Spôsob prípravy vodnej suspenzie pevného iniciátora, tvoriaceho voľné radikály, suspenzia takto pripravená, zariadenie na vykonávanie uvedeného spôsobu a spôsob polymerizácie etylenicky nenasýtených monomérov využívajúcich uvedenú suspenziu

Číslo patentu: 280656

Dátum: 16.12.1992

Autori: Lundin Claes, Simonsson Berit

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob prípravy vodnej suspenzie pevného iniciátora tvoriaceho voľné radikály zahŕňa zahriatie iniciátora na jeho teplotu topenia, jemné rozptýlenie iniciátora nachádzajúceho sa v tekutom stave, vo vode a rýchle ochladenie zmesi tak, že sa iniciátor nenachádza v tekutom stave dlhšie ako 5 minút. Suspenzia má veľmi malé častice a úzku distribúciu veľkosti častíc, pričom aspoň 50 % hmotnosti častíc je menších ako 5 mikrometrov a aspoň 90 % hmotnosti častíc iniciátora je menších ako 10 mikrometrov . Ďalej je opísané zariadenie na realizáciu uvedeného spôsobu a spôsobu polymerizácie etylenicky nenasýtených monomérov využívajúcich uvedenú suspenziu.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka vodnej suspenzie pevného iniciátora,tvoriaceho voľné radikály, spôsobu prípravy tejto suspenzie, zariadenia určeného na prípravu tejto suspenzie a použitie tejto suspenzie pri polymerizácii.Polymerizaeia etylénovo nenasýtených monomérov,akým je napríklad vynilchlorid, je často realizovaná vo vodnej suspenzii a je iniciovaná tepelným rozkladom rozpustných monomémych zlúčenín, poskytujúcich voľné radikály, napríklad tepelným rozkladom organických peroxidov a azozlúčcnín. Často je výhodné zavádzať do polymerizačnej zmesi iniciátor vo fonne vodnej suspenzie, obsahujúci malé častice pevného iniciátora.Suspenzie peroxidu na prípravu PVC sú opísané napríklad v PVC- Herstellung unter Anwendung von Peroxid Suspensionen, W. F Verhelst a kol. Kunstoffe 70Peroxidové suspenzie, ich príprava a zloženie sú opísané tiež v niekoľkých patentoch.Ako príklady patentov, ktoré sa týkajú tejto problematiky, môžu byt uvedené nasledujúce patenty.Patent GB 2 068 009 opisuje vodnú suspenziu pevného inieiátora, poskytujúceho voľné radikály, pričom táto suspenzia obsahuje rozlišujúce neiónogénne emulgátory, Patent EP 106 627 opisuje spôsob prípravy vodnej suspenzie pevného organického peroxidu, pričom tento spôsob obsahuje miešanie peroxidu, ochranného koloidu,povrchovo aktívneho čínídla a vody pri teplote vyššej ako, je teplota topenia peroxidu.Hlavnými požiadavkami, ktoré sú na tieto suspenzie íniciátora kladené, sú ich ľahká manipulovateľnosť a dostatočná skladovateľnosť. Ďalej by tieto suspenzie nemali mať negatívny vplyv na polymerizačné procesy alebo na produkované polyméry. Taktiež je dôležité, aby samotný spôsob prípravy suspenzie nemal škodlivý vplyv na obsah aktívneho iniciátora.Teraz sa zistilo, že je možné získať suspenziu obsahujúcu menšie častice iniciátora a užšiu distribúciu veľkostí týchto častíc, ako bolo možné získať predtým, pričom v uvedenej iniciátorovej suspenzii zostava zachovaný vysoký obsah aktívneho iniciátora.Iniciátorové suspenzie podľa vynálezu majú vynikajúcu stabilitu a malé častice iniciátora a úzka distribúcia veľkostí týchto častíc iniciátora v suspenzii umožňuje rýchle a rovnomemé rozdelenie tohto iniciátora do jednotlivých kvapôčok monoméru pri