DE1570990A1 - Verfahren zur Herstellung von Vinylhalogenpolymerisaten,insbesondere von gepfropften Polyvinylhalogen-Polyolefinpolymerisaten und Mischungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Vinylhalogenpolymerisaten,insbesondere von gepfropften Polyvinylhalogen-Polyolefinpolymerisaten und Mischungen

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DE1570990A1
DE1570990A1 DE19651570990 DE1570990A DE1570990A1 DE 1570990 A1 DE1570990 A1 DE 1570990A1 DE 19651570990 DE19651570990 DE 19651570990 DE 1570990 A DE1570990 A DE 1570990A DE 1570990 A1 DE1570990 A1 DE 1570990A1
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polyolefin
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
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    • C08F6/005Removal of residual monomers by physical means from solid polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Vinylhalogenpolymerisaten, insbesondere von gepfropften PolgvinZlhalogen-Polyolefinpolymerisaten und Mischungen.
  • Nicht ausgehärtete Vinylchloridpolymerisate erwiesen sich als guter Werkstoff zur Herstellung von starren und steifen Gegenständen, die, einen großen Widerstand gegen chemische Einwirkungen und Angriffe sowie gegen Formänderungen infolge von Wärmeeinflüssen aufweisen müssen. Die physikalischen Eigenschaften dieser starren und steifen Gegenstände ließen jedoch noch manche Wünsche offen, inbesondere hinsichtlich der Flexibilität und Biegefestigkeit, sowie Schl. Schlagfestigkeit und Kerbschlagzähigket bei niedrigen Temperaturen. Dieses Problem konnte auch nicht durch die Zugabe von Weichmachern vollständig gelöst werden, da die Zähigkeit und andere erwünschenswerte Eigenschaften der Vinylchloridpolymerisate reduziert wurden und gelegentlich sogar vollstandig in Fortfall kamen. Branche Polyolefine, wie z.B. solche, die durch Polymerisation von Äthylenreihen - ungesättigte Kohlenwasserstoffe der allgemeinen Formel CnH2n mit einer loppelbindung - hergestellt werden, sind zäh, biegsam und weisen einen guten Widerstand gegen chemische Einflüsse, insbesondere gegenüber vielen Lösungsmitteln aus. Polyäthylen ist einer der bekanntesten dieser Stoffe.
  • Obgleich man annehmen sollte, daß man durch die Kombination von Polyvinylchlorid mit diesen Polyolefinen große Vorteile erzielen würde, konnten in dieser Richtung Jedoch keine großen Fortschritte erzielt werden, da die Probleme, die bei der Mischung dieser Stoffe auftauchten, sehr große Schwierigkeiten bereiteten. So zeigte sich z.B. bei einem Versuch der mechanischen Mischung von Polyvinylchlorid mit Polyäthylen, daß die Mischung inkonsistent und unverträglich war und eine unzureichende Homogenitat aufwies. Weiterhin wurden gepfropfte Mischpolymerisate aus Polythylen und Polyvinylchlorid hergestellt, inden Polyäthylen in verschiedenen Lösungsmitteln vor der Reaktion gelöst wurde. Ein derartiges Verfahren ist z.B. durch die USh-Patentachrift 2 947 719 bekannt geworden. Die Anwendung von Lösungsmitteln ist im allgemeinen nicht wünschenswert, da dieselben die Pfropfwirksamkeit und Fähigkeit, sowie die physikalischen Eigenschaften des Endproduktes beeinträchtigen. Versuche, die die Anwendung dieser Lösungsmittel durch ein Arbeiten bei hohen Temperaturen zu ersetzen versuchten, waren teilweise erfolgreich, wiesen Jedoch deti Nachteil auf, daß sich eine Tendenz zur Zersetzung und Zerlegung des Vinylchlorides während der Polymerisation zeigte und daß Polymerisate mit einem sehr niedrigen Molekulargewicht entstanden. Im allgemeinen wiesen die auf diese Art und Weise hergestellten Produkte den Nachteil auf, daß ihre physikalischen Eigenschaften nicht so günstig waren wie die der bei 600C oder bei noch tieferen Temperaturen hergestellten Stoffe.
  • Erfindungsgemäß ist es gelungen, verbesserte gepfropfte Mischpolymerisate und Mischungen von Polyvinylhalogen und Polyolefinen der Äthylenreihe bei niedrigen Reaktionstemperaturen ohne Anwendung von Lösungsmitteln herzustellen.
