DE1258076B

DE1258076B - Verfahren zur Verminderung der Viskositaet und/oder Erhoehung der Teilchengroesse von synthetischen Kautschuklatices

Info

Publication number: DE1258076B
Application number: DEJ26940A
Authority: DE
Inventors: Donald Alfred Bennett
Original assignee: International Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: International Synthetic Rubber Co Ltd
Priority date: 1960-09-20
Filing date: 1964-11-21
Publication date: 1968-01-04
Also published as: NL6413622A; BE608324A; NO116176B; LU40615A1; DE1233131B; GB976212A; CH419589A; BE656088A; NL123047C; CH458720A; LU47429A1; NL269409A

Description

Verfahren zur Verminderung der Viskosität und/oder Erhöhung der Teilchengröße von synthetischen Kautschuklatices Zusatz zum Patent: 1 233 131 Ein synthetischer Kautschuklatex soll zur Weiterverarbeitung möglichst einen hohen Feststoffgehalt haben, jedoch ist die unmittelbare Erzeugung eines feststoffreichen Latex bei der Polymerisation nicht immer unbedenklich, da ein solches Polymerisationsverfahren unwirtschaftlich ist. Es ist daher üblich, den Polymerisationsansatz und die Verfahrensbedingungen so abzustimmen, daß eine wirtschaftliche Polymerisation mit den besten physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Produktes vereinigt wird, und dann die Einstellung des Latex-Feststoffgehaltes in einem nachfolgenden Verfahrensschritt vorzunehmen.
Die Möglichkeit, einen Synthesekautschuklatex zu konzentrieren, wird durch die ansteigende Viskosität begrenzt.
Wenn ein Synthesekautschuklatex aus Polymerisatteilchen im Größenbereich von 300 bis 1000 Ä konzentriert wird, steigt seine Viskosität bei etwa 40 01o Feststoffgesamtgehalt sehr schnell an, so daß eine Konzentrierung jenseits dieses Wertes nicht durchgeführt werden kann, ohne daß die Viskosität einen höchstzulässigen Wert erreicht, der durch den Verwendungszweck des Latex gesetzt wird.
Es ist auch bekannt, daß bei Erhöhung der durchschnittlichen Teilchengröße der dispergierten Teilchen in dem Latex die Konzentrierung noch wesentlich über einen Gesamtfeststoffgehalt von 400/, durchgeführt werden kann, bevor die Latexviskosität eine weitere Konzentrierung verhindert.
Es sind verschiedene Verfahren zur Erhöhung der Größe der Teilchen in einem Latex bekannt.
Nach der »Stockpunkt-Methode« setzt man große Mengen Salz zusammen mit stabilisierender Flüssigkeit zu dem Latex hinzu und kühlt dann das System auf eine Temperatur zwischen 5 und 10 C ab. An diesem Punkt tritt dann eine reversible Gelbildung ein.
Das klare Serum wird abfiltriert, und beim Wiedererwärmen kehrt der Latex in einen flüssigen bzw. fließbaren Zustand zurück. Es wurde gefunden, daß dabei eine Agglomeration der Latexteilchen eintritt.
Die »Solventmethode« besteht in dem Zusatz erheblicher Mengen eines Lösungsmittels, wie Benzol, zu dem Latex. Dieses Lösungsmittel quillt die Teilchen und läßt sie unzureichend mit Seife bedeckt. Man nimmt an, daß eine Art Zusammenballung eintritt und in einer Agglomeration resultiert. Ein Nachteil dieser Methode ist, daß hohe Kohlenwasserstoff-Wasser-Verhältnisse benötigt werden, um eine Teilchengröße zu erzielen, die zur Konzentration aus Latex mit niederem Feststoffgehalt angemessen ist. Das Lösungsmittel wird durch Destillation entfernt und zurückgewonnen, bevor die Konzentrierung des Latex durchgeführt wird.
Nach der »Gefrieragglomerationsmethode« wird der Latex gefroren und dann schnell wieder aufgetaut.
Man findet, daß beim Auftauen die Teilchengröße des Latex angestiegen ist und ein größerer Anteil der Oberfläche der Kautschukteilchen mit Seife bedeckt ist. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß eine Agglomeration unter Ausbildung extrem großer Teilchen ebenfalls eintreten kann, was zur Erzeugung von Koagulat führt.
Gegenstand des Patents 1 233 131 ist ein Verfahren zur Verminderung der Viskosität und/oder Erhöhung der Teilchengröße von synthetischen Kautschuklatices, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Latices mit einer Konzentration an dispergierten Polymerisatteilchen von nicht weniger als 15 Gewichtsprozent unter einem Druck von nicht weniger als 70 atü durch eine Düse oder ein Homogenisierventil fließen läßt. Der pH-Wert des zu behandelnden Latex liegt vorzugsweise im Bereich von 7 bis 13, und die Behandlung wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 0 und 80"C vorgenommen.
Es wurde nun in Abänderung des Verfahrens des Patents 1 233 131 gefunden, daß man denselben Effekt erzielt, wenn man die Latices unter einem Druck von nicht weniger als 17,5 atü und nicht mehr als 70 atü behandelt.
Die Latice sollen vorzugsweise eine Konzentration an dispergierten Polymerteilchen von nicht weniger als 30 Gewichtsprozent und einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 9 aufweisen.
Vorzugsweise beträgt der pH-Wert 8,3, und die Konzentration an dispergierten Polymerteilchen etwa 48 Gewichtsprozent. Mit Hilfe des beanspruchten Verfahrens werden gegenüber dem Verfahren der österreichischen Patentschrift 224 899, das dem Verfahren des Hauptpatents entspricht, wesentliche Energien eingespart. Der pH-Wert des zu behandelnden Latex kann nach herkömmlichen Verfahren eingestellt werden, beispielsweise durch Zusatz von Kohlendioxyd, Natriumsilicofluorid oder Glycin.
Die Temperatur des behandelten Latex hat Einfluß auf die nach dem beanspruchten Verfahren erzielte Steigerung der Teilchengröße. Der Zuwachs ist um so größer, je niedriger die anfängliche Latextemperatur ist. Sie liegt vorzugsweise zwischen 0 und 25°C.
Das Verhältnis Seife zu Kautschuk des Latex beeinflußt den erzielten Agglomerationsgrad ebenfalls und sollte vorzugsweise im Bereich von 3,5 bis 4,5 liegen. Das Verhältnis Seife zu Kautschuk wird definiert als die Anzahl der Gewichtsteile stabilisierender Seife in dem Latex auf 100 Gewichtsteile Kautschuk.
Wenn ein Latex zur Erhöhung seines Feststoffgehaltes konzentriert wird, findet ein zwangläufiger Viskositätsanstieg statt. Es liegt deshalb auf der Hand, daß durch Verringerung der Viskosität gemäß der Erfindung der behandelte Latex auf einen Feststoffgehalt konzentriert werden kann, der höher liegt, als es bei dem Latex vor der Behandlung möglich ist, ohne die Viskosität über den ursprünglichen Wert oder über eine gewünschte Höhe hinaus zu steigern.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird jedoch nicht nur die Viskosität der Latices verringert, sondern bei Behandlung eines Latex mit einer anfänglichen Teilchengröße von weniger als 1000 Ä auch eine Erhöhung der durchschnittlichen Teilchengröße erreicht.
Das beanspruchte Verfahren läßt sich beispielsweise auf Latices von Copolymerisaten aus einem konjugierten Diolefin und einem Arylolefin oder Acrylnitril anwenden sowie auf Latices von Homopolymerisaten eines konjugierten Diolefins oder von Polychloropren.
Das Verfahren eignet sich besonders für Latices, die Copolymerisate von 1,3-Butadien und Styrol enthalten und durch konventionelle Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt worden sind.
Herkömmliche Anlagen für die Homogenisierung (d. h. Erzeugung homogener Mischungen oder Dispersionen) von Flüssigkeiten können zur Durch- führung des Verfahrens nach der Erfindung angewandt werden. Solche Anlagen bestehen im wesentlichen aus einer Hochdruckpumpe, die den zu behandelnden Latex bei erhöhtem Druck durch eine Düse oder ein Homogenisierventil preßt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
Beispiel Der verwendete Latex ist durch Copolymerisation von 1,3-Butadien und Styrol (in einem Verhältnis von 70: 30) bei 5"C in einer wäßrigen Emulsion, die 120 Teile Wasser und 3,0 Teile Kalinmoleat enthielt, hergestellt worden.
Der Latex wurde in einem üblichen Evaporator auf einen Gesamtfeststoffgehalt von 4801o konzentriert, wobei die ursprüngliche Seifenbedeckung 46,3 0/o betrug.
Der pH-Wert des Latex wurde auf 8,3 eingestellt, und der Latex wurde dann durch einen Dreizylinderhomogenisator, Typ Nr. 800 KL 24X - 8 RAX der Firma Manto Gaulin S. A., Boston, USA., bei einer Temperatur von 30 C unter verschiedenen Drücken gegeben, wobei die folgenden Resultate erzielt wurden:

