DE2402314C3 - Verfahren zur Herstellung sinterfähiger, feinteiliger Polyvinylchlorid-Fonnmassen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung sinterfähiger, feinteiliger Polyvinylchlorid-FonnmassenInfo
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Description
Gegenstand des Hauptpatcnts 23 10 431 ist unter
anderem ein Verfahren zur Herstellung einer sinterfähigen feinteiligen Polyvinylchlorid - Formmasse
durch Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid in wäßriger Phase mittels öllöslicher Aktivatoren
in Gegenwart von Suspensionsstabilisatoren und Emulgatoren auf der Basis von Alkylarylsulfonsäure
mit 3 bis 16 C-Atomen in der Alkylkette oder Alkylsulfonsäuren
mit S bis 16 C-Atomen oder Gemischen der genannten Sulfonsäuren in einer Menge von 0,01
bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf monomeres Vinylchlorid, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Emulgatoren
die freien Alkylaryl- bzw. Alkylsulfonsäuren selbst eingesetzt werden und daß in Gegenwart eines
nicht-ionogenen Netzmittels polymerisiert wird.
Die dort benutzten Hilfsmittel - Emulgatorsäure, Suspensions-Stabilisatoren und nichtionogcne Netzmittel
- werden der Polymerisationsflotte vor Reginn der Polymerisation zugesetzt. Es ist auch möglich,
Teilmengen dieser Hilfsmittel (eines oder mehrere) bis zu max. 50% der jeweiligen Gesamtmenge ab Beginn
der laufenden Polymerisation kontinuierlich oder in Portionen nachzuschleusen.
In Abänderung des Verfahrens des Hauptpatents 23 10 431 wird nun vorgeschlagen, daß vor und gegebenenfalls
auch während der Polymerisation nur 30 bis 80% der eingesetzten Gesamtmenge an Emulgatorsäure,
gegebenfalls auch der eingesetzten Gesamtmenge an Suspensions-Stabilisator vnd/oder
nicht-ionogenem Netzmittel, zugegeben werden und die restlichen 70 bis 20% der Gesamtmenge an Emulgatorsäure,
gegebenenfalls auch an Suspensions-Stabilisator und/oder nicht-ionogenem Netzmittel, auf
das gebildete Polymerisat nach der Abtrennung aufgebracht werden.
Vorzugsweise werden 40 bis 60% der Gesamtgewichtsmenge an Emulgatorsäure, gegebenfalls auch
an Suspensions-Stabilisator und/oder nicht-ionogenem Netzmittel vor oder während der Polymerisation
zugegeben und die restlichen 60 bis 40% auf das Polymerisat nach der Abtrennung aufgeracht.
Die Abtrennung des gebildeten Polymerisats von der wäßrigen Flotte wird nach bekannten Methoden,
beispielsweise durch Zentrifugieren, durchgeführt.
Das Aufbringen der Emulgatorsäure sowie gegebenenfalls Suspensions-Stabilisatoren und/oder nichtionogencm
Netzmittel soll sd erfolgen, daß eine möglichst gleichmäßige Durchmischung und dadurch
möglichst vollständige Umhüllung der Polymerisatpartikel mit der die Emulgatorsäure enthaltenden
Phase erzielt wird, beispielsweise durch Aufsprühen. Dazu werden die vorgenannten Hilfsmittel, falls sie
fest sind, in Wasser oder in organischen Lösungsmitteln, beispielsweise niederen Alkoholen, niederen
Kohlenwasserstoffen, oder Aceton gelöst oder dispergiert.
Sind sie flüssig, so können sie als solche oder nach Verdiinnung mit Wasser oder den genannten organischen
Lösungsmitteln angewandt werden. Geeignet sind Lösung bzw. Dispersionen in Konzentrationen
von 1 bis 40Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 20Gew.-%
Die Besprühung des von der wäßrigen Flotte abgetrennten
Polymerisats erfolgt nach den üblichen Vcrsprühungsmcthoden für Lösungen bzw. Dispersionen.
Vorzugsweise wird das abzentrifugicrte Produkt am Ausgang der Zentrifuge besprüht. Das Besprühen
kann auch während des Transports durch eine Schneckenvorrichtung oder mit einer Fördervorrichtung,
die mit Luft oder einem andren Inertgas arbeitet, durchgeführt werden. Danach wird in üblicher Weise
getrocknet.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind die in dem Hauptpatenl 2310431 genannten Substanzen
geeignet.
Die Durchführung der Polymerisation erfolgt analog der in dem Hauptpatent beschriebenen Verfahrensweise.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine gewisse Schwierigkeit, die bei der Aufarbeitung des
Polymerisats nach der Hauptanme.'dung auftritt, beseitigt.