  • Die so hergestellten gepfropften Vinylhalogen-Polyolefinmisehpolymerisate wiesen im Vergleich zu den bisher bekannten Produkten wesentlich bessere physikalische Eigenschaften auf und sind sogar den Produkten überlegen, die ohne Anwendung von Lösungsmitteln bei niedrigen Temperaturen hergestellt wurden.
  • Es ist deshalb Aufgabe, der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung in Vorschlag zu bringen, die die Herstellung der vorgenannten Stoffe ermöglichen. Bei dem erfindungsgemäßen, neuartigen Verfahren werden Polyolefine der Äthylenreihe zuerst sorgfältig in feine Partikel getrennt, indem die Polyolefine mit einem Vinylhalogenmonomer gemischt werden. Anschließend erfolgt eine Mischpolymerisation der sorgfältig aufgespalteten Polyolefin-Vinylhalogenmonomer-Mischung um ein bepfropftes-'olys'efin-Polyvinylhalogen-Mischpolymerisat zu erzeugen.
  • Geeignet zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind sorgfältig getrennte und aufgespaltene Polymerisate, die durch Polymerisation eines Olefins der Äthylenreihe hergestellt werden. Unter der Äthylenreihe sind hierbei ungesättigte Kohlenwasserstoffe der allgemeinen Formel CnH2n zu verstehen, die eine Doppelbindung enthalten. Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn der Wert von n zwischen 2 und 8 liegt. Unter den in der "Äthylenreihe" enthaltenen Stoffen sind insbesondere Äthylen, Propylen, Butylen, Amylen, Hexylen, Heptylen, Octylen und ihre Isomere zu verstehen.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich Polyäthylen als das am besten zu verwendende Polyolefin erwiesen, Von den verschiedenen verfügbaren Arten von Polyäthylen wurden die besten Ergebnisse mit einem Produkt erzielt, dessen Schmelzindex in einem Bereich von 0,1 bis 40, vorzugsweise in einem Bereich von 0,4 bis 25 lag und dessen Dichte 0,91 bis 0,93 ücm3 betrug.
  • Unter l'Vinylhalogen"sind Vinylchlorid, Vinylbromid oder Vinylfluorid zu verstehen, Es hat sich gezeigt, daß Vinylchlorid das am besten zur Durchführung des erfindung gemäßen Verfahrens geeignete Vinylhalogenmonomer ist.
  • Kleine Mengen anderer äthylenischer, ungesättigter Monomere können, falls dies gewünscht sein soll, ebenfalls zugegen sein0 Dies betrifft z.B0 Vinylazetat, Vinylbutyrat, Styren, Methylakrylat, Butylakrylat, Allylchlorid, Methallylazetat, Methylvinylketon, Alkylvinyläther, wobei der Alkylradikal zwischen 2 und 12 Kohlenstoffatome enthält, und ähnliches Nähere Sinzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ersichtlich.
  • Beispiel I Rine Mischung aus 100 Teilen granulierten Polyäthylens mit einem Schmelzindex von 3 - nach ASTM Nr.D 1238-57T -und einer Dichte von 0,920 g/cm3 und aus 500 Teilen eines Vinylchloridmonomers wird in einen geschlossenen Behalter mit einem Druck von ungefahr 21 at gegeben. Die Mischung wird bei einer Temperatur von 95 0C während einer Stunde ständig gerührt. Danach wird die Mischung auf ungefähr 600C abgekühlt und einem erhitzten Reaktionsgefäß zugegeben, das mit einem Rührwerk versehen ist. Dem erhitzten Reaktionsgefäß werden weiterhin zusammen mit der vorgenannten Mischung 1200 Gewichtsteile Wasser, 1,8 Gewichtsteile Hydroxypropylmethylzellulose mit einem Gelpunkt von 6500 oder höher, sowie 1 Gewichtsteil Lauroylperoxyd hinzugegeben, Die resultierende Mischung wird sodann bei einer Temperatur von 55°C während einer Zeit von 10 bis 12 Stunden umgerührt. Nach dieser Zeit wird das nicht an der Reaktion beteiligte Monomer abgezogen und das Kunstharz gefiltert und getrocknet.
