SE440081B - Forfarande for skonsam avgasning av koaguleringskensliga pvc-latexar - Google Patents

Description

7805436-8 vattenånga osv. Detta innebär dock en stor tidsåtgång och ofta icke tillräckliga avgasningsvärden.

Uppgiften enligt föreliggande uppfinning var således att utveckla ett speciellt förfarande för koaguleringskänsliga PVC- latexar för avgasning av vinylklorid, vilket både beträffande de nödvändiga användningstiderna samt den uppnådda avgasningen uppfyller ökade fordringar.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för skonsam avgasning av koaguleringskänsliga PVC-latexar genom behandling med vattenånga under reducerat tryck och omröring vid förhöjda temperaturer, vilket utmärkes av att latexen hâlles vid en tempera- tur av 50-80°C och att man inställer det tryck, som vid den valda temperaturen motsvarar vattnets koktryck, varvid omröringen av latexen åstadkommas genom en snedställd omrörare och vattenångan inblåses i gasrummet hos avgasningsbehållaren tangentiellt till behållarväggen och/eller vattenångan ledes centralt mot en stöt- tallrik i avgasningsbehållaren.

Förfarandet enligt uppfinningen möjliggör med korta avgasningstider av exempelvis 30 minuter till maximalt 2 timmar uppnående av utmärkt låga PVC-restvärden. Vidare undertryckes effektivt den störande skumbildningen. Dessutom är återvinning av den avgasade vinylkloriden möjlig på enkelt sätt genom konden- satorer. En ytterligare synpunkt är att endast ringa energianvänd- ning är nödvändig vid hela förfarandet. Fullständigt överraskande visar det sig vidare att den sålunda behandlade latexen är särskilt utmärkt filtrerbar, vilket är av avgörande betydelse vid många upparbetningsförfaranden.

Koaguleringskänsliga latexar uppträder i synnerhet vid det så kallade förhomogeniserings-polymerisationsförfarandet.

Därvid underkastas vinylkloriden tillsammans med de nödvändiga hjälpsubstanserna och katalysatorer (oljelösliga) före polymerisa- tionen starka skjuvkrafter, så att en vinylklorid/vatten-emulsion bildas. Denna polymeriseras därefter, varvid man icke alls längre eller endast obetydligt rör om. Sådana latexar har i allmänhet partikelstorlekar för den färdiga polyvinylkloriden av 0,l till 2 n.

Dessa latexar koagulerar såväl under inverkan av förhöjd tempera- tur som även under inverkan av skjuvkrafter. Liknande känsliga latexar bildas ofta vid emulsionspolymerisation av vinylklorid i närvaro av vattenlösliga katalysatorer. I synnerhet är därvid de emulsionspolymerisat, som är lämpliga för pastabearbetning, koaguleringskänsliga. Denna känslighet är sammansättningsberoende och tilltar i allmänhet med storleken för primärpartiklarna. 3 78Û5ñ36-8 En PVC-latex kan'exèmpeIvis Hetecknas~som skjuvñingskänslig när den vid 65°C utsättes för en skjuvgradient av 1700 sek._l i 6 minuter och därvid koagulerar.

Halten fasta substanser för latexarna varierar i allmänhet mellan 30 och 50 viktprocent. Med PVC förstås i detta sammanhang även sampolymerer upp till 20 viktprocent, räknat på polymeren.

De bifogade ritningarna åskådliggör schematiskt anordningar för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen varvid detaljerna i ritningarna icke är skalenligt visade utan ritningarna är endast avsedda att visa principerna för anordningarna.

Avgasningsförfarandet genomföres i allmänhet i en speciellt för detta framställd behållare. Det är dock i princip även möjligt att bygga in de nödvändiga installationerna, såsom exempelvis vattenånginblåsningsmunstycke och snedställd omrörare, i normala polymerisationskärl och därigenom göra en andra behållare överflödig I figur 1 åskådliggöres en sådan speciell behållare. Med 1 visas ånginblåsningen, som låter vattenångan inströmma tangentiellt till behållarväggen. Därvid är en vinkelçiav 60-900 lämplig, företrädes- vis en vinkel av 70-800. Med 2 åskådliggöres en omrörare som är anbringad snett till behållarväggen. Lutningsvinkeln uppgår i allmänhet till 25-450 och är i ritningen betecknad.fl. Vinkeln ligger företrädesvis mellan 25 och 350. Omröringsorganen är exempel- vis propeller-, skruv- och skovelomrörare. Avloppsledningen för vinylklorid och vattenånga visas vid 3.

