190777. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinil-klorid polimerizálására
1 2 190 TH A találmány tárgya eljárás vinil-klorid polimerizálására. A találmány szerint plasztiszolok előállítására alkalmas polimerizátumokat állítunk elő. Kis, általában 0,1-2 p szemcseméretü vinilklorid polimerek a polimerlágyítókkal stabil diszperziókat képeznek. Ezeket a diszperziókat általában plasztiszoloknak nevezzük. A plasztiszolok sokféle célra alkalmazhatók, így például fröccsöntésre, centrifugálöntésre, mártásra, bevonásra, valamint habosított termékek előállítására. Felhasználás után a plasztiszolt melegítik és a plasztiszol ennek következtében gélesedik. A plasztiszolok felhasználása szempontjából kritikusak a reológiai tulajdonságok, különösen a plasztiszol stabilitása és viszkozitása. Ezeket a tulajdonságokat főként a részecskék szemcsemérete és szemcseeloszlása határozza meg. így például a finom szemcséjű polimerek túl nagy viszkozitású plasztiszolt eredményeznek, míg túl nagy polimerszemcsék esetén a plasztiszol instabillá válik, a polimerszemcsék kiülepednek. A plasztiszolok feldolgozásánál alacsony plasztiszol-viszkozitást eredményező polimerek alkalmazása célszerű és így ennek megfelelő optimális méretű és részecskeeloszlású polimereket kell előállítani. Ismeretes, hogy viszonylag nagy szemcseméretű és szűk szemcseeloszlású polimerek alkalmazásával alacsony viszkozitású plasztiszolok állíthatók elő. Ugyancsak alacsony viszkozitású plasztiszolok állíthatók elő két különböző szemcseméretü frakciót tartalmazó polimerizátumokból. így tehát a plasztiszol megfelelő viszkozitását kialakíthatjuk a polimer morfológiájának és a polimerrészecskék méretének változtatásával és ebből eredően a polimer előállítási módjának megfelelő megválasztásával. A plasztiszolok készítésére megfelelő polimereket ismert módon, emulziós polimerizálással állítják elő. A monomert az emulgeátorral együtt vízben diszpergálják, 10-30 p cseppméretre. Ezek a cseppek monomertárolóként szerepelnek és a polimerizáció a vizes fázisban megy végbe, vízben oldódó szabadgyökös iniciátor jelenlétében. Ennek az eljárásnak a hátránya, hogy a keletkező polimer nagyon kicsi szemcseméretű és így nagyon nagy viszkozitású plasztiszol állítható elő belőle. Ennek elkerülésére két különböző polimerizációs folyamatból származó polimert alkalmaznak. A folyamatot úgy módosítják, hogy az emulziós polimerizációt oltó-latex jelenlétében folytatják le. A monomerek nagy része az oltó-részecskékre polimerizál és az újonnan keletkező részecskék kialakulását az emulgeátor mennyiségének szabályozásával és a monomer részletekben való adagolásával szorítják vissza. Ilyen eljárást ismertet például a 2 520 959. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. A plasztiszolok készítésére alkalmas polimereket úgy is előállítják, hogy finomdiszperz rendszert monomer-oldható iniciátor jelenlétében polimerizálnak. Ebben az eljárásban a monomerek keverékét, a vizet és az emulgeátort homogenizálják és olyan, 0,1-2 p méretű monomercseppeket hoznak létre, amelyek az iniciátort is tartalmazzák. Mivel a polimerizáció a cseppekben megy végbe, a polimer szemcsemérete szintén ezen a tartományon belüli lesz. A homogenizálás feltételeinek szabályozásával így a polimerrészecskék végső szemcseméretét is szabályozni tudják. Ilyen eljárást ismertet a 3 373 150. számú amerikai egyesült államokbeli 5 szabadalmi leírás. Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy az összes víz és monomer mennyiséget homogenizálni kell. A 3 373 150. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti eljárás hátránya az 0 1 527 312. számú nagy-britanniai szabadalmi leírás szerinti eljárással küszöbölhető ki. A brit szabadalmi leírás szerint a vízből, az emulgeátorból és egy olyan anyagból, amely oldja a vinil-kloridot és nagyon kis mértékben oldódik vízben, előemulziót 5 készítenek. Ehhez az előemulzióhoz adják azután a vinil-kloridot, amely a vizes fázison átdiffundál és a vízben kis oldhatóságú emulgeált anyag cseppjeiben adszorbeálódik. A cseppeket ezután duzzasztja ják. Mivel a duzzasztott cseppek nagy térfogatúak és a vizes fázis nem tartalmazza az emulgeátort, a polimerizáció annak ellenére, hogy vízoldható iniciátort alkalmaznak, a cseppekben megy végbe. Ezt az eljárást úgy lehet módosítani, hogy a nagyón kis vízoldhatóságú anyagot oltó-latexben b duzzasztják. Az eljárást úgy hajtják végre, hogy a latexet a monomer adagolása és a polimerizáció megindítása előtt valamilyen oldószer jelenlétében a nagyon kis vízoldhatóságú anyaggal kezelik. Ezt „0 az eljárást ismerteti a 142 082. számú norvég szabadalmi leírás. Az említett két eljárásban a kapott polimer szemcseméretét a vízből, az emulgeátorból és a kis vízoldhatóságú anyagból készített előemulzió előállí_ tási feltételeinek változtatásával szabályozzák. Az b emulziót előnyösen ugyanúgy mint a finomdiszperz rendszer polimerizálásánál, homogenizálással készítik. Elegendő az összes vízmennyiségnek csak egy részét homogenizálni és egyáltalán nem szükséges az eljárásban alkalmazott monomert homogenizálni. Ennek az eljárásnak az alkalmazása során vinilklorid polimerizáláskor azonban problémák lépnek fel a vízből és a monomerből készített emulzió stabilitásával kapcsolatban. A monomer beadago- 45 lása után az emulzió olyan mértékben instabillá válik, hogy amennyiben a nagyon kis vízoldhatóságú anyag cseppjeinek méretét a jó plasztiszol-tulajdonságok eléréséhez szükséges értékre állítjuk be, az emulzió a polimerizáció során koagulál. így tehát a cseppek méretét csökkenteni kell, aminek következtében olyan szemcseméretű polimert kapunk, amely túl nagy viszkozitású plasztiszolt eredményez. Találmányunk szerint a monomer által duzzasztott, nagyon kis vízoldhatóságú anyag stabilitását úgy növeljük meg, hogy a polimerizálás előtt vagy alatt az elegyhez stabilizáló latexet adunk. A stabilizáló latex alkalmazásával olyan cseppméretű előemulzió készíthető a nagyon kis vízold- 60 hatóságú anyagból, amely lehetővé teszi olyan polimer-szemcseméret kialakítását, amelynek révén jó reológiai tulajdonságokkal és a tárolás során fontos jelentőségű alacsony kezdeti viszkozitással rendelkező plasztiszolok állíthatók elő. 65 A találmány tárgya ennek megfelelően eljárás 2