  • Beispiel 11 Das Verfahren gemäß Beispiel I wird unter denselben Ver suchsbedingungen wiederholt, lediglich mit der Ausnahme, daß 100 Teile granulierten Polypropylens anstelle des Polyäthylens benutzt werden.
  • Beispiel III Beispiel I wird mit denselben Versuchsbedingungen wiederholt, lediglich it der Ausnahme, daß in daß erhitzte Reaktionsgefäß tor der Mischpolymerisation der Mischung 300 Teile eines Vinylchloridmonomers hinzugegeben werden.
  • Beispiel IV 100 Teile des gemäß Beispiel I erhaltenen Kunstharzes werden mit tC Teilen Polyvinylchlorid (spezifische Viskosität, 0,4 : in Cyclohexanon bei 250C, entsprechend einen Wert von 0,380), 2,5 Teilen Dibutylzinnmaleat und 0,5 Teilen Dibutylzinndilauroylmercaptanstabilisator auf einer Walze bei 165°C innig vermischt. Ein Vergleich einer so hergestellten Folie mit einer solchen, die aus Polyäthylen mit Polyvinylchlorid im selten Verhältnis auf einer derartigen Walze hergestellt wurde, seigt dentlich, daß die gepfropfte Mischung wesentlioh homogener, zäher und verträglicher ist.
  • Beispiel V Eine Mischung von 25 g granulierten Polyäthylens wurde zusammen mit 40C g eine Vinylchloridmonomers in einen geschlossenen Behälter bei einem ruck von ungefähr 21 at gegeben. Die Mischung wurde bei einer temperatur ven 100°C während 45 Minuten ständig umgerührt, Nach einer Abkühlungszeit von etwa 10 Minuten auf ungefähr 60°C wurde die Mischung in ein erhitztes, mit einem Rührwerk versehenens Reaktionsgefäß gegeben, das 0,9 g Lauroylperoxyd und 800 g Wasser mit 1,8 g Methyl, und Hydroxypropylzellulose enthielt, die in Wasser gelöst war. Die resultierende Mischung wurde während einer Zeitdauer von ungefähr 7 bis 8 Stunden bei einer Temperatur von ungefähr 700C umgerührt. Nach dieser Zeitdauer wurde das Monomer, das nicht an der Reaktion teilgenommn hatte, awee zogen und das verbleibende Kunstharz. wurde gefiltert und getrocknet.
  • 200 Teile des Kunstharzes wurden mit 2,5 Teilen Dibutylzinnmaleat und 0,5 Teilen Dibutyldilauroylmercaptanstabilisator auf eine Walze bei einer Temperatur von 175°C gegeben. Von der gewalzten Folie wurden in gewissen Zeitintervallen einige Teile entnommen und in ungefähr 3,2 mm dicke Tafeln umgeformt und in Versuchsproben zerschnitten, Eine Mischung von n Polyvinylehloridhomopolimerisat und Polyäthylen wurde zu Vergleiehszwecken mit äquivalenten Teilen ebenfalls hergestellt und gewalzt. Nach ASTM ergaben sich hierbei folgende Versuchsergebnisse: Tabelle I Festigkeitseigenschaften Gepfropfte Mischung Gewalzte Mischung Streckgrenze (kp/cm2) 511,3 356,0 Streckgrenze in % 3,91 4,0 Modul (kp/cm2) 28300 18450 Zerreißfestigkeit (kp/cm2) 453 346 Bruchdehnung in % 35 15 Beispiel VI GemäB dem Verfahren nach Beispiel I wird eine gepfropfte Mischung hergestellt. 40 Teile eines Polyvinylchloridkunstharzes werden physikalisch mit 60 Teilen einer gepfropften Mischung bei 165 gemischt. Nach Mahlen un Walzen der Mischung während einer Zeitdauer von 15 Minuten wurden gute physikalische Eigenschaften erreicht.
  • Beispiel VII Das Beispiel I wurde wiederholt, lediglich mit der Ausnahme, daß vor der Polymerisation der Mischung dem Reaktionsgefäß 50 Teile Vinylazetat zugeführt wurden.