polymerizácii. Výsledkom je, že živicové častice pripraveného polyméru majú skoro rovnakú veľkosť a majú veľmi malý počet takzvaných rybich ôk.Vynález sa týka zlepšeného spôsobu prípravy vodnej suspenzie pevného iniciátora, tvoriaceho voľné radikály,podstata ktorého spočíva v tom, že obsahuje/a/ ohrievanie uvedeného iniciátora na teplotu jeho topenia,/b/ jemné rozptýlenie iniciátora nachádzajúceho sa v roztopenom stave vo vode, výhodne v prítomnosti jedné ho alebo viacerých emulgátorov a jedného alebo niekoľkých ochranných koloidov,/c/ rýchle ochladenie zmesi, ktoré je urobené tak, že iniciátor je v roztopenom stave čas kratší ako asi 5 minút,výhodne kratší ako asi 3 minúty. Zvlášť výhodné je, ak sa nachádza iniciátor v tekutom stave počas kratšieho času ako asi jedna minúta a najvýhodnejšie je, ak sa nachádza iniciátor v tomto stave menej ako asi 30 sekúnd. Výhodně je tiež ochladiť iniciátor na teplotu asi o 20 °C nižšiu, ako je jeho teplota topenia a ešte výhodnejšie je ochladiť ho na teplotu o 30 °C nižšiu, ako je jeho teplota topenia.Krátke zotrvanie iniciátora v tekutom stave má za následok, že získané drobné kvapôčky sa jemne rozptýlia za tvorby suspenzie a nemajú čas sa spojiť pred ich prevedením do pevného stavu spôsobeného ochladením. Ochladenie je vhodné obyčajne realizovať tak rýchlo, že prechod kvapôčok z tekutého stavu do pevného stavu trvá asi dve minúty, výhodne asi l minútu potom, ako boli jemne rozptýlené vo vode. Ochladenie je výhodné tiež realizovať takým spôsobom, aby prechod častíc do pevného stavu trval nanajvýš asi 30 sekúnd, v najvýhodnejšom prípade ale maximálne asi 20 sekúnd. No tieto časové periódy sú veľmi približne a závisia okrem iného aj od účinnosti emulgátorov v systéme. Iniciátor musí byť v tekutom stave v pripade, že má byť rozptýlený vo vode,ale na druhej strane je výhodné, ak sa nachádza v tomto stave čo najkratšie. Najkratšia časová perióda, počas ktorej sa iniciátor nachádza v tekutom stave závisí od účinnosti zariadenia, ktoré je na prípravu iniciátorovej suspenzie použité.Dôsledkom krátkej časovej periódy, ked sa iniciátor nachádza v tekutom stave, sa len bezvýznamné množstvo aktívneho iniciátora stratí tepelným rozkladom. Čas, ked sa teplota pohybuje na teplote topenia alebo nad ňou, je vhodne regulovaný tak, že sa počas pôsobenia tejto teploty rozloží menej ako 2 , výhodne menej ako 1 , výhodnejšie menej ako 0,5 a najvýhodnejšie menej ako 0,2 aktívneho iniciátora Je známe, že rozklad iniciátorov tvoriacich voľné radikály, hlavne peroxidov, je z kinetického hľadiska všeobecne považovaný za reakciu prvého radu, čo znamená, že približne zodpovedá všeobecnej rovniciK-t ln /P,/P/ (l), kde k znamená rýchlostnú konštantu uvedenej reakcie, t znamená čas, P, znamená množstvo iniciátora v čase t aP., znamená počiatočné množstvo iniciátora, Čas t, v ktorom zostáva určitá časť x iniciátora pri určitej teplote, môže byť potom daný vzťahomtthlnx/ln 2 (H), kde th znamená polčas rozkladu iniciátora pri zodpovedajúcej teplote. S prihliadnutím na stabilitu iniciátora by čas pri teplotách rovnajúcich sa teplote topenia iniciátora alebo vyšších nemal prekročiť čas t, ktorý možno vypočítať z uvedeného všeobecného vzťahu (II), ak sa za x dosadí do uvedeného vzťahu hodnota asi 0,98, výhodne potom hodnota asi 