DE4118526A1 - Verfahren zur entfernung von restmonomeren und niedermolekularen verunreinigungen aus waessrigen polymerdispersionen - Google Patents
Verfahren zur entfernung von restmonomeren und niedermolekularen verunreinigungen aus waessrigen polymerdispersionenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Ent
fernung von Restmonomeren und niedermolekularen Verunreinigungen aus in
wäßriger Dispersion vorliegenden Polymerisaten durch Hindurchleiten eines
mittels einer Verteilervorrichtung erzeugten Gasstroms.
In der EP-A 1 87 927 wird ein Verfahren zur Entfernung von organischen
Verbindungen aus Polymeraufschlämmungen beschrieben, wobei die Auf
schlämmungen unter starkem Rühren und bei erhöhter Temperatur mit einem
nicht kondensierbaren Gas behandelt werden.
Aus der DE-B 26 35 478 ist ein Verfahren zum Entfernen von Vinylchlorid
aus wäßrigen Dispersionen, Latices oder Aufschlämmungen bekannt, bei dem
diese Dispersionen, Latices oder Aufschlämmungen bei vermindertem Druck
mit einem Inertgas durchblasen werden.
Nach der Lehre der BE 8 65 673 werden Polymersuspensionen zur Entfernung
von Restmonomeren einer Behandlung mit Dampf unterworfen.
Eine Dampfbehandlung ist aber nicht nur apparativ sehr aufwendig, sie
führt auch häufig zu einer zu starken Verdünnung der Polymersuspensionen,
was bei der anschließenden Trocknung einen erhöhten Energieverbrauch zur
Folge hat.
Die Behandlung wäßriger Dispersionen mit einem Inertgasstrom ist ebenfalls
insofern problematisch, als es dabei häufig zur Zerstörung der
Dispersionen kommt, wobei durch die Koagulatbildung die Verteiler
vorrichtungen für das Inertgas verstopfen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein verbessertes Verfahren zur
Entfernung von Restmonomeren und anderen Verunreinigungen zu finden, bei
dem die geschilderten Mängel vermieden werden.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Entfernung von Restmonomeren und nieder
molekularen Verunreinigungen aus in wäßriger Dispersion vorliegenden Poly
merisaten durch Hindurchleiten eines mittels einer Verteilervorrichtung
erzeugten Gasstromes gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der
Gasstrom 0,01 bis 0,5 l flüssiges Wasser pro 100 Liter des Gases enthält.
Die als wäßrige Dispersionen vorliegenden Polymerisate können Homo- oder
Copolymerisate sein, die nach allgemein bekannten Verfahren hergestellt
werden können.
Als Monomere kommen beispielsweise Styrol oder dessen kernsubstituierte
Derivate wie α-Methylstyrol und Divinylbenzol, Ethylen, Propylen, Vinyl
chlorid, Butadien, Isopren, Chloropren, Acrylnitril, Methacrylnitril,
Alkylester der Acrylsäure oder Methacrylsäure wie Ethylacrylat, Ethyl
hexylacrylat oder Methylmethacrylat, Vinylether wie Vinylmethylether oder
Butandioldivinylether in Betracht, wobei es auf die Art der Monomeren
nicht ankommt.
Solche Polymerisate können üblicherweise bis zu 1500 ppm an Restmonomeren
oder niedermolekularen Verunreinigungen enthalten. Niedermolekulare
Verunreinigungen können durch Cycloadditionsreaktion von Monomeren ent
stehen, beispielsweise 4-Carbethoxycyclohexan aus Butadien und Ethyl
acrylat. Die Verunreinigungen können auch von vornherein in den einge
setzten Monomeren enthalten sein; so kann Styrol beispielsweise bis zu
200 ppm Ethylbenzol enthalten.
Die zu behandelnden Dispersionen solcher Polymerisate können einen Fest
stoffgehalt von 30 bis 70, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%, haben.
Üblicherweise fallen Dispersionen mit einem geeigneten Feststoffgehalt bei
der Polymerisation direkt an.
Die Behandlung der Dispersionen mit dem Inertgasstrom erfolgt üblicher
weise in einem Rührkessel, in dem das Inertgas von unten eingeleitet
werden kann. Die Einleitung des Inertgases kann beispielsweise mit Hilfe
von handelsüblichen Düsen erfolgen, die üblicherweise einen Durchmesser
von 0,5 bis 5 mm haben können, wobei der Durchmesser von der verwendeten
Gasmenge abhängig ist, was der Fachmann leicht nach bekannten Formeln
berechnen kann.
Die Anzahl der verwendeten Düsen ist nicht kritisch und richtet sich nach
der Menge an zu behandelnder Dispersion und der Art des
Behandlungskessels, wobei die Anzahl der nötigen Düsen durch leichte
Experimente ermittelt werden kann.
Als Inertgas kommen solche Gase in Betracht, die unter den Verfahrens
bedingungen mit den Polymerisaten praktisch nicht reagieren, also z. B.
Luft, Stickstoff, Kohlendioxid oder niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe,
wobei Luft bevorzugt verwendet wird. Pro kg Dispersion werden
zweckmäßigerweise 1 bis 50 l Inertgas eingesetzt.
Pro 100 l Inertgas werden 0,01 bis 0,5 l vollentsalztes Wasser zusammen
mit dem Inertgas zugeführt, wobei die Menge an Wasser so bemessen werden
kann, daß sich das Gesamtvolumen der Dispersion nicht ändert.
Das zugeführte Wasser kann eine Temperatur von 10 bis 90°C, vorzugsweise
10 bis 30°C, haben.
Die Behandlung der Dispersionen erfolgt üblicherweise bei Temperaturen von
30 bis 95, vorzugsweise 70 bis 80°C. Das Verfahren kann unter Normaldruck,
aber auch bei vermindertem Druck durchgeführt werden.
Die Dauer der Inertgasbehandlung richtet sich nach Art und Menge der
Restmonomeren und Verunreinigungen und kann im Einzelfall leicht
experimentell ermittelt werden. Üblicherweise beträgt die Behandlungsdauer
3 bis 30 h.
Um unerwünschte Schaumbildungen zu vermeiden, können den Dispersionen
zusätzlich handelsübliche Entschäumer wie beispielsweise organische
Silikonverbindungen oder Gemische höherer aliphatischer Alkohole zugegeben
werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch dis
kontinuierlich erfolgen.
Nach Beendigung der Inertgasbehandlung können die Dispersionen in üblicher
Weise aufgearbeitet werden, beispielsweise durch Sprühtrocknung.
Die Konzentration an Restmonomeren und Verunreinigungen kann mittels
Pyrolyse-Gaschromatographie ermittelt werden.
In der Regel läßt sich die Konzentration der flüchtigen Begleitstoffe in
den festen Polymeren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bis auf einen
Restgehalt von weniger als 10 ppm senken.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich unerwünschte Effekte bei
der Entfernung von Begleitstoffen, wie Koagulatbildung, Verdünnung der
Dispersion und Verstopfen der Gasverteilervorrichtungen in einfacher Weise
vermeiden.
Vorlage
200 kg vollentsalztes Wasser
0,5 kg Gemisch von C₁₂-C₁₄-Alkylsulfonaten
0,5 kg Natriumbicarbonat
0,