186592. lajstromszámú szabadalom • Eljárás metakrilált kopdimerek előállítására
1 2 A találmány tárgya eljárás alkilmetakrilát/alkllakrllát emulziós kopolimer diszperzió előállítására. Ismeretes, hogy a metakrilát kopolimerek egy része, főként azokat, melyek alkil-akrilát tartalmúak, széles körben alkalmazzák. Azok a kis móltömegfl metakrilát kopolimerek, melyekben az alkilakrilátok csak kis súlyszázalékban vannak jelen, igen jól hasznosíthatók vinil polimerek - elsősorban PVC - feldolgozásának javításánál/-Ezek a speciális kopolimerek általában 10-15 s% alkil-akrilátot (metil-, etil-, propil- és butü-akrilát), valamint 90 -85 s% metilmetakrilátot tartalmaznak. Alkalmazásukkal az 5%-nál kevesebb lágyítót tartalmazó, ill. teljesen lágyítómentes PVC feldolgozása előnyösen befolyásolható, mivel a mctil-metakrilát/akrilát kopolimerekkel a PVC kitűnően hengerelhető, fröccsönthető blendet képez. A hengerelt lemez simasága és húzószilárdsága az adalékolás hatására nagymértékben javul. A feldolgozás - zselizálás - ideje, valamint a feldolgozhatóság hőmérséklete általában csökken. A kopoliinereket emulziós polimerizációval állítják elő, majd porlasztják vagy koagulálás után szárítják. A kész polimer port mint adalékot közvetlenül alkalmazzák. Az eljárások egy része (3 814 740 sz. USA-beli szabadalmi leírás) a főként metil-metakrilátot tartalmazó adalék jó bedolgozhatóságát és feldolgozási hatékonyságát a móltömeg szabályozásával éti el. Vannak olyan eljárások (1 645 180 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás), amelyek az adalék hatására különleges polimerizációs eljárással segítik elő. Az úgynevezett core polimerizációs eljárás első lépcsőjében alkil-akrilátot divinil-benzollal, divinil-adipáttal, többfunkciós savak dialiilészterévei, di- és triakrilátokkal vagy metakrilátokkal térhálósítanak, majd erre a rugalmas magra metil metakrilátot polimerizálnak. Az így előállított polimer a PVC feldolgozhatóságán kívül a késztermék szilárdságát és rugalmasságát is javítja. A találmány célja az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölésével olyan egyszerű és gazdaságos emulziós polimerizációs eljárás biztosítása, mellyel olyan térhálósított metil-metakrilát kopolimer előállítása válik lehetővé, amely megkönnyíti és előnyösen befolyásolja az előállított termék mechanikai tulajdonságait. A találmány alapja az a felismerés, hogy olyan térhálósított metil-metakrilát/alkil-akrilát kopolimer állítható elő, mely egyesíti a core-k és a kopolimerek előnyeit, ha a térhálósítás a polimerizációval egyidőben zajlik le, és a térhálósításhoz kis mennyiségben díetilén-glikol-bisz/allil-karbonát monomert alkalmaznak - eltérően az eddig alkalmazott térhálósító monomerektől adalékként a kopolimernek különleges jó tulajdonságokat kölcsönöz. Ez a felismerés azért meglepő, mert a CR-39 fantázia néven ismert dletilén-glikol-bisz/allil-karbonát/ polimereket az ideig optikai célra alkalmas tárgyak előállítására alkalmazták, elsősorban törhetetlen, karcálló szemüveglencsék és optikai prizmák gyártásában. A térhálós CR-30 polimerek rugalmasak és kemények, de a vinil polimerekkel való összeférhetőségük, valamint a néhány tized százalék CR-39-cel térhálósított metakrilát kopolimerek újabb és váratlan tulajdonságai ez ideig ismeretlenek voltak. Fentiek alapián a találmány eljárás vizes polimer diszperzió előállítására, ahcj metil-metakrUát monomert kis móltömegű alkil-akriláttal és térhálósítóval vizes közegben perszulfát vagy peroxid iniciálással, anlonaktiv tenzid jelenlétében polimerizáljuk, majd a polimerizádó lezajlása után a diszperziót monomermentesítjük, és a vizes diszperzióból a polimert kinyerjük. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy térhálósítóként 0,2-2 s% mennyiségben dietilén-gükol-bisz(aiiil-karbonát)-ot használunk. A találmány értelmében célszerűen úgy járunk el, (rogy a polimerizációhoz szükséges vízből, metil-metakrilátból, alkil-akrilátból, CR-30 monomerből és anionaktív tenzidből alkalmas reaktorban keverés közben előemulziót készítünk, az előemulziót nitrogénnel öblítjük, és 58-65 °C-ra melegítjük. 58 -62 X elérése után az iniciátor vizes oldatát 15-20 perc alatt az előemulzióhoz adagoljuk úgy, hogy a rendszer belső hőmérséklete 50% konverzió eléréséig ne haladja meg a 70-72 °C-t. Ezt követően a polimert 25-30 perc alatt 88-90 °C-ra melegítjük, és 96-98%os Konverzióig ezen a hőfokon tartjuk. A reakció teljes ideje 3-3,5 óra. Ezután a reakcióterméket 60-62 °C-ra hűtjük, NH4OH-val semlegesítjük, majd 100 ml emulzióhoz 0,125 g morfolint adva további egy órán át ezen a hőfokon monomermentesítjük, majd hütjük, és nitrogénnel öblítjük. A polimer por kinyerésére N1RO rendszerű polasztó szárítót alkalmazunk, vagy a diszperziót Al2(S04)3 vizes oldatával koaguláltaljuk, szűrjük, mossuk és szárítjuk, Metakrilát monomerként metil-metakrilátot célszerű alkalmazni. Alkil-akrilát monomerként metil-, etil-, propll- és butil-akrilátot célszerű alkalmazni. Iniciátorként előnyösen perszulfátot vagy peroxldot alkalmazhatunk, pl. kálium-, nátrium- vagy ammónium-perszulfátot, ill. hidrogén-peroxidot vagy nátrium-peroxidot. Laboratóriumi reaktorként reflux hűtővel, keverővei, adagolóval és ellenőrző hőmérővel ellátott négynyakú üveglombik vagy saválló acél reaktor alkalmazható. Tenzidként anionaktív felületaktív anyagot, pl. nátrium-lauril-szulfátot, szulfo-borostyánkösav-dialkil-észter-nátríum- vagy ammódniumsót, etoxilált zsíralkohol szulfonát-sót, ezek keverékét Ul. jellegében hasonló vegyületeket célszerű alkalmazni. A hőmérséklet szabályozására kontakt-hőmérővel kapcsolt relé alkalmazható. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: a) Az eljárás termékéből nyert polimer por mint a kemény PVC feldolgozását elősegítő adalékanyag jeentősen leszállítja a zselizálás hőmérsékletét és ideát, ennek következtében a kemény PVC feldolgozása ce vese bb energiát és időt igényel. b) Az adalékanyag a PVC feldolgozás gazdaságosságán kívül a végtermék szilárdsági tulajdonságát is előnyösen befolyásolja, ennek következtében az eljárás szerinti polimerrel feldolgozott PVC nagyobb értékűvé válik, mint az adalék nélküli. c) Az adalék előállításához szükséges, és a polimer kb. 90%-át képviselő metil-metakrilát monomer hazai termék. ' A találmány szerinti eljárás foganatosítására a következő kiviteli példákat adjuk meg: 1. példa 1. literes, négynyakú, keverővei, visszafolyató hű-186.592 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 55 60 2