0,99. Výhodnejšie je potom , ak uvedený čas neprekročí čas t, ktorý možno vypočítať z uvedeného vzťahu po dosadení hodnoty 0,995 za x a V najvýhodnejšom prípade po dosadení hodnoty asi 0,998. To teda znamená, že v prípade, ked sa má rozložiť menej ako asi l iniciátora, majúceho polčas rozkladu pri tep SK 280656 B 6lote topenia asi 30 minút, to znamená prípade, ked sa x rovná asi 0,99 a th sa rovná asi 30 minút, by čas pri teplote topenia nemal prekročiť asi 30 sekúnd. V pripade, že iniciátor má polčas rozkladu asi 4 hodiny, je postačujúee so zreteľom na stabilitu, keď uvedený čas neprekročí asi 3,5 minúty.Najskôr je vhodné zmiešať pevný iniciátor s vodou pri vzniku hrubej suspenzie a túto zmes potom ohrievať na teplotu topenia uvedeného iniciátora. Emulgátory a ochranné koloidy je vhodné pridať do uvedenej suspenzie ešte pred zahrievaním.Tento postup napríklad znamená, že teplo, ktoré sa uvoľňuje pri rozklade iniciátora je rozdelené do celej zmesí, čo vedie k tomu, že nekontrolovateľný vzrast teploty a rýchly rozklad pôsobia proti sebe, jemné rozptýlenie iniciátora je vhodne realizované pomocou homogenizácie hrubej suspenzie v zahríatom stave. Na uvedenú homogenizáciu možno použiť metódu pretekanía disperzíe úzkymi prieehodmi alebo ultrazvuk Výhodný spôsob homogenízácíe zahriatej hrubej suspenzie obsahuje prúdeníe cez jeden alebo niekoľko otvorov, pričom sa tlakový spád vhodne pohybuje asi od 3 000 asi do 150 000 kPa, výhodne asi od 10 000 asi po 30 000 kPa. Vhodné otvorové homogenizátory sú komerčne dostupné, ako napríklad homogenizátor typu APV Gaulin. Na získanie požadovanej rýchlosti a regulácie teploty pri ohrievaní a chladení je výhodné realizovať tieto operácie prostredníctvom tepelnej výmeny s použitím teplého,resp. studeného média, akým môže byť voda, napriklad v doskovom výmenniku tepla.Výhodnejší spôsob prípravy vodnej suspenzie podľa vynálezu obsahuje/a/ zmiešanie íniciátora, emulgátora, ochranného koloidu a vody na vytvorenie hrubej suspenzie,/b/ ohriatie uvedenej hrubej suspenzie na teplotu topenia uvedeného iníciátora danej suspenzie,/c/ homogenizáciu zahriatej zmesi na zhotovenie emulzíe, výhodne realizovanú na otovorovom homogenizátore,/d/ rýchle ochladenie emulzie na zhotovenie suspenzie pevného iniciátora.Suspenzie podľa vynálezu môžu byť pripravené z pevných, voľné radikály tvoriacich iniciátorov, napríklad z peroxidov, výhodne z organických peroxidov, akými sú napríklad dialkyl alebo diaralkylperoxidy, aromatické alebo alifatické diaeylperoxidy, perestery, perketaly, ketónperoxidy alebo peroxidykarbonáty, ktoré majú výhodne teplom topenia asi nad 25 °C, výhodnejšie asi nad 30 °C a najvýhodnejšie majú teplotu topenia vyššiu ako asi 40 °C. Preferuje sa, ak polčas rozkladu inicíàtora pri teplote topeníaje vyšší ako asi 30 minút a výhodnejšie je,akje vyšší ako asi 60 minút. Tiež je výhodné, ak je iniciátor v podstate stabilný pri 0 °C, ale v prípade, že túto podmienku nespĺňa, možno použiť pri suspenzíi aditíva,ktoré znižujú teplotu tuhnutia. Vhodnú skupinu peroxidov tvoria hlavne dialkylperoxidikarbonáty, napríklad dimystril-, dicetyl-, dístearyl-, dicyklohexyl-, di-9-terebutylcyklohexyl- a didecylperoxydikarbonát. K ďalším vhodným peroxidom možno zaradiť dilauroyl-,bis/o-metylbenzoyl/didekanoyl-, l, ľ-di-hydroxydieyklohexyl