DD150213B1 - Verfahren zur herstellung von synthesekautschuk-polyvinylchlorid-verschnitten - Google Patents

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Martin Harwart
Joerg Stricker
Wilhelm Nagel
Juergen Stoeckel
Peter Schab
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Buna Chem Werke Veb
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Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verschnitten aus Synthesekautschuken und Polyvinylchlorid, die durch Vermischen von Synthesekautschuklatices und Polyvinylchloridlatices entstehen, wobei die Kautschuklatices beispielsweise Copolymerisate des Butadien-Acrylnitrils sind und durch radikalische Emulsionspolymerisation kontinuierlich oder diskontinuierlich hergestellt werden können
Das Verfahren erhöht die Raum-Zeit-Ausbeute bei der großtechnischen Produktion von Synthesekautschuk/Polyvinylchlond-Compo unds bei gleichbleibend guter Qualltat des Endproduktes Derartige Kautschuk/Poiyvinylchlorid-Compounds werden nach dor Koagulation der Latexverschnitte zur Herstellung ozon- und witterungsbeständiger Gummiartikel und in der Latexform. beispielsweise zur Beschichtung von Tragermatenatyerwendet
Charalcteristik der bekannten technischen Losungen *
Die Herstellung ozon- und witterungsbeständiger Materialien aus Synthesekautschuk/Polyvinylchlond-Verschmtten, in denen dietypischen Synthesekautschuk-Eigenschaften mit der hervorragenden VerarbeitbarkeitderThermoplast-Komponente vereint sind, ist prinzipiell bekannt (M S Moulton, Ind. Rubb World 116, Nr 3, S 371 [1947]; W A Wilson, Rubb. Age90 (1), S 85 [1961], N J Abrams,Rubb andPfastAge3.Nr.5,S 451 [1962],
VS Penn, Technologija pererab sint Kauczukov, Moskau, Verlag „Chimija" [1964], G Schafer, N Luttropp, E Schreiber, Plaste und Kautschuk 13, Nr 7, S 400 [1966], M Z Hachmann, Kauczuk ι Rezina, Nr 6, S 17 [1967]; E Ja Devirce, A S Novikov, Kauczuk ι Rezina, Nr 5, S. 10 [1968])
Wegen der guten Verträglichkeit und eines breiten Anwendungsgebietes finden häufig als Synthesekautschuk Butadien-Acrylnitnl-Copolymerisate und als Thermoplast-Komponente Polyvinylchlorid Verwendung.
Diese Verschnitte ermöglichen eine Kombination der Losungsmittelbestandigkeit und der elastischen Eigenschaften des Nitrilkautschuks mit der Chemikalien-, Alterungs-, Öl- und Ozonbestandigkeit sowie der hervorragenden Verarbeitbarkeit des Polyvinylchlorids
(W hofmann, Industr des Plastiques Modernes 1961, S. 37;
W L. Semon in G S Whitby, Synthetic Rubber, J Wiley and Sons, Ine, New York, 1954, S 806ff) Bisher ist es üblich, in diesen Compounds als Synthesekautschuk-Komponente einen Butadien-Acrylnitnl-Kautschukzu verwenden, der bei Reaktionstemperaturen von +50C bis 359C bis zu Endumsatzen von 70-80% polymerisiert wurde, da höhere Monomerumsatze wegen der Verschlechterung der reinen Nitril-Kautschuk-Eigenschaften als nicht zweckmäßig angesehen wurden
(S L Fischer, A M Perminov, 11 Radczenko, I Ju EzerecT E Jurczuk, Kauczuk ι Rezina, Nr.6, S.4-6 [1970], W hofmann, Nitrilkautschuk, Berliner Union, Stuttgart 1965, S 85)
Bevor dieser Nitrilkautschuklatex mit dem Thermoplastlatex verschnitten und der großtechnischen Aufarbeitung bzw Verarbeitung zugeführt wird, ist es notwendig, den durch die Endumsatze von 70-80% begründeten erheblichen Anteil an Restmonomeren in Entmonomensierungsanlagen weitgehend zu entfernen Diese Entgasung des Latex ist mit einem erheblichen technologischen Aufwand verbunden und stellt einen besonders energieintensiven Verfahrensschritt dar Auf Grund derthermomechanischen Beanspruchung des Latex bei der Entmonomensierung ist es nach gewissen Produktionszeiten notwendig, die Entmonomensierungsturme zu offnen und die gebildeten kompakten Kautschuk-Ausscheidungen mit großem manuellem Aufwand zu entfernen, zu diesem Zweck müssen die Produktionsanlagen ausgefahren werden Dadurch wird die Ökonomie des Verfahrens verschlechtert
Die GB-PS 136780 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Terpolymeren mit Umsätzen über 80%, maximal 90% Die ausgewiesenen Eigenschaften der NBR-Vulkanisate zeigen die Grenzen dieses Verfahrens Durch die bei bisherigen Verfahren zur Herstellung der Synthesekautschuk-Latex-Komponente festgelegten Reaktionsumsatze von 70-80% bleibt ein Teil vorhandener Polymensationskapazitat ungenutzt Hinsichtlich der Raum-Zeit-Ausbeute der bisherigen Verfahren zur Synthese der Kautschuk-Komponenten fur die der Erfindung zugrunde liegenden Compounds bestehen noch betrachtliche Produktionsreserven
Ziel der Erfindung ist es, bei der Polymerisation der fur die Herstellung von Symhesekautschuk/Polyvinylchlond-Compounds benotigten Kautschuk-Komponente den technologischen und energetischen Aufwand fur die Entmonomensierung zu senken bzw vollständig abzuschaffen, dadurch die mit hohem körperlichem Aufwand verbundenen Reinigungsoperationen der Produktionsanlagen auszuschließen, die Produktionskapazitäten bestehender Technologien zu erhohen und gute anwendungstechnische Parameter der aus den Compounds hergestellten Artikel zu gewährleisten
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Synthesekautschuk/Polyvinylchlorid-Compounds durch geeignete Polymerisation der benotigten Kautschuk-Komponente zu entwickeln, wobei die angeführten Nachteile bisheriger Verfahren und Technologien beseitigt und die obigen Anforderungen erfüllt werden sollen Die Aufgabe wird erfindungsgermaß dadurch gelost, daß die Polymerisation der Kautschuk-Komponente, beispielsweise eines Butadien-Acrylnitnl-Mischpolymei isates bis zu einem Reaktionsumsatz über 30% hinaus, vorzugsweise nahe 100% gefuhrt wird, wodurch im Falle eines praktisch vollständigen Umsatzes der Monomeren die Notwendigkeit einer Entmonomensierung des Latex entfallt Die Erhöhung des Reaktionsumsatzes kann in an sich bekannter Weise durch Vorlage radikalischer Initiatoren, wie Peroxy- und Azoverbindungen, oder von Redoxsystemen zu Beginn der Polymerisation bei Temperaturen von +50C bis +600C, vorzugsweise 200C bis 5010C, erfolgen oder durch Nachdosierung von Initiatoren, fur die radikalische Emulsionspolymerisation üblichen Emulgatoren, Molekulargewichtsreglern und Monomeren jeweils einzeln oder in Kombination miteinander wahrend der Polymerisation erreicht werden
Der so hergestellte Kautschuklatex wird mit dem PVC-Latex im Verhältnis von 30 70 bis 70 30 Gewichtstellen in bekannter Weise verschnitten
Die synthetischen Kautschuke, die in der erfindungsgemaßen Weise hergestellt werden, konnen Emulsionspolymerisate von konjugierten Dienen, ζ B 1,3-Butadien, Isopren, Chloropren, allein oder in Mischung mit einer monathylenischen Verbindung, ζ B. Styrol, Acrylnitril sein
Als Emulgatoren fur das erfindungsgemaße Verfahren konnen alle im alkalischen Bereich wirksamen Verbindungen aber auch nichtionogene Tenside in bekanntet Weise verwendet werden Besonders wirksam sind die im basischen Medium arbeitenden Emulgatoren, wie synthetische Carbonsauren/Paraffinfettsauren einer C-Zahl von C12 bis C14, tierische Fettsauren der Kettenlange C14 bis C18 in Form der Alkalisalze und Alkalisalze der disproportionierten Abietinsäure—vorwiegend Harzsauresalze Weiterhin konnen auch andere Emulgatoren oder Dispergatoren, wie Alkylnaphthalinsulfonsäuren, Kondensationsprodukte von aromatischen Sulfonsäuren mit Formaldehyd, langkettige Paraffinsulfonate, die entsprechenden Älkoholsulfonate und Aryl-Alkylsülfonate allein oder im Gemisch auch mit den carboxylgruppenhaltigen Emulgatoren Verwendung finden
Synthetische Emulgatoren wie nichtionische Tenside sind ebenfalls allein oder im Gemisch mit den genannten Emulgatoren verwendbar Als Molekulargewichtsregler werden zum Beispiel die bekannten langkettigen aliphatischen Mercaptane, wie beispielsweise tertiäres Dodecylmercaptan, eingesetzt
Durch Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens ist es möglich, den technologischen und energetischen Aufwand fur die Entmonomensierung des Kautschtak-Latexzu senken bzw bei Reaktionsumsatzen nahe 100% vollständig einzusparen, dadurch die mit hohem körperlichem Aufwand verbundenen Reinigungsoperationen der Produktionsanlagen auszuschließen, die Effektivität vorhandener Polymerisationskapazitaten zu erhohen. Überraschenderweise konnen anforderungsgerechte gute anwendungstechnische Parameter der aus den Compounds bzw Latexmischungen hergestellten Artikel gewährleistet werden, obwohl bekanntlich die Eigenschaften der Kautschukkomponente wegen des hohen Polymerisationsgrades absinken Eine fur den Fachmann interessante Erkenntnis ist die Tatsache, daß durch ein dem erfindungsgemaßen Verfahren zugrunde liegendes und fur die vorliegenden extrem hohen Umsätze geeignetes Molekulargewichtsregelungs-Regime das Ansteigen der Verzweigungs- und Vernetzungsanteile im Kautschuk verhindert werden kann, so daß die Compound-Eigenschaften des Synthesekautschuk/Polyvinylchlorid-Verschnittes keinesfalls negativ beeinflußt werden Durch die nach dem erfindungsgermaßen Verfahren ei reichten hohen Umsätze kann der Feststoffgehalt des Kautschuk-Latexe rhoht werden, dadurch wird der gewünschte Effekt einer besseren Stabilisierung des Compound-Latex gegenüber Abscheidungsbildung erzielt
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel erläutert werden
Ausführungsbeispiel
In einer kontinuierlichen Polymerisationsanlage werden 60 Gewichts-Teile Butadien und 40 Gewichts-Teile Acrylnitril unter Verwendung von fur die Emulsionspolymerisation üblichen Emulgatoren, beispielsweise Alkalisalzen der Alkylnaphthalinsulfonsaure, naturlichen Fettsaure-oder Harzsaureseifen, radikalliefernden Initiatoren, von denen 0,1 Gewichts-Teile zu Beginn der Reaktion vorgelegt und 0,3 Gewichts-Teile bei 60% Umsatz nachdosiert werden, einem kettenubertragend wirkenden Molekulargewichtsregler,, von dessen Einsatzmenge von 1,4 Gewichts-Teilen 50% vorgelegt und 50% bei 50% Umsatz zudosiert werden, bei 35-4013C bis zu einem Umsatz von 98,5% polymerisiert Dabei wird ein ausscheidungsfreier Latex erhalten
Der hergestellte Synthesekautschuk-Latex wird anschließend direkt mit einem durch Emulsionspolymerisation erzeugten PVC-Latex des Feststoffgehaltes 50,2% und eines K-Wertes von 68 im Verhältnis Butadien-Acrylnitril-Copolymensat/ PVC = 60/40 verschnitten, unter Elektrolyt-Zusatz im sauren Medium ausgefallt und getrocknet Der nach diesem Verfahren hergestellte Compound entspricht in seinen anwendungstechnischen Parametern den fur derartige Verschnitte vergleichbaren Werten
Bei der Herstellung der Kautschuk-Komponente nach dem erfindungsgemaßen Verfahren wird eine Produktionssteigerung von mindestens 20% in gleichen schon bestehenden Produktionsanlagen im Vergleich zum Stand der Technik (Endumsatz bei der Polymerisation 70-80%) erreicht

Claims (1)

  1. Erfindunqsanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Synthesekautschuk-Polyvinylchlond-Verschnitten, die durch Vermischen von Synthesekautschuklatices und Polyvinylchloridlatices entstehen und in der Latexform oder nach der Koagulation in fester Form weiterverarbeitet werden können, wobei der Kautschuklatex, beispielsweise Butadien-Acrylnitnl-Latex, durch radikalische Emulsionspolymerisation mit üblichen Emulgatoren, Initiatoren und Molekulargewichtsreglern, die gemeinsam mit Monomeren in bestimmten Anteilen auch wahrend der Polymerisation nachdosiert werden können, bei Temperaturen von 5°C bis 60°C, vorzugsweise 200C bis 500C, nach diskontinuierlichem und kontinuierlichem Verfahren hergestellt wird, und Synthesekautschuk/Polyvinylchlorid-Verschnittverhaltmsse von 30 Gewichtsteilen/70 Gewichtsteilen bis 70 Gewichtsteilen/ 30 Gewichtsteilen eingestellt werden, gekennzeichnet dadurch, daß der Kautschuklatex, beispielsweise ein Butadien-Acrylnitril-Latex, bis zu einem Monomerumsatz über 95% polymerisiert wird
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