Beim Zentrifugieren des dort erhaltenen Produkts auf kontinuierlich arbeitenden Dekanticr-Zentrifugen,
wie sie üblicherweise bei der Aufarbeitung von Suspensions-Polyvinylchlorid eingesetzt werden,
stellt sich eine Restfeuchte des abgeschleuderten Polymerisats von 40 bis 50 Gew.-% oder höher ein. die
auch durch Herabsetzung der Durchsatzmenge nicht verkleinert werden kann. Durch die klebrige Konsistenz
des Produkts, bedingt durch die hohe Restfeuchte, können außerdem Störungen beim Transport
im Dekanter selbst, auf dem Wege zum Trockner selbst auftreten. Schließlich ist für die Entfernung einer
solchen erhöhten Restfeuchte im Trockner insbesondere ein erheblich höherer Energieaufwand notwendig.
Dagegen wird bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polymerisaten beim
kontinuierlichen Zentrifugieren eine Restfeuchte von 30 Gew.-% oder weniger erreicht, wie sie in etwa auch
bei üblichem Suspensions-Polyvinylchlorid erhalten wird. Durch die derart herabgesetzte Restfeuchte des
Polymerisats kann bei der anschließenden Trocknung eine erhebliche Energiemenge pro Gewichtseinheit
Trockefcprodukt eingespart und somit das Verfahren wesentlich wirtschaftlicher gestaltet werden. Bei gleichem
Energieaufwand kann mehr als die doppelte Menge Trockenprodukt erzeugt werden.
Von Vorteil ist ferner, daß das auf die vorgenannte Restfeuchte abzentrifugierte Polymerisat des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine lockere, krümelige Konsistenz aufweist und sich dadurch problemlos fördern
läßt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß aus einer größeren Polymerisationscharge,
die mit bestimmten innerhalb der Grenzen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegenden
Mengen an den genannten Hilfsmitteln hergestellt worden ist, Teilmengen dieser Charge durch Variation
der nachträglich aufgebrachten Anteile an diesen Hilfsmitteln in ihren Eigenschaften in gewünschter
Weise eingestellt werden können.
Die Grenzen der Eigenschaftswertc. die durch die hier beschriebene weitere Ausbildung des Verfahrens
des Hauptpatents erzielt werden, sind die gleichen, die dort bereits genannt und definiert wurden. Dies
gilt sowohl für die Eigenschaften des Polymerisats und
dessen Verarbeitbarkeit zu Separatorplattcn, als auch für die Eigenschaften der aus diesem Material hergestellten
Separatorplatten selbst.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten sinterfähigen und fcinteiligen Formmassen
aus Suspensions-Polyvinylchlorid eignen sich sehr gut für die Herstellung gesinterter poröser Kunststoff-Formteile
und brauchen für diesen Einsatzzweck nicht mit anderen Komponenten, beispielsweise Emulsions-Polymerisaten,
abgemischt zu werden. Solche porösen Formteile können beispielsweise verwendet werden zur Herstellung von Füllkörpcrn für Kühl- und
Ricseltürme, Filtern, Isoliermaterial, Luftbefeuchtern, als Trägermaterial für Ionenaustauscher etc.
Wegen ihrer vorzüglichen mechanischen, elektrischen und Sintercigenschaften werden die erfindungsgemii-Ik'ii
Formmassen bevorzugt als Separatorplatten für elektrische Zellen, vor allem für Akkumulatoren verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist daher weiterhin die in den Patentansprüchen 3 und 4 angegebene Verwendung
der Polymerisate.
Die folgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
Ein Gemisch bestehend aus
Gewichtsteilen
Gewichtsteilen
440,00 Vinylchlorid
870,00 entsalztem Wasser
2,2 Methylcellulose (Viskosität 440 cP,
2 gew.-%ige Lösung bei 20 0C) 0,66 n-DodecylbenzolsulfGnsäure
0,22 Polyoxyäthylensorbitanmonolaurat 0,088 Diisopropylperoxydicarbonat wurde in einem 1500-1-Kessel (VA-Stahl, Impellerrührer)
7 Stunden bei 59° C und 150 U/min polymerisiert. Der anfallende feinkörnige Polymerisatschlamm
wurde auf einem Dekanter abzentrifugiert. Das abzentrifugierte Produkt erhielt ca. 30% Wasser.
Auf das vom Dekanter abfallende Material wurden nun vor seinem Einlauf in einen Stromtrockner 0,44
Gew.-Teile n-Dodecylbenzolsulfonsäure aufgebracht. Das Aufbringen der Sulfonsäure erfolgte in Form einer
10%igen wäßrigen Lösung und zwar über eine Düse mit Hilfe einer Pumpe. Das behandelte Polymerisat
wurde anschließend in einem Stromtrockner mit Heißluft (Eingang 150° C, Ausgang 85° C) getrocknet.
Die Eigenschaften des trockenen Polyvinylchlorid rids und der daraus hergestellten Separatorplatten
sind in der Tabelle zusammengefaßt.
Wurde die Polymerisation unter Einsatz der gesamten Menge an Emulgator durchgeführt, wie in
Beispiel 1 des Hauptpatents beschrieben, so ergab -'"> sich nach der gleichen Abtrennungsweise ein Polymerisat
mit ca. 50% Wasser. (Bei einem Polymerisat mit 25 bis 30 Gew.-% Wasser liegt der Aufarbeitungsdurchsatz unter gleichen Bedingungen bei ca. 1800
bis ca. 1400 kg/h, während er bei einem Wassergehalt ίο von ca. 50% bei nur ca. 600 kg/h liegt).