a dikumylperoxid, 2,5-dihydroxyperoxy-LS-dímetylhexàn a di-t-butylperoxyizoftalát. Ďalšiu výhodnú skupinu peroxidov tvoria dialkylestery monoperoxyoxalove kyseliny, pričom sa ako výhodné ukazujú tie, ktorých alkylová skupina v peresterovej časti molekuly je zoskupená terciálnou alkylovou skupinou majúcou 4 až 8 atómov uhlíka, pokiaľ druhá alkylová skupina je pri máma, normálna alkylová skupina, majúca 18 až 28 atómov uhlíka, výhodne 18 až 24 atómov uhlíka. Tieto peroxidy sú podrobnejšie opísané v patente EP 27 l 462 a ako príklady týchto dialkylesterov možno uviesť nasledujúce oktadecyl/t-butylperoxy/oxalát, oktadecyl/t-pentylperoxy/oxalát, oktadecyl/t-hexylperoxy/oxalát, oktadecyl/t-heptylperoxy/oxalát, oktadecyl/t-oktylperoxy/oxalát, oktadecyl/2,4,4-trimetyl-Z-pentylperoxy/oxalát,oktadecyl/lmetyl--cyklohexylperoxy/oxalát a zodpovedajúce zlúčeniny, ktorých alkylová skupina v esterovej časti molekuly je zastúpená eikosylom, dokosylom resp,tetrakosylom. Takými vhodnými dialkylestermi sú hlavne oktadecyl-h-butylperoxy/oxalát, eikosyl/t-butylperoxy/oxalát, eikosyl/t-pentylperoxy/oxalàt, dokosyl/t-burylperoxy/oxalát, dokosyl/t-pentylperoxy/oxalát, dokosyl/t-hexylperoxy/oxalát, dokosyl/t-heptylperoxy/oxalát,dokosyl/t-oktylperoxy/oxalát, dokosyl/2,4,4-trimetyl-2-pentylperoxy/oxalát a dokosyl/l-mety 1-l-cyklohexy 1 peroxy/oxalát. V uvedených iniciátoroch je preferované použitie diacylperoxidov, dialkylperoxydikarbonátov a dialkylesterov monoperoxyoxalovej kyseliny. Zvlášť výhodné je, ak sa skladá iniciator v podstate z jednej alebo niekoľkých nasledujúcich zlúčenín dilaurylperoxidu, dieetylperoxydikarbonátu, dimyristylperoxydikarbonátu,di-/4-t-butylcyklohexyl/peroxydikarbonátu a dokosyl/t-butylperoxy/oxalátu. Uvedený iniciátor je výhodne pridávaný v takom množstve, aby konečná suspenzia obsahovala asi 0,3 až asi 4 hmotnosti aktívneho kyslíka,výhodne sa jeho obsah pohybuje asi od 0,5 asi do 3 hmotnosti. Vo väčšine prípadov to znamená, že suspenzia obsahuje asi od l 0 do asi 60 hmotnosti iniciàtora,výhodne asi od 20 do asi 45 hmotnosti uvedeného iniciátora.Množstvo pridaného emulgátora sa pohybuje asi od 0,1 asi do 20 hmotnosti (na celkovú hmotnosť suspenzie), výhodnejšie sa potom toto množstvo pohybuje asi od 0,2 do asi 10 hmotnosti. Týmito výhodne používanými neiónogennýmí povrchovo aktivnymi činidlami sú napríklad etoxylátové mastné alkoholy, mastné kyseliny,alkylfenoly alebo amidy mastných kyselín alebo etoxylátové alebo neetoxylátové glycerolestery alebo sorbitanestery mastných kyselín. Môžu sa taktiež použiť aniontové povrchovo aktívne činidlá, akými sú napriklad alkyl- alebo alkylarylsulfáty, -sulfonáty, -étersulfáty, -fosfáty alebo éterfosfáty alebo mono- alebo diestery sulfosukcinátov. Tiež možno použiť katíónové alebo amfoterné povrchovo aktívne čínidlá. Uvedené emulgátory sa môžu použiť buď jednotlivo alebo v zmesiach, ale aniontové alebo kationtové činidlá sa nemôžu miešať, K ochranným koloidom, ktore možno použiť, možno zaradit polyvinylalkohol, polyvinylpyrolidon, polyakrylovú kyselinu, kopolyméry akrylovej kyseliny a akrylamidu alebo akrylových estery, vo vode rozpustné deriváty celulózy, akými sú hydroxyetyl- a hydroxypropyb,metylhydroxypropyl- a etylhydroxyetylcelulóza, metyl- a karboxymetylcelulóza, želatína, škrob