Durchschnittliche

Homogenisatordruck Seifenbedeckung Du'chschnittliche

atü "lo Ä

35: 57 840

49. 70 1030

70 112 1650

* Der unter diesen Bedingungen erzeugte Latex war instabil und koagulierte beim Aufrühren schnell. Er wurde stabilisiert durch Zugabe verdünnter Kaliumoleatlösung, und diese zusätzliche Seifenzugabe wurde bei der Bestimmung der Seifenbedekkung und der Teilchengröße berücksichtigt.
Die bei 49 atü behandelte und mit zusätzlicher Kaliumoleat-Seifenlösung stabilisierte Probe konnte auf konventionellem Wege leicht eingedampft werden und ergab ein stabiles Produkt, das einen Gesamtfeststoffgehalt von 68,8 01o aufwies und eine Viskosität von 1850 cP hatte.

Claims

Patentanspruch: Abänderung des Verfahrens zur Verminderung der Viskosität und/oder Erhöhung der Teilchengröße von synthetischen Kautschuklatices, indem man die Latices mit einer Konzentration an dispergierten Polymerisatteilchen von nicht weniger als 15 Gewichtsprozent unter einem Druck von nicht weniger als 70 atü durch eine Düse oder ein Homogenisierventil ffießen läßt, wobei die Latices einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 9 aufweisen, gemäß Patent 1233131, dadurch gekennz e i c h n e t, daß man die Latices unter einem Druck von nicht weniger als 17,5 atü und nicht mehr als 70 atü behandelt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 224 899; belgische Patentschrift Nr. 608 324.