Vidare åskådliggöres genom L längden för omröraren inom behållaren, med bokstaven D diametern för behållaren, med bok- stäverna H1 resp. H2 fyllhöjden i behållaren. Det är fördelaktigt om exempelvis förhållandet L till D ligger inom intervallet 0,3-0,1, företrädesvis 0,2. Beträffande fyllhöjden i behållaren kan sägas att den undre gränsen ligger vid ett fyllhöjd- till diameterförhål- lande av 0,3> H1 genom D)-0,l, i synnerhet 0,2. Den övre gränsen kan i allmänhet anges med ett förhållande av l>-H2 genom D2>0,2, företrädesvis 0,3 till 0,5.

I figur 2 åskådliggöres en ytterligare föredragen utförings- form av ånginblåsningen. Den utmärkes av att ångan ledes centralt till en stöttallrik i avgasningskärlet. Centralt skall i detta sammanhang förstås så att icke endast exakt centrum för kärlet avses utan även rimliga avvikelser därifrån. Fyllgraden för behål- laren uppgår i allmänhet vid avgasningen till maximalt 50 %.

I figur 2 betecknar: D = diameter för kärlet, dl = diameter för stöttallriken, d = diameter för kärlskarven, h = avstånd kärldom/ stöttallrik. Stöttallriken kan även vara täckt, såsom åskådliggöres i figur 2, spalten mellan tallriken och täckningen är betecknad med 78051436-8 *i S. För noggrannare beskrivning kan följande'í aIlmänhet'uppfyllda be tingelser anges: o,ol < Él« D 0,05 <'% < 0,2 , företrädesvis 0,1, 0,5 < S< 5 , företrädesvis 1-2 mm, o,o2 < % < o,os, företrädesvis o,o3; Förfarandetenligt uppfinningen genomföres vanligtvis på följande sätt; ' Efter avslutning av polymerisationen avlägsnas den största delen av den icke polymeriserade vinylkloriden genom att autoklaven frigöres från tryck. Därefter avdrages ytterligare vinylklorid genom användning av vakuumpumpar. Dessa åtgärder kan genomföras såväl i polymerisationskärlet som även i en efterinkopplad avgasningsbehållare. Nu inblåses vattenånga, varvid genom Vakuum- framkallande apparater, exempelvis vattenringpumpar, undertryck upprätthålles. Man eftersträvar att uppnå det tryck, som motsvarar ångtrycket för vattnet vid den föreliggande temperaturen. Då latexen efter polymerisationen redan föreligger i uppvärmt till- stånd, kan detta värme utnyttjas. Om detta icke är fallet, måste den önskade temperaturen inställas. I allmänhet användes tempera- turer mellan 50 och 80°C, företrädesvis 55-75°C. Därvid kan tempe- raturen hållas konstant under avgasningen eller varieras. Genom ånginblåsningen uppnås icke genast det eftersträvade vattenångtrycke som motsvarar temperaturen, utan det tar i allmänhet en viss tid tills evakueringsapparaterna har uppnått en så vittgående sänkning av det inre trycket att dispersionen hålles vid kokning.

Vattenånginblåsningen sker över vanliga inblåsningsmun- stycken tangentiellt till autoklavväggen och/eller centralt till en stöttallrik. Sålunda ifrågakommer i allmänhet mängder av 50-500 kg per timme, företrädesvis 200-300 kg per timme. Vanligtvi' användes mättad ånga. Tryckintervallet kan variera i vittgående utsträckning, exempelvis mellan l,5 och l5 bar. Även temperaturen för vattenångan kan varieras i vittgående utsträckning, exempelvis mellan ll0 och 200°C.