a iné. Množstvo uvedeného ochranného koloidu je zvolené s prihliadnutím na emulgátory a iniciátor tak, aby sa dosiahla vhodná viskozita, hodnota ktorej sa výhodne pohybuje asi od 0,02 asi do 0,6 Pas podľa Brookfielda, pri 20 °C a 100 min. Všeobecne sa toto množstvo pohybuje asi od 0,05 do 10 hmotnosti, výhodne asi od 0,2 asi do 5 hmotnosti ochranného koloidu (pričom celá suspenzia tvorí 100 hmotnosti).Vynález sa taktiež týka vodnej suspenzie iniciatora tvoriaceho voľné radikály, pričom táto suspenzia môže byt pripravena opisaným spôsobom podľa vynálezu.Zistilo sa, že je možno získať suspenziu, v ktorej je asi 50 hmotnosti častíc uvedeného iniciátora menších asi 5 m a v ktorej je súčasne asi 90 častíc iniciátora menších ako asi 10 m a v podstate všetky častice iniciátora sú menšie asi ako 20 um, no menšie asi ako 10 m. Aspoň 50 hmotnosti uvedených častíc iniciátora je výhodne menších ako 3 m a výhodnejšie asi ako 2 m,pokiaľ súčasne je 90 hmotnosti týchto častíc iniciátora menších ako 5 m, výhodnejšie ako 4 m. Veľkosti častíc boli výhodne stanovené meraním realizovaným pomocou lasera založenom na rozptyle svetla.Výhodné je, ak priememé nmožstvo aktívneho iniciátora v každej častici prekračuje asi 90 hmotnosti, čo možno dosialmuť, ak sa pripraví suspenzia postupom podľa vynálezu a ak obsahuje táto suspenzia asi 0,3 až asi 4 hmotnosti aktívneho kyslíka. Uvedená suspenzia je veľmi stabilná a v prípade, že uvedený peroxid má dostatočnú stabilitu, možno uvedenú suspenziu bez problemov skladovať počas jedného alebo niekoľkých mesiacov pri teplote prostredia (asi 20 °C), a to tak, že nedochádza k separácií jednotlivých zložiek alebo k niektorým ďalším podstatným fyzikálnym zmenám. Je výhodné, ak uvedená suspenzia obsahuje tiež emulgátor a ochranný koloid.Vynález sa taktiež týka zariadenia na prípravu uvedenej vodnej suspenzie podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje prvý výmenník tepla na ohrievanie uvedeného iniciátora, otvorový homogenizátor na jemné rozptýlenie takto zahriateho iniciátora do vody a druhý tepelný výmenník na ochladenie jemne rozptýlenej zmesi. Zariadenie výhodne obsahuje tiež prostriedky na zmiešanie pevného iniciátora s vodou, emulgátorom a ochranným koloidom.Prehľad obrázkov na výkresochJednotlivé realizácie zariadenia podľa vynálezu sú zobrazené na pripojenom výkrese, na ktorom- obr. l a obr. 2 schematicky znázorňujú dve rozdielne zariadenia, určené na realizovanie spôsobu podľa vynálezu a- obr. 3 schematicky znázorňuje pohľad zboku na detail použitého otvorového homogenizátoraObr. l zobrazuje zariadenie, ktoré obsahuje zmiešavaciu nádrž l, čerpadlo 2, prvý výmenník tepla 3 spojený s teplým médiom, napríklad s horúcou vodou, otvorový homogenizátor 4, ktorý je výhodne vyhrievaný, druhý výmenník tepla 5 spojený so studeným médiom, napríklad so studenou vodou a výtokový otvor 8 na získaný produkt, pričom uvedené prvky zariadenia sú spojené do série.Pri výmenníkoch tepla 3 a 5 ide výhodne o doskové výmenníky tepla, pri ktorých možno dosiahnuť veľmi rýchle zahriatie a ochladenie. Uvedený homogenizátor výhodne obsahuje Vysokotlakové čerpadlo, napríklad píestově čerpadlo a otvor, ktorý má výhodne v podstate kruhový tvar s regulovateľnou šírkou. Pri príprave suspenzie podľa vynálezu sú voda, iniciátor, emulgátor a ochranný koloid miešané za vzniku hrubej suspenzie v zmiešavacej nádrži l, a to kontinuálne alebo diskontinuálne. V prvom výmennlku tepla 3 je uvedená hrubá suspenzia zahrievaná, napríklad pomocou horúcej vody tak,že sa uvedený iniciátor prevedie do tekutého stavu. Uvedená zmesje potom prevedená do otvorového homogenizátora 4, ktorý opúšťa vo forme emulzie. Tá je potom rýchlo ochladená v druhom výmenníku tepla 5, napríkladpomocou studenej vody tak aby sa získala suspenzia pevných častíc iniciátora. V tomto zariadení možno regulovať prietok a chladenie takým spôsobom, aby sa uvedený iniciátor nachádzal v tekutom stave počas vhodného času, akým je časový interval asi od 5 alebo 10 sekúnd, asi do 30 alebo 60 sekúnd.Obr. 2 znázorňuje modifikované zariadenie podľa vynálezu, v ktorom vedie výtokový otvor z otvorového homogenizátora 4 do obehového systému 6, v ktorom je umiestnený druhý výmenník tepla 5 spojený so studeným médiom a čerpadlo 7. Za druhým výmenníkom tepla 5 sa v cirkulačnom systéme nachádza výtokový otvor 8 určený na získaný produkt. Ostamé časti zariadenia zodpovedajú častiam zariadenia podľa obr. 1 Príprava suspenzie podľa vynálezu sa robí rovnakým spôsobom, ako bol opísaný v spojitosti s obr. l, pričom výnimku predstavuje tá skutočnosť, že emulzia vytekajúca z uvedeného otvorového homogenizátora 4 sa zmieša s cirkulujúcou studenou suspenziou z obehového systému 6, a to ešte pred jej vstupom do uvedeného druhého výmenníka tepla 5,čim sa dosiahne veľmi účinné chladenie danej suspenzie. Uvedeným cirkulačným systémom 6 môže pretekať asi S 0 až asi 90 z celkového prúdu, pokiaľ zvyšok sa odvádza ako produkt výtokovým otvorom 8.Obr. 3 schematicky znázorňuje bočný pohľad na časť otvorového homogenizátora 4. Hrubá suspenzia je hnaná vysokotlakovým čerpadlem (nie je zobrazené) cez rúrku 20 do opory majúcej prstencový tvar, ktorá spoločne s hlavou 22 tvorí kruhový otvor 24, ktorého šírku možno regulovať axiálnym posuvom uvedenej hlavy 22. Uvedený otvor 24 vedie do kruhového priestoru 23, ktorý vedie do výtokového otvoru 25. Uvedený otvorový homogenizátor 9 môže byť tiež vybavený prostriedkami, určenými na jeho vyhrievanie, napríklad elektrickými vykurovacími špirálami tak, aby mohla byť udržiavaná počas celej trasy až k výtokovému otvoru 25 rovnaká teplota. V prípade, že sa použije uvedený otvorový homogenizátor 4,je vháňaná ohriata hrubá suspenzia vysokotlakovým čerpadlom cez nirku 20 do otvorov 24. Vzrast rýchlosti a turbulencie v podstate spôsobí, že v priestore 23 možno získať v podstate homogénnu emulziu, ktorá odteká uvedeným výtokovým otvorom 25. Axiálna poloha uvedenej hlavy 22 je regulovaná tak, aby sa dosiahol požadovaný tlakový spád (cez otvor 24), ktorý sa môže pohybovať napríklad od 3 000 do 150 000 kPa.Vynález sa môže využiť pri polymerizácii etylénicky nenasýtených monomérov vo vodnom systéme, pričom pevný monomémy, rozpustný iniciátor tvoriaci voľné radikályje zavedený do systému vo forme suspenzie podľa vynálezu. Príkladom monomérov, ktoré môžu byť polymerizované, sú vinyl-aromatické zlúčeniny, napríklad styrén a substituované styrény, akým je napríklad p-chlorostyrén, estery alifatických-metylénkarboxylových kyselín, výhodne nižšie alkylestery, akým je napríklad metylakrylát, etylakrylát, metylmetakrylát alebo etylmetaloylát, nitryl akrylovć kyseliny, vinylestery, ako napríklad acetât, vinylhalogenidy, vinylétery, ako napriklad vinylmetylćter, vinylidenchlorid a nižšie alkény, akým je napríklad butadién. Vynález sa hlavne používa pri polymerizácii vinylchloridu alebo vinylchloridu asi až s 20 hmotnosťou kopolymerizovateĺných monomérov (vzťahujúce sa na vinylchlorid). Uvedenými monomérmi, ktoré sú schopné kopolymćrovať s vinylchloridom, sú napríklad alkény, vinylacetát, vinylidenchlorid, akrylová alebo metakrylová kyselina, akryláty alebo metalcryláty,akrylonitril alebo metakrylonitril, vinylestery a ďalšie,pričom uvedená polymerizácii sa realizuje známym sus SK 280656 B 6penzným alebo mikrosuspenzným polymerizačným spôsobom. Množstvo uvedenej pridávanej suspenzie sa obyčztjne pohybuje asi od 0,01 asi do 2 hmotnosti aktívneho inicíátora (vzťahujúce sa na monoméry).Vďaka skutočnosti, že častice uvedeného iniciátora V suspenzií podľa vynálezu sú malé a distribúcia veľkostí týchto častíc je úzka, pri polymerizácii sa dosiahnu významné výhody. Veľkosť častíc a ich úzka distribúcia umožňuje rýchle a rovnomemé rozmiestnenie iniciátora do všetkých kvapôčok monoméru, čím tieto monoméry získajú rovnakú koncentráciu iniciátora, výsledkom čoho sú rovnako veľké častice živice a veľmi nízky počet takzvaných rybích ôk v živicí a zároveň je uvedený iniciátor využitý omnoho účinnejším spôsobom. Zavedenie iniciátora ako poslednej zložky do reakčnej zmesi tiež umožní rýchle a rovnomemé rozdelenie, pričom uvedená reakčná zmes je pred pridaním iniciátora predhrievaná na polymerizačnú teplotu, čo umožňuje omnoho efektívnejšie využitie polymerizačného reaktora. Uvedená predhriata polymerizačná nnes môže byť pripravená odstránením všetkého kyslíka z tejto zmesi a zahriatím jednej alebo viacerých zložiek pred tým, ako sú zavedené do uvedeného reaktora.V nasledujúcej časti opisu bude vynález bližšie vysvetlený pomocou konkrétnych príkladov jeho realizácie,ktoré majú len ilustračný charakter a vôbec neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený formuláciou patentových nárokov. Všetky procentrícké obsahy uvedené v týchto príkladoch sú hmomostnými procentrickými obsahmi.V testovacom zariadeni, ktore zodpovedá zariadeniu znázomenćmu na obr. l, bolo pripravených dvanásť suspenzií. Ako výmenníky tepla sa použili doskové výmenníky. Ďalej sa použil otvorový homogenizátor 4 s obchodným označením APV Gaulin, model LABl 00-5-TBS. V zmiešavacej nádrži l boli pri teplote 20 °C zmiešané 4 litre hrubej suspenzie dicetylperoxydikarbonátu (teplota topenia 52 °C), emulgátora, ochranného koloidu a vody a čerpané cez prvý výmenník tepla 3, ktorý bol ohrievaný horúcou vodou (80 až 90 °C) na teplotu asi 50 až 55 °C. Horúca zmes bola potom čerpaná cez otvorový homogenizátor 4, kde sa udržiavala teplota asi 52 °C, pričom tlakový spád v otvore homogenizátora bol asi 18 000 kPa. Emulzia, ktorá bola takto vytvorená, bola chladené v druhom výmenníku tepla 5 studenou vodou,ktorá mala teplotu asi 2 až 4 °C, na teplotu 8 až 10 °C. Prietok uvedenej suspenzie zariadením robil asi 1,7 l/min. a priememý čas, ktorý strávila uvedená suspenzia medzi oboma výmenníkmi tepla 3 a 5, sa rovnal asi l 0 sekundám. Veľkosť častíc uvedenej suspenzie bola