173513. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinilklorid polimerizálására oltott mikroszuszpenzióban
3 173513 4 válik latexeknek mikroszuszpenzióban való polimerizálása bármilyen korlátozás, elővigyázatosság vagy nehézség nélkül. A kapott latexek polimer-koncentrációja jóval 45 súly% felett lesz, viszkozitásuk kicsi és reprodukálható részecskemérettel rendelkeznek. Ezen túlmenően az így előállított polimerek könnyen feldolgozhatók és különösen olyan műanyagpaszták készítésére alkalmazhatók, amelyek kevés lágyítót tartalmaznak, de mégis könnyen felhasználhatók. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a kiindulási monomert vagy monomereket mikroszuszpenzióban polimerizáljuk, mikroszuszpenzióban vagy emulzióban való polimerizációval előzőleg készített két vagy három, eltérő szemcseméretű oltóanyag jelenlétében, amelynek a részecskéi legalább egy szerves anyagban oldható iniciátort tartalmaznak. A polimerizálást két vagy három olyan vinilpolimer-részecskediszperzió formában levő oltóanyag jelenlétében végezzük, amelyben a részecskék méretei egymástól különböznek. Az első oltóanyag a 0,05-1 ,5 pm, a második és harmadik oltóanyag a 0,02—1,5 pm szemcseméret-frakcióba tartozik. Oltóanyagként polivinilkloridot vagy egy olyan kopolimert használunk, amely legalább 50 súly% vinilkloridot és legalább egy - a vinilkloriddal kopolimerizálható — monomert tartalmaz. A kopolimerizálható monomerek általában olyanok, amelyek általában használatosak hagyományos vinilklorid-kopolimerizáló eljárásoknál. Ilyen monomerek például mono- és polikarbonsavak vinilészterei, így a vinilacetát, -propionát és -benzoát, telítetlen mono- és polikarbonsavak, így akril-, metakril-, malein, fumár- és itakonsav, valamint ezek alifás, dkloalifás és aromás észterei, amidjai és nitriljei, továbbá vinil- és vinilidénhalogenidek, alkilviniléterek és olefinek lehetnek. Azokat a vinilpolimereket, amelyek az oltóanyagokat alkotják a fent megadott vinilkloridpolimerek, a fent említett kopolimerizálható monomerek homopolimerjei vagy az említett monomerekkel együtt alkotott kopolimerek képviselik. A különböző oltóanyagok polimerjei egy és ugyanazon műveletben egymással megegyezőek vagy egymástól különbözőek lehetnek. Vinilldoridpolimer éktől eltérő polimereknek, mint oltóanyagnak a használata lehetővé teszi azt, hogy növeljük a keletkező polimerek bizonyos mechanikai tulajdonságait vagy alkalmassá tegyük a kapott polimert megmunkálásra, így extrudálásra és kalanderezésre. A polimerizádóhoz szükséges első oltóanyagot hagyományos polimerizációs módszerekkel készítjük mikroszuszpenzióban. Ez a termék polimer-részecskék diszperziója formájában van jelen és részecskenagysága 0,05 pm-tól 1,5 pm-ig terjed, előnyösen 0,2 pm és 1 pm között van. Az első oltóanyag előállításánál egy módszer szerint úgy járunk el, hogy valamely vinil-monomert vagy vínil-monomerek elegy ét, szerves anyagban oldható iniciátort és valamely nemionos emulgeálószerrel társulni képes anionos emulgeálószert hasznáhinlc. A monomert vagy a monomereket finoman diszpergáljuk vízben valamely hatásos mechanikus eszköz, igy kolloidmalom, nagy sebességű szivattyú, vibrációs keverő vagy ultrahanggal működő készülék segítségével. A kapott mikroszuszpenziót azután a kialakuló nyomáson, gyenge keverés közben 30 C*-ról fokozatosan 65 C*-ra melegítjük. Abban az esetben, ha a nyomás lecsökken, a reakció megáll és az át nem alakult monomert vagy monomereket kigőzöléssel eltávolítjuk az elegyből. Szerves anyagban oldható és az oltóanyag előállításánál felhasználásra kerülő iniciátorok szerves peföxidok, így diacilperoxzh.R lehetnek. Ilyen peroxidokként a laurofl , dekanoíi- es a kaproüperoxidokat, a terder-butil-iieH;}/-:* cetátot, a dietil-hexilperkarbonátot és a dkct^dperoxidot említjük meg. A szerves anyagban oldható iniciátor megválasztása attól függ, hogy .milyen sebességei képes bomlani az a reakcióhőmérsékíeten, az iniciáiornak valójában elég reakcióképesnek keli lennie ahhoz, hogy szokásos nagyságrendben, általában a monomerre vagy monomer-elegyre számított 0,1—3 súly% mennyiségben, való használat esetén képessé tegye az oltóanyag 4-20 óra alatt történő előállítását. Az iniciátor bomlási sebessége azonban nem lehet túlságosan nagy, így az oltóanyag előállításakor elbomló iniciátor mennyisége nem lehet több a jiasznált iniciátormennyiség felénél. Az iniciátor megválasztásánál az szükséges, hogy azt a felezési idő alapján osztályozzuk, így az oltóanyag előállításánál elbomlott iniciátor részaránya 5 súly%-tól 50 súly%-ig terjedhet az összes felhasznált iniciátorra vonatkoztatva. Abban az esetben, ha különböző ilyen iniciátorokat alkalmazunk, előnyös különböző reakcióképességű iniciátorokat választani. Ilyenkor a legreakcióképesebb iniciátorok főként az oltóanyag előállításánál hatásosak, míg a kevésbé reakcióképes iniciátorok elsősorban a vinilklorid vagy vinilklorid és kopolimerizálható monomer elegyének az cltásos polimerizálása folyamán fejtik ki hatásukat. A másik oltóanyag vagy oltóanyagok polimerrészecske diszperziók formájában létezik vagy léteznek, amely tartalmaz vagy amelyek tartalmaznak iniciátort vagy nem. Ezek átlagos átmérője vagy átmérői, amelyek egymás és az oltóanyag átlagos átmérőjétől különböznek, 0,02 pm-től 1,5 prn-ig terjednek, előnyösen pedig 0,02 pm és 0,8 pm között vannak. Olyan esetekben például, ahol csupán két oltóanyag van, a második oltóanyag átlagos részecskeátmérője 0,05 pm-től 1 ,5 pm-ig előnyösen 0,05 pm-től 0,8pm-ig terjed. Olyan esetben pedig, ahol három oltóanyag van jelen, a második oltóanyag részecskéinek az átlagos átmérője 0,05-1 ß pm, előnyösen 0j05-0,8 pm, míg a harmadik oltóanyag részecskéinek az átlagos átmérője 0,02-03 pm, előnyösen 0,02—0,5 pm. Ezeket a részecske-diszperziókat mikroszuszpenzióban vagy. -emulzióban történő hagyományos polimerizációs módszerekkel készítjük. Az első oltóanyagtól eltérő oltóanyag vagy oltóanyagok előállítását, amennyiben a polimerizálást mikroszuszpenzióban vit eleiük ki, a fent leírt módon végezzük, de nagyobb méretű homogenizálásra van szükség akkor, ha az előállítandó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