Under inblåsningen av ångan och avsugningen av den bildade vinylklorid/vattenång-blandningen omrör man löpande med den sned- ställda omröraren, varvid en omröringshastighet av 10-500 varv/minut l allmänhet är tillräcklig. 5 Den avdragna gasblandningen av vinylklorid och vattenånga separeras genom kondensation. Vinylkloriden kan därvid återvinnas s '7805436-8 och åter användas för p¿lymefišátion:“ H ._ _ _n_ _ Uppfinningen åskådliggöres närmare medelst följande exempel.

Exempel l.

En medelst mikrosuspensionsförfarande (förhomogeniserings- förfarande) framställd latex, som i den vattenhaltiga massan innehåller ungefär l % emulgator, användes för avgasningsförsöket.

Den innehåller 45 % PVC med en partikelstorlek av 0,l-2 p och ett K-värde av 70. Vinylklorid-koncentrationen efter polymerisationen uppgår till ca. 5 %, räknat på PVC. 12000 1 av denna latex avtappas i en avgasningsbehållare, som är evakuerad till 100 torr. Med en snedställd omrörare med propellerblad omrör man med 300 varv. Temperaturen uppgår till 62°C. Genom en vattenringpump avsuges överskott av vinylklorid.

Därefter inblåses i gasrummet med hjälp av snedställt munstycke vattenånga tangentiellt till behållarväggen (220 kg/h). Efter 30 minuter är ett slutvakuum av 150 torr uppnått. Vid kokande latex fortsättes avgasningen under fortsatt inblåsning av ånga i ytter- ligare 30 minuter. Icke någon störande skumbildning uppträder.

Latexen innehåller efter denna behandling 550 ppm vinylklorid och är icke koagulerad. Alla ppm-värden hänför sig till PVC (= fast substans).

Exempel 2.

En latex motsvarande den i exempel l avgasas under liknande betingelser, dock vid 50°C. Latexen innehåller 1200 ppm vinyl- klorid.

Jämförelseexempel l.

En latex motsvarande den i exempel l avgasas vid 500 C under omröring med rakt stående bladomrörare (30 varv/minut). Efter l l/2 timme har man uppnått ett vakuum av ca. 250 torr. Latexen innehåller efter denna tid fortfarande 20000 ppm vinylklorid.

Jämförelseexempel 2.

Jämförelseexempel 1 upprepas, dock användes en avgasnings- temperatur av ca. 60oC. Avgasningstiden uppgår till 3 timmar; slutvakuumet till ca. l50 till 200 torr. Under processen uppträder en kraftig skumbildning, varför avsugningen av vinylkloriden tidvis måste strypas för att icke skum skall indragas i pumpen.

Skumbildningen åstadkommer även den långa avgasningstiden. Latexen innehåller fortfarande 7000 ppm vinylklorid. 7805436-8 Jämförelseexemgel 3.

Temperaturen höjes till 65°C, medan man i övrigt arbetar på samma sätt som i jämförelseexempel 2. Skumbildningen är ännu mycket starkare än vid arbetssättet enligt jämförelseexempel 2, varför 4 timmars avgasningstid är nödvändigt. Latexen innehåller 4000 ppm vinylklorid och är koagulerad.

Exemgel 3.

Exempel l upprepas, varvid man dock använder en anordning enligt figur 2. De övriga betingelserna hålles lika. Efter 25 minu- ter är avgasningen avslutad. Latexen innehåller 490 ppm vinylklorid och är icke koagulerad.

Claims (1)

1. 7805436-8 PATENTKRAV Förfarande för skonsam avgasning av koaguleringskänsliga polyvinylklorid-latexar genom behandling med vattenånga i en avgasningsbehållare under reducerat tryck och omröring vid förhöjd temperatur, k ä n n e t e c k n a t därav, att latexen hâlles vid en temperatur av 50~80°C och det tryck inställes som vid den valda temperaturen motsvarar koktryck- et för vatten, omröringen av latexen åstadkommas med en snedställd omrörare och vattenângan inblâses i gasrummet hos avgasningsbehållaren tangentiellt till behållarväggen i en vinkel a av 60-900, och/eller vattenângan ledes centralt till en stöttallrik i avgasningsbehållaren. I