stanovená pomocou gtanulometra Cilas 850. Viskozita pripravených suspenzií bola meranà viskozimetrom typu Brooldield RTV pri 100 min. Uvedené suspenzie boli skladovaně pri teplote 20 °C počas jedného mesiaca, takže nedošlo k nejakej zmene viskozity alebo k sedímentácii či separácií jednotlivých zložiek.Ako emulgátory sa použili nasledujúce látky Berol 08 (čo je v podstate etoxylátovaný stearylalkohol (HLB l 8,5, Lutensol AT 80 (čo je v podstate tiež etoxylátovaný stearylalkohol (HLB l 8,5, Lutensol AT 50 (ktorý je tvorený tiež hlavne etoxylátovaným stearylalkoho lom (HLB 18,0 a Annos 150 (ktorý obsahuje hlavne glycerol mono a distearát (HLB 3,2. Ako ochranné koloidy sa použili nasledujúce látky Chosenol KH 20(ktorý tvorí v podstate vysokoviskózny polyvinylalkohol so stupňom hydrolýzy asi 78,5 - 81,5 mol ) a Alcotex 72,5 (čo je v podstate nízkoviskózny polyvinylalkohol so stupňom hydrolýzy asi 71,5 - 73,5). V nasledujúcej tabuľke sú uvedené jednotlivé komponenty a ich obsahy v percentách hmotnosti, ktorými sú zastúpené v uvedených dvanástich skúšobných suspenziách. Zvyšok suspenzie, ktorý zostal (do 100 ), tvorí v podstate voda.míci- Inulgdzor cen. kuluíd Teil llor 5.08 L~AT 90 L-ISO A.150 GJRZO AůłV nasledujúcej tabuľke budú uvedené veľkosti častíc v m, pričom 50 a 90 hmotnosti častíc má veľkosť menšiu, ako je daná veľkosť a viskozítu v Pas.Sl) t častíc 90 t častíc Viskozita Innňích ako Ianěích ak test (p.) (pm) 004 m) 1 M z 45 3 51 d 50 5 81 6 48 7 58 3 30 9 44 10 711 11 105 12 46 Príklad 13V testovacom zariadení, ktoré bolo opísané V príkladoch 1 - 12, bola pripravená suspenzia dilauroylperoxidu(teplota topenia 56 °C). Podmienky tejto prípravy boli rovnaké ako pri predchádzajúcich príkladoch s výnimkou teploty, na ktorú bola suspenzia vyhriata vo výmenníku tepla 3 a ktorá sa pohybovala asi od 54 do 59 °C a teploty udržiavanej v homogenizátori, ktorá v tomto prípade bola asi 56 °C, pričom tlakový spád pri otvore sa rovná asi 17 000 kPa.Pripravené suspenzia obsahovala 30 hmotnosti iniciátora, 0,8 hmotnosti etoxylátovaného stearylalkoholového emulgátora Berol 08 (HLB 18,5) a 1 hmotnosti ochranného koloidu (Alcotex 72,5).V prípravenej suspenzií má 50 hmotnosti častíc veľkosť menšiu ako 2,04 m a 90 hmotnosti má veľkosť menšiu ako 4,22 m. Viskozita suspenzie pri 20 °C sa rovnala 0,12 Pas. Uvedená suspenzia bola skladovaná pri 20 C jeden mesiac a pritom nedošlo k zmene visko

MPK / Značky

MPK: C08F 4/32, C07C 407/00, B01F 5/06, C08F 2/20

Značky: nenasytených, přípravy, takto, pripravená, suspenziu, využívajúcich, monomérov, spôsobu, zariadenie, pevného, volně, suspenzie, polymerizácie, etylenicky, uvedenú, spôsob, vykonávanie, radikály, uvedeného, vodnej, iniciátora, suspenzia, tvoriaceho

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-280656-sposob-pripravy-vodnej-suspenzie-pevneho-iniciatora-tvoriaceho-volne-radikaly-suspenzia-takto-pripravena-zariadenie-na-vykonavanie-uvedeneho-sposobu-a-sposob-polymerizacie-etylenic.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob prípravy vodnej suspenzie pevného iniciátora, tvoriaceho voľné radikály, suspenzia takto pripravená, zariadenie na vykonávanie uvedeného spôsobu a spôsob polymerizácie etylenicky nenasýtených monomérov využívajúcich uvedenú suspenziu</a>

Podobne patenty