Erhitzung der Polymerdispersion kann in einem Durchlauf erhitzer mit Direkterhitzung durch Einspeisen von Dampf oder durch indirekte Wärmezufuhr von außen in einem kontinuierlich durchströmten Bohr vorgenommen werden· Diesem nachgeschaltet kann zur Abführung des Schleppgases ein mit Rührer versehener Durchlaufkessel verwendet werden, wobei als Kolonnenapparat ein solcher verwendbar ist, der einen hohen Selbstreinigungseffekt aufweist und dessen Öffnungsverhältnis vom Kopf zum Sumpf abnimmt. Gegebenenfalls können vor der thermischen Vorbehandlung Epoxidweichmacher oder Phosphat als Wärmestabilisatoren zugesetzt werdend

Beispiele

Die Erfindung soll an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert werden·

Beispiel 1

Nach den Suspensionsverfahren mit Zellulosederivaten als Dispersionsstabilisator wird eine VC-HOMO-Polymerisat -Dispersion mit 35 % PVC-GehaIt hergestellt. Diese Dispersion wird nach der Polymerisation entspannt. Sie enthält dann o,6 % VC bezogen auf die Suspension. Die Dispersion wird anschließend mit einer Pumpe einem Durchlauferhitzer zugeführt, durch eingespeisten MD-Dampf auf eine Temperatur von 125 ⁰C gebracht und bei dieser Temperatur etwa 2 min. belassen. Anschließend tritt diese Suspension in einen Durchlaufkessel mit einer Verweilzeit von 2 min. ein, in dem durch Einspeisen von o,l t Dampf/t Suspension für eine Temperatur von 98 ⁰C eingestellt und ein Vakuum von 65ο - 73o Torr durch ein Aggregat aufrecht erhalten wird« Die V/asser-

dampfmenge wird so bemessen, daß sie einen VC-Gehalt von mindestens 2oo ppm aufweist.

Die Suspension tritt anschließend in eine Kolonne mit lioiiem Selbstreinigungseffekt ein, wobei an drei Stellen Dampf zugeführt wird. Im unteren Drittel der Kolonne wird ein Teilstrom der Suspension wieder aufgegeben, so daß eine mittlere Verweilzeit in der Kolonne von insgesamt 3 min· erreicht wird. Die Dampfmengen werden so reguliert, daß insgesamt der Gehalt an VC im Dampf einen Wert von 2oo ppm nicht überschreitet.

Die Suspension wird in einen nachgeschalteten höher gelegenen Zwischenbehälter durch Anlegen von Vakuum und Entfernung von Wasserdampf auf Temperaturen von 75 ⁰C abgekühlt, und mit dieser Temperatur dem nachgeschalteten Trennungsaggregat zur Abtrennung der wäßrigen Phase zugeführt. Das Polymere enthält nach der Abtrennung 5 ppm VC.

Beispiel 2

Mittels Suspensionspolymerisation wird unter Verwendung eines Dispergatorgeniisch.es, das aus Polyvinylalkohol und Celluloseätherderivaten besteht, ein Copolymeres aus Vinylchlorid und ithylen-Vinylacetat-Copolymeren hergestellt. Der Restgehalt an Vinylchlorid beträ.gt OjG % bezogen auf die Dispersion. Diese wird über einen Injektor mit Mitteldruckdampf einem Durchlauferhitzer zugeführt, v;o sie o,5 min. verweilt und durch den eingespeisten Dampf auf eine Temperatur von 135 °C erhitzt wird. Anschließend wird die Dispersion unter zusätzlichem Einspeisen von Dampf in einen Durchlaufkessel 3 min» bei einer Temperatur von 96 ⁰C und einem Druck von 65o,Torr belassen. Anschließend wird die Dispersion

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in einen Kolonnenapparat gebracht, der einen hohen Selbstreinigungseffekt aufweist. An 4 Stellen wird in den Kolonnenapparat Dampf in einer solchen Staffelung zugeführt, daß der VC-Gehalt in den Brüden, in den unteren beiden Abschnitten des Kolonnenapparates, bei einem Wert >loo ppm gehalten wird. Durch Rückführung eines Teilstromes der Dispersion in das untere Drittel des Kolonnenapparates wird eine mittlere Verweilzeit der Dispersion von insgesamt 5 min. eingestellt. Nach der üblichen Abkühlung der Dispersion durch Vakuumverdampfungskühlung wird der Feststoff aus der Dispersion abgetrennt und getrocknet. Der Restmonomergehalt des Polymeren beträgt noch 3

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren zur Entmonomerisierung von Polymerdispersionen, vorzugsweise Polyvinylchloriddispersionen, bzw. Dispersionen der entsprechenden Co- und Pfropfpolymerisate mittels bekannten Kolonnenapparaten, gekennzeichnet dadurch, daß die Polymerdispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 bis 6.0 %, vorzugsweise von 35 bis ^ %, vor Eintritt in einen Kolonnenapparat in einem geschlossenen System Io see. bis 2 Hon., vorzugsweise o,5 bis 1,5 Min., bei einem Druck von 1 bis Io bar erhitzt und anschließend in einem Rührbehälter einem Rührprozeß unterzogen wird.

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