  • Beispiel VIII Mit denselben Ausgangsstoffen und nach denselben Versuchsbedingungen wie in Beispiel VII wurde eine gepfropfte Mischung hergestellt. Dieser Mischung wurden 70 Teile des Polyvinylchloridkunstharzes (spezifische Viskosität, 0,4 1> in Cyclohexanon bei 250C, entsprechend einem Wert von 0,380) bezogen auf 30 Teile der gepfropften Mischung bei einer Temperatur von 16500 physikalisch zugemischt. Nach einem Mahlen' und Walzen während einer Zeit von 15 Minuten ergab die resultierende Mischung ein zähes, festes und steifes Material.
  • Beispiel IX Es wurde eine gepfropfte Mischung gemäß dem Beispiel I hergestellt. Dieser Mischung wurden 60 Teile eines Polyvinylidenchloridkunstharzes (spezifische Viskosität, 0,4 ?o in Cyclohexanon bei 25°C, entsprechend einem Wert von 0,40) bezogen auf 40 Teile der gepfropften Mischung physikalisch bei einer Temperatur von 17000 zugemischt. Ein Walzen und Mahien während einer Zeitdauer von 15 Minuten ergab aus dieser resultierenden Mischung ein zähes, festes und steifes Material.
  • Beispiel X Eine gepfropfte Mischung wurde nach Beispiel V hergestellt.
  • Dieser Mischung wurden 6Q Teile eines Mischpolymerisates aus Vinylchlorid und Vinylazetat im Verhältnis von 85 : 15 der ei. den Komponenten mit einer. spezifischen Viskosität entsprechend einem Wert von 0,30 zusammen mit 40 Teilen einer gepfropften Mischung bei einer Temperatur von 160°C physikalisch beigemischt. Ein Mahlen und Walzen dieser resultierenden Mischung während einer Zeitdauer von 15 Minuten ergab ein zähen, festes und. steifes Material.
  • Beispiel XI Eine Mischung von; 100 Teilen. eines granulierten Polyäthylens mit einem Schmelzindex von 3 und einer Dichte von 0,920 g/cm3 wurde zusammen mit 500 Teilen eines Vinylchloridmonomers in ein geschlossenes Reaktionsgefäß gegeben und auf einer Druck von ungefähr 21 at geh.alten. Die Mischung wurde während 1 Stunde auf einer Temperatur von 95°C gehalten, sodann auf 60°C abgekühlt und einem erhitzten Reaktionsgefäß zugegeben, das mit einem Rührwerk versehen ist. Diesem Reaktionsgefäß wurden zusammen mit der vorgenannten Mischung außerdem noch 400 Gewichtsteile Wasser hinzugegeben, 390 Teile des Vinylchloridmonomers wurden durch Destillation abgezogen, so daß sich eine verbleibende Polyäthylen-Vinylchloridmlschung in einem Verhältnis von ungefähr 100 : 110 der Polyäthylenteile zu dem Vinylhalogenr. onomer ergab. 0, 6 Gewichtsteile einer Hydroxypropylmethylzellulose mit einem Gelpunkt von 650.r1. oder höher und 0,22 Gewichtsteile Lauroylperoxyd wurden sodann hinzugegeben. Die resultierende M@@@hung wurde sodann bei einer Temperatur von 550C während einer Zeitdauer von ca. 10 bis 12 Stunden umgerührt. Nach dieser Zeitdauer wurde das Monomer, das nicht an der Reaktion teilgenommen hatte, abgezogen und das verbleibende Kunstharz gefiltert und getrocknet.
  • Das Ausmaß der Feinheit und Qualität des pulverförmigen Polyolefins und der Polyolefin-Vinylhalogenmonomermischung vor der Mischpolymerisation hängt von dem anfänglichen Verhältnis zwischen Polyolefin und dem Vinylhalogenmonomer ab, sowie von der Temperatur auf die die Mischung erhitzt wird, von dem Ausmaß des Umrührens, sowie zu einem gewissen Maß von der besonderen Art des benutzten Polyolefins. Im allgemeinen erwiesen sich Verhältnisse des Polyolefins zu dem Vinylhalogenmonomer mit Werten von 1 : 2 bis 1 : 20 mit einem bevorzugten Bereioh zwischen 1 : 5 und 1 : 7 als besonders gut geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wenn Jedoch eine zweite, sich nicht vermischende Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, zusätzlich hinzugegeben wird, um ein Auflösen der festen Stoffe zu bewirken, so können Verhältnisse von 1 : 1 und vielleicht sogar höhere Verhältnisse von Polyolefin zu deu Vinylhalogenmonomer in Anwendung kommen. Die Temperaturen fur das Pulver liegen im allgemeinen innerhalb eines Bereiches von 75. bis 12500, bei Polyäthylen jedoch in einem bevorzugten Bereich von 80 bis 115°C. Wenn ein niedriges Molekulargewicht und eine niedrige Dichte der Polyolefine angestrebt werden, so empfiehlt sich im allgemeinen ein Temperaturbereich von 80 bis 9000, während zur Erzielung einer hohen Dichte und/oder eines hohen Molekulargewichtes der Polyolefine im allgemeinen Temperaturen von 1000C benötigt werden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Mischung während einer Zeitdauer von ungefähr 30 bis 60 Minuten auf diesen Temperaturen gehalten wird. Weiterhin zeigt es sichs daß es sehr vorteilhaft ist, die Mischung während der Erhitzung umzurühren, wobei das Ausmaß des notwendigen Umrührens von der besonderen Wahl der vorstehend dargelegten Versuchsbedingungen abhängt. Von weiterem Einfluß ist das Ausmaß der Kühlung der Mischung. Hierbei zeigt es sich, daß eine schnellere Kühlung eine geringere Agglomeration der feinen Teilchen bewirkt. Es empfehlen sich somit Kühlzeiten von ungefähr 10 Minuten oder weniger.
  • Die Menge des sorgfältig abgetrennten Polyolefins in der Polgolefin-Vinylhalogenmischung vor der Polymerisation beträgt 5 bis 75 mit einem bevorzugten Bereich von 5 bis 55 . Das genaue Verhältnis von Polyolefin zu dem Vinylhalogenmenomer kann vor der Polymerisation eingestellt werden, indem ein Vinylhalogenmonomer zur Erzielung eines niedrigen Vert@@ es Verhältnisses von Polyolefin au dem Vinylhalogeflmonoiaer hinzugegeben wird. Zur Erzielung eines höheren Wertes des Verhltnisses von Polyolefin zu dem Vinylhalogenmonomer kann Vinylhalogen abgezogen werden.
  • Die einheitliche Größe der sorgfältig abgetrennten Polyolefin-Teilchen stellt einen weiteren Vorteil für die Pfropfpolymerisation dar. Die Teilchen weisen im allgemeinen eine Kugelform auf, deren Größe ungefähr 10 bis 200 Mikron beträgt mit einem bevorzugten Bereich von 10 bis 50 Mikron zur Erzielung optimaler Verfahrensbedingungen. Im Gegensatz hierzu weist das durch die bisher bekannten Verfahren hergestellte Po olefin-Pulver, das gegenwärtig zur Pfropfpolymerisation benutzt wird, große Unterschiede hinsichtlich der Teilchengröße und der äußeren Form der Teilchen auf. Mechanisch gemahlene Polyolefine bestehen meistens aus großen, unregelmäßig gebildeten Teilchen mit einer kleinen Oberfläche. Ein weiterer Nachteil dieser mechanisch gemahlenen Polyolefin-Teilchen ist weiterhin darin zu sehen, daß die Pfropfwirksamkeit und eomit auch die Verträglichkeit und Homogenität geringer ist. Bei den, bekannten Verfahren werden oft sehr voluminöse Agglomerate von sehr kleinen oder großen Teilchen mit kleiner Oberfläche erzeugt, die zudem oft noch sehr teuer sind. Andere bekannte Verfahren zur Herstellung derartiger, pulverförmiger Stoffe sind mit dem Nachteil behaftet, daß diese Stoffe mit unerwünschten V-erunreinigungen versehen sind0 So werden z.B. bei der Herstellung von sorgfältig geteiltem Polyäthylen durch Emulsionspolymerisation Verunreinigungen in Form von Emulgierungsmitteln, oberflächenaktiven Stoffon usw., eingeführt, so daß das Endprodukt einen wesentlich geringeren Widerstand gegen Wasser, sowie eine herabgesetzte @estigkeit aufweist. Sämtliche derartige Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung V?n gepfropften Mischpolymerisaten aus Polyolefin und Polyvinylhalogen vermieden.