Ein Gemisch bestehend aus
Gewichtsr> teilen
Gewichtsr> teilen
440,00 Vinylchlorid
870.00 entsalztem Wasser
870.00 entsalztem Wasser
2,2 Methylcellulose (Viskosität 400 cP,
2 gcw.-%ige Lösung bei 20 "C) •κι 0,66 n-Dodecylbenzolsulfonsäure
0,05 Polyoxyäthylensorbitanmonolaurat 0,088 Diisopropylperoxydicarbonat
wurde analog dem Beispiel 1 polymerisiert. Der angefallene feinkörnige Polymerisatschlamm wurde auf eii)
nem Dekanter abzentrifugiert. Das abzentrifugierte Produkt erhielt ca. 25% Wasser. Es wurden analog
dem Beispiel 1 0,44 Gew.-Teile n-Dodecylbenzolsulfonsäuru
und 0,05 Gew.-Teile Polyoxyäthylensorbitanmonolaurat aufgesprüht, wobei eine Abmischung
r>o der je 10%igen wäßrigen Lösung verwendet wurde.
Das behandelte Polymerisat wurde anschließend in einem Stromtrockner analog dem Beispiel 1 getrocknet.
Die Eigenschaften des trockenen Polyvinylchlo- * rids und die daraus hergestellten Separatorplatten sind
v-, in der Tabelle zusammengefaßt.
Kenndaten der erhaltenen Vinylchlorid-Suspcnsionspolymerisate und der daraus hergestellten Sepah"
ratorplatten (die Meßmethoden für die Meßergebnisse sind die gleichen wie beim Hauptpatent beschrieben).
Beispiel
Beispiel 2
K-Wert
Schüttgewicht (g/l)
Schüttgewicht (g/l)
65,3 460,0
66,0 470,0
Weichmacheraufnahme Dioctylphthalat (Gew.-%) mittlerer Korndurchmesser (μ)
Siebanalyse (%) <33μ
> 33 μ < 63 μ
> 63 μ < 125 μ
24 | 02314 f. |
9,0 | •10,0 | |
ο Reißdehnung (%) |
110,0 | 145,0 | ||
15,0 | 14,0 | Reißfestigkeit (kp/cm2) | 58,0 | 40,0 |
22,0 | 25,0 | Wasseraufnahme (Gew.-%) | 150,0 | 125,0 |
kapillare Steighöhe (mm) | ||||
89,0 | 75,0 | > elektrischer Widerstand | ||
10,0 | 23,0 | (bei einer Plattendicke von | 1,2 | 1,7 |
1,0 0 |
2,0 0 |
0,5 mm; mQ/dm2) | ||
Claims (4)
1. Abänderung des Verfahrens zur Herstellung einer sinterfähigen feinteiligen Polyvinylchlorid-Formmasse
durch Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid in wäßriger Phase mittels öllöslicher
Aktivatoren in Gegenwart von Suspensionsstabilisatoren und Emulgatoren auf der Basis von Alkylarylsulfonsäuren
mit 3 bis 16 C-Atomen in der Alkylkette oder Alkylsulfonsäuren mit 8 bis 16 C-Atomen oder Gemischen der genannten Sulfonsäuren
in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf monomeres Vinylchlorid, wobei
als Emulgatoren die freien Alkylaryl- bzw. Alkylsulfonsäuren eingesetzt werden und in Gegenwart
eines nicht-ionogenen Netzmittels polymerisiert wird, nach Patent 23 10 431, dadurch gekennzeichnet,
daß vor und gegebenenfalls auch während der Polymerisation nur 30 bis 80% der eingesetzten Gesamtmenge an Emulgatorsäure,
gegebenenfalls auch der eingesetzten Gesamtmenge an Suspensionsstabilisator und/
oder nicht-ionogencm Netzmittel, zugegeben werden und die restlichen 70 bis 20% der Gesamtmenge
an Emulgatorsäure, gegebenenfalls auch an Suspensionsstabilisator und/oder nicht-ionogcnem
Netzmittel, auf das gebildete Polymerisat nach der Abtrennung aufgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 40 bis 60% der eingesetzten
Gesamtmenge an Emulgatorsäure, gegebenenfalls auch der eingesetzten Gesamtmenge an Suspensionsstabilisator
und/oder nicht-ionogenem Netzmittel, vor und gegebenenfalls während der Polymerisation
zugegeben werden und die restlichen 60 bis 40% auf das gebildete Polymerisat nach
der Abtrennung aufgebracht werden.
3. Verwendung der nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Formmasse zur Herstellung gesinterter
poröser Kunststoff-Formtcilc.
4. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen zur Herstellung
von Separatorplatten für elektrische Zellen verwendet werden.
Priority Applications (19)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |