Способ получения поливинилхлор

 

О П И С А Н И Е 33905!

ИЗОБРЕ ТЕНИ Я

Союз Советскиз

Сопиалиатическик

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 27.111.1969 (№ 1321128/23-5)

Приоритет ЗО.III.1968, № P 1770094.6, ФРГ

М. Кл. С 08f 3/30

Комитет по лелем изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Опубликовано 15.Ч.1972. Бюллетень № 16

УДК 678,743.22(088.8) Дата опубликования описания 16.VI.1972

Автор изобретения

Иностранец

Гюнтер Мейер (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Динамит Нобель АГ» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИ

Известен способ получения поливипилхлорида путем суспензионной полимеризации винилхлорида в присутствии радикального инициатора, защитного коллоида и эмульгатора.

Однако этот способ не позволяет получать полимер однородного гранулометрического состава.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что процесс проводят в присутствии эмульсионного поливинилхлорида, введенного предпочтительно в виде латекса с частицами размером от 0,03 до 2 мк, предпочительно от

0,3 до 0,5 мк, причем введенный с поливинилхлоридом эмульгатор осаждают добавлением солей двух- или трехвалентных металлов. Количество вводимого поливинилхлорида составляет 1 — 20%, предпочтительно 3 — 8% от веса мономера. Указанное отличие позволяет получать полимер с однородным гранулометрическим составом и однородной формой частиц, имеющий равномерную и высокую пористость.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В автоклав с мешалкой, кроме воды, защитного коллоида и инициатора, вводят эмульсионный ПВХ в виде латекса. Введенный таким образом эмульгатор осаждают при помощи двух- или многовалентных катионов металлов.

После удаления воздуха из реакционного сосуда подают газообразный винилхлорид и проводят полимерпзацшо при желаемых температурах. Скорость перемешивания и тпп автоклава в основном не оказывают влияния на пористость структуры зерна и грануломет5 рический состав. Поглощение пластификатора частицами полученного полимера, измеряемое по методу жирового пятна, с диоктилфталатом в качестве вещества для испытания составляет от 30 до 50%, причем пластификатор

10 распределяется равномерно по всем частям.

Конец полимеризации определяют по падению давления в автоклаве. В этот момент выход составляет 90 до 95%.

Добавляемый эмульспонный поливинилхло15 рид применяют в виде латекса, содержащего от 20 до 60 вес. % твердого вещества, с частицами размером в пределах от 0,03 до 2 мк, и большинство частиц характеризуется узким гранулометрическим составом, или в виде

20 твердого продукта, полученного путем осторожной сушки, например сушки распылительHbII способом, из латекса, частицы которого имеют величину от 5 до 10 мк. Эти высушенные поливинилхлоридные порошки следует

25 использовать в количестве, в два-три раза большем по сравнению с количеством латекса, вычисленным из расчета на твердое вещество. Коэффициент Фикентчера применяемого эмульсионного ПВХ должен соответствовать

30 коэффициенту Фикентчера поливинилхлорида, 339051

65 получаемого путем полимеризации в суспензии.

В качестве инициаторов можно применить растворимые перекиси или азосоединения, например лауроил-, капроил-, бензоилперекись и другие кислотные перекиси, кетоперекиси, персульфаты и нитрил азодиизомасляной кислоты.

В качестве защитных коллоидов можно использовать метилцеллюлозу, желатину, водорастворимый крахмал, поливиниловые спирты, полиакриловую кислоту и др., а также высокодисперсные неорганические вещества, например тальк или каолин.

По предлагаемому способу можно также получить сополимеры винилхлорида.

В качестве способных к сополимеризации мономеров можно применять виниловые соединения, например винилацетат, винилденхлорид, простой виниловый эфир, акрилонитрил, сложный эфир акриловой или метакриловой кислоты в количествах до 10 вес, о/о от смеси мономеров.

В качестве солей двух- или трехвалентных металлов используют, например, хлориды и сульфаты, а также нитраты и ацетаты кальция, магния, алюминия, стронция, бария, олова или цинка. Температура полимеризации колеблется в обычных при полимеризации в суспензии пределах от 30 до 80 С, но может быть и более низкая температура, а ниже

0 С вЂ” при известных условиях с добавлением антифриза. Понижение температуры полимеризации приводит к повышению коэффициента Фикентчера полимеров. Получаемые продукты с коэффициентом Фикентчера 70 и более имеют высокую пористость (объем пор до

50О/о), поглощение ими пластификатора также значительно — 40 — 45 О/о, в то время как продукты с коэффициентом Фикентчера 60 поглощают до 35 /о пластификатора. Продукты с пониженным коэффициентом Фикентчера (примеры 1 — 3) особенно ценны в техническом отношении, так как они, несмотря на высокий насыпной вес, характеризуются значительнымм поглощением пл астификатор а.

На коэффициент Фикентчера можно влиять не только выбором соответствующей температуры полимеризации, но также применением регуляторов. Хлорированные углеводороды, как, например, хлороформ или дихлорэтилен, спирты, кетоны, простые эфиры и т. д., в количестве от 0,5 до 3 /о, из расчета на мономеры, понижают коэффициент Фикентчера приблизительно на 2 — 10 единиц.

В приведенных ниже примерах количества указаны в весовых частях или в весовых процентах, насыпной вес — в килограммах на 1л.

Пример 1. В автоклав емкостью 160 л подают 90 ч. обессоленной воды, 0,1 ч. метилцеллюлозы, 4,5 ч. эмульсионного латексного

ПВХ (коэффициент Фикентчера 60, доля твердого вещества 40О/О, средний размер частиц 0,4 мк), 0,1 ч. хлорида кальция и 0,09 ч. перекиси лауроила. После удаления воздуха

55 добавляют 45 ч. винилхлорида. Суспензию перемешивают (180 об/мин) и нагревают до

63 С. По истечении 7,5 час давление начинает падать. При остаточном давлении 3 кгс/с я разрежают и охлаждают автоклав, Получают

41 ч. ПВХ с частицами размером от 100 до

150 мк, который отлично поглощает пластификатор (32 по методу жирового пятна).

Определяемый коэффициент Фикентчера 60.

При переработке в пленки, получаемые экструзией с раздувом, практически не,наблюдается никаких сгустков. Можно изготовлять пленки толщиной 15 — 30 мк. При применении

0,2 ч. сульфата алюминия вместо хлор ида кальция достигают аналогичного результата, как и при использовании того же количества перекиси бензола вместо перекиси лауроила.

П р и мер 2. Повторяют пример 1, но вместо эмульсионного поливинилхлоридного латекса применяют 2,4 ч. полученного путем сушки распылительным способом поливинилхлоридного порошка, который, в свою очередь, получают из эмульсионного поливинилхлоридного латекса аналогично применяемому по примеру 1 латексу. Количество хлорида кальция удваивают до 0,2 ч. И в этом случае получают однородное зерно, поглощающее

30 /о пластификатора. Насыпной вес 0,45.

Продукт имеет отличную сыпучесть. Под микроскопом видно, что этот полимер имеет равномерную внутреннюю структуру и состоит из мелких частиц диаметром 1 — 3 л к.

П р и мер 3. 575 ч, воды, 30 ч. 1 /о-ного водного раствора метилцеллюлозы, 25 ч. эмульсионного поливинилхлоридного латекса (коэффициент Фикентчера 60, доля твердого вещества 41,5О/о, средний размер частиц 0,4 мк), 3 ч. перекиси лауроила и 0,375 ч. хлористого кальция подают в автоклав емкостью 1 мз с мешалкой. Затем удаляют воздух и вводят

250 ч. газообразного винилхлорида. Полимеризацию проводят при 66 С и 150 об/чин.

Через 7 час реакция окончена. Получаемый

ПВХ имеет при ситовом анализе 90 частиц размером от 100 до 120 мк, насыпной вес

0,435 и поглощение пластификатора 35 .

Пример 4, Повторяют пример 3 с указанными веществами и количествами, но применяют эмульсионный поливинилхлоридный латекс, коэффициент Фикентчера которого равен 70. Полимеризацию проводят при 53 С до падения давления. Получаемый продукт имеет коэффициент Фикентчера 70. При том же ситовом анализе, как в примере 3, объем пор продукта составляет 50 /о общего объема.

Если вместо метилцеллюлозы применяют то же количество поливинилового спирта (полученного путем омыления из поливинилацетата, степень омыления 80 — 90о ), то получают аналогичный результат.

Пример 5. Повторяют пример 3, но применяют эмульсионный поливинилхлоридный латекс, коэффициент Фикентчера которого составляет 60, а средняя величина частиц

0,25 и 0,5 мк. Температура полимеризации

339051

Предмет изобретения

Составитель С. Ерофеева

Техред Л. Богданова

Редактор Л. Ушакова

Корректор О. Тюрина

Заказ 1688/18 Изд. № 736 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий .при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д 475

Типография, пр. Сапунова, 2

65 С. Вместо хлорида кальция применяют

0,5 ч. хлорида MgC12.6НзО. Получаемые полимеры имеют указанные в примере 3 свойства и в том случае, если вместо перекиси лаурила в качестве инициатора применяют азодиизобутиронитрил в количестве от 0,1 до

0,3 /о из расчета на винилхлорид.

Способ получения поливинилхлорида путем суспензионной полимеризации винилхлорида в присутствии радикального инициатора и защитного коллоида, отличающийся тем, что, с целью получения полимера с однородным гранулометрическим составом, процесс проводят

5 в присутствии 1 — 20 /о, предпочтительно 3—

8 /о, от веса мономера эмульсионного поливинилхлорида, предпочтительно в виде латекса с частицами размером от 0,03 до 2 лк, предпочтительно от 0,3 до 0,5 мк, .и введен10 ный вместе с поливинилхлоридом эмульгатор осаждают путем добавления солей двух- или трехвалентных металлов,