  • Wie Beispiel VII zu entnehmen ist, können Vinylazetat oder andere äthylanische, ungesättigte Monomere in Anwendung kommen, wie z.B. Vinylformat, Vinylazetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylidenchlorid, Styren, Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, Metyhylmethyacrylat, Äthyläthacrylat, Allylazetat, Allylchlorid, Allylformat, Vinylchloroazetat, Allyltrichloroazetat, Methallylazetat, Chlorostyren, Dichlorostyren, Acrolein, Acrylnitril, Methacrylonitril, Methacrolein, Methacrylsäure, Methylvinylketon, Methylisopropenylketon, Alkkylvinyläther, Methylalyläther. Diese und ähnliche Stoffe können in kleinen Mengen, d.h. bis zu 30 Gewichts-% der Mischung dem Reaktionsgefäß mit der Mischung zugegeben werden Vinylchlorid, Vinylazetat oder irgendein äthylenisches, ungesättigtes Monomer, das vorstehend erwähnt wurde und mit der Polyolefin-Vinylhalogenmischung polymerisiert werden soll, kann der Mischung zu Anfang zugegeben werden oderspäter während der Polymerisation oder sogar dem System langsam während der Polymerisation zugeführt werden. Weiterhin können einige Monomere zunächst zurückgehalten und erst dann zugegeben werden, wenn die Polymerisation schon bis zu einem gewissen Grad fortgeschritten ist. Es werden sowohl bei einer chargenweisen Arbeitsweise als auch bei einem kontinuierlichen Verfahren zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Die Abtrennung der Heaktionsstoffe erfolgt in üblicher Weise und hängt im einzelnen von dem besonderen angewandten Polymerisationsverfahren ab.
  • Die gepfropften Mischungen, die erfindungßgemäß hergestellt werden, können mit anderen Polymerisaten physikalisch gemischt werden, die sonst mit Polyolefinen der genannten Art unverträglich sind. Ein Material hoher oder mittlerer Schlagfestigkeit und Zähigkeit, das sehr gut zum Strangpressen, Walzen oder Kalandrieren geeignet ist, entsteht dann, wenn eine erfindungsgemäße gepfropfte Mischung physikalisoh mit einem Polyvinyichloridhomopolymerisat mit Zusätzen bis zu 20 Gew.-% von anderen verträglichen Polymerisaten gemischt wird, um eine endgültige Zusammensetzung zu erreichen, die insgesamt 3 bis 12 % gepfropften und ungepfropften Polyolefins enthält. Die optimale Menge des gepfropften Materials, das dem Polyvinylchloridhomopolymerisat beigemiecht. wird, hängt in großem Maß von der Menge des Polyolefins ab, dle in der gepfropften Mischung vorhanden ist. Je höher der Gehalt an Plyolefin ist, desto weicher ist die endgültige Zusammensetzung. Normalerweise ergeben solche Mischungen, in denen der gesamte -Polyolefin-Gehalt zwischen 3 und 12 % liegt, zähe, feste und steife Materialien, die geeignet sind zur Heratellung von Rohren, stranggepreßten Formstücken, Spritzgußteilen, gewalzten und kalandrierten Folien usw.. Mischungen, die höhere Gesamtprozentsätze an Polyolefin enthalten - z.B. einen Polyolefingehalt von 30 bis 50 - sind sehr gut geeignet zur Herstellung von undurchlässigen, halbsteifen oder flexiblen Folien, sowie zum Strangpressen und Gießen von halbsteifen und flexiblen Gegenständen. Aus Tabelle II sind die Zusammensetungen der gepfropften Mischung ersichtlich, die von dem Verhältnis von Polyolefin, z.B. von Polyäthylen zu dem Polyvinylchloridhomopolymerisat abhängen. Diese Ergebnisse wurden durch eine Soxhlet-Extraktion der gepfropften Mischung mit Tetrahydrofuran-Wasserazectrop (4,3 % Wasser) erzielt, wobei das Polyvinylchloridhomopolymerisat, wie vorstehend beschrieben, selektiv gelöst wird und- anschließend die Extraktion mit Cyclohexan, einem guten Lösungsmittel für Polyäthylen aber nicht für den gepfropften Teil, folgt.
  • Tabelle II ZUSANNENSETZUNG DER AUSGANGSSTOFFM GEPFROPFTEN MISCHUNG: Menge an Polyäthylen: % Poly- </o gepfropfte Vinylchlorid äthylen Menge und PVC 30:75 14,1 85.9 50:55 23.5 76.5 Aus der nachfolgenden Tabelle III ist der Einfluß des Molekulargewichtes von Polyäthylen auf die Pfropfwirksamkeit ersichtlich. Hierbei zeigt sich, daß bei niedrigeren Werten des Schmelzindex', z.B. bei Werten von 0,4 bis 3,0 eine höhere Pfropfwirksamkeit erhalten wird.
  • Tabelle. III % GESAMTES POLY- % NICHT GEPFROPF-AUSGANGSSTOFF ÄTHYLEN TES POLYÄTHYLEN Polyäthylen (Dichte = .92 g/cm3 ; MI = 0.4) 30 12.9 Polyäthylen (Dichte = .92 g/cm3; MI = 3.0) 30 14.1 Polyäthylen (Dichte = .92 g/cm3; MI = 7.0) 30 15.6 Polyäthylen (Dichte = .92 g/cm3; MI = 22.0) 30 16.2 Die Eigenschaften dieser gepfropften Mischpolymeriaate unterscheiden sich von den Eigenschaften von physikalisch gemischten Polyvinylchloriden und Polyäthylen hauptsächlich im Hinblick auf die Steifigkeit, Pestigkeit, Klarheit, sowie hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Wärmeeinwirkung und chemischen Einflüssen. Einer der Jiaup,tunterschiede zwischen den er£indungsgemäßen, gepfropften Mischpolymerisaten und anderen Nischpolymerisaten ist deren zu sehen, daß die Verträglichkeit der verschiedenen, sinzelnen Verbindungen in einer Mehrkomponentenmischung sehr stark erhöht wird.
  • Während der Pfropfpolymerisation werden die üblichen Arbeitsbedingungen eingehalten. Die Temperaturen kennen zwischen 35 und 75° Ag bis sur Beendigung der Polymerisation betragen.
  • Die Menge des, benutzten Wassers der suspendierenden Agenzien und Katalysateren kann in einem solchen Bereich liegen, wie er im allgemeinen bei derartigen Susensionspolymerisationssystemen üblich ist.
  • Die Polymerisation kann durch I3eetrahlung, Einwirkung von Hitze und Polymerisationskatalysatoren beschleunigt werden.
  • Als Katalysatoren kommen bevorzugt monomere, lösliche, ergab nische Peroxyde in Anwendung, wie z.B. Benzoylperoxyd, Lauroylperoxyd, 2 ,4-Dichlorobenzoylperoxyd, Acetylbenzoylperoxyd, t-Butylperoxypivalat, Acetylcyclohexylsulfonylperoxyd oder andere unsymmetrische Peroxyde, Alkylperkarbonate wie Isopropylperoxykarbonat, Perborate, Azoverbindungen, wie Azo-bis (Isobutyronitril) und Mischungen davon.
  • Die Menge des Katalysators hängt im allgemeinen von der Aktivität des Initiators und der Menge des Monomeres und des Verdännungsmittels ab. Zur Unterstützung der Polymerisation können folgende Stoffe in Anwendung kommen: Molekulargewicht-Modifikatoren, Lösungsmittel, Su1sendierungsmittel, poröse Modifikatoren, nichthemmende Wärmestabilisatoren, -Emulgie-.rungsmittel, Pufferstoffe, Katalysatoraktivatoren, wie reduzierende Agenzien, Weichmacher, Füllstoffe, Pigmente und anderen Die erfindungsgemäB hergestellten Stoffe sind steife oder halbsteife Mischungen, die sehr gut zur Herstellung von steifen oder halbsteifen Folien, Rohren, sowie warm umgeformten Gegenständen mit ausgezeichneten Werten der Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit und Zähigkeit hergestellt werden können. Weitere Vorteile der erfindungsgemäß hergestellten Stoffe Bind in den sehr guten Fließeigenschaften bei relativ niedrigen Umformtemperaturen zu sehen, sowie in der sehr guten W§rmebeständigkeit und dem ausgezeichneten Widerstand gegenüber chemischen Einflüssen und Lösungsmitteln. Aufgrund der letztgenannten Eigenschaften bieten sich die erfindungs,gem-äß hergestellten Stoffe hinsichtlich einer Verwendung in der freien Atmosphäre an, beispielsweise zur Verkleidung von Dächern und Seitenwänden von Häusern. In diesem Zusammenhang ist noch der hoh3 Widerstand gegenüber ultravioletter Strahlung bemerkenasert. Die Prüfung von Proben, die einer Walze nach Mahl- und Walzzeiten von 5, 10 und 25 Minuten entnommen wurden, ergab, daß relativ lange Walzzeiten zulässig sind, ohne daß dadurch die Wärmebeständigkeit beeinträchtigt würde oder irgendwelche Entfärbungen auftreten würden. Die e.rfindungsgemäß hergestellten Stoffe können ohne weiteres gewalzt-, kalandriert, stranggepreßt, gespritzt oder in irgendeiner anderen Weise zu steifen Folien verarbeitet werden, sowie zu Rohren, Formstücken, Umkleidungen usw. Falls dies erwünscht sein sollte, kann eine Verstärkung mit Asbestfasern erfolgen.

Claims (7)

  1. Patentansprüche f. Verfahren zur Herstellung von gepfropften Polyole.fin-Vinylhalogenpolymerisaten, dadurch gekennzeichn0t, @@ß ein Polyolefin der Athylenreihe mit einem Vinylhalogenmonomer zusammengegeben wird, daß die Mischung erhitzt und anschließend abgekühlt wird und daß eine Polymerisation des Vinylhalogenmonomers in Gegenwart des Polyolefins erfolgt, wodurch ein gepfropftes Mischpolymerisat gebildet wird.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyolefin Polyäthylen benutzt wird mit einer Dichte von 0,91 bis C, 93 g/cm3 und einem Molekulargewicht von 25 000 bis 500 000.
  3. 30 Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylhalogenmonomer Vinylchlorid ist.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyäthylen-Vinylhalogenmischung vor der Polymerisation auf eine Temperatur zwischen 80 und 1150C erhitzt wird.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylen nach dem Abkühlen und vor der Polymerisation in feinen Teilchen einer Größe vpn 10 bis 50 Mikron vorliegt.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung von gepfropften Polyolefin-Vinylhalogenmischpolymerisaten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyolefin der Äthylenreihe mit einem Vinylhalogenmonomer in einem Verhältnis von 1 : 2 bis 1 : 20 zusammengegeben wird, daß die Mischung erhitzt und anschließend abgekühlt wird und daß die Polyolefin-Vinylhalogenmischung in Gegenwart von Wasser, eines Suspensionsagenz' und eines Initiators polymerisiert wird.
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der abgektihlten Mischung vor der Polymerisation zusätzlich ein Vinylhalogenmonomer zugegeben wird. a. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet. daß von der iscb'ung vor der Polymerisation eine solche Menge des Vinylhalogenmonomers abgezogen wird, daß ein Verhältnis von Polyolefin zu aem Vinylhalogen in der Mischung von ungefähr 100 zu 110 erreicht wird.
    +9. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylhalogenmonomer eine kleine Menge wenigstens eines anderen Monomers enthält, das mit demselben mischpolymerisierbar ist.
    10. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vinylhalogen-Polyolefinriischung vor der Polymers sation ein Vinylazetatmonomer zugegeben wird.
    11. Verfahren zur Herstellung von gepfropften Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyolefin der Äthylenreihe mit einem Vinylhalogenmonomer zusammengegeben wird, daß die Mischung erhitzt und anschließend abgekühlt wird und daß das Vinylhalogenmonomer in Gegenwart des Polyolefins polymerisiert wird.
    12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Polyäthylen mit einer Dichte vonh 0,91 bis 0,93 g/cm3 und einem Molekulargewicht von 25 000 bis 50C 000 ist.
    13. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylhalogenmonomer Vinylchlcrid ist.
    14. Verfahren zur Herstellung einer Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Anspruch 11 hergestellten, gepfropften Mischung ein aus einem äthylenischen, ungesättigten Monomer hergestelltes PQlymerisat-beigemischt wird, das sonst mit Polyolefin unverträglich ist.
    15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat aus Polyvinylchlorid besteht.
DE19651570990 1964-08-27 1965-08-20 Verfahren zur Herstellung von Vinylhalogenpolymerisaten,insbesondere von gepfropften Polyvinylhalogen-Polyolefinpolymerisaten und Mischungen Pending DE1570990A1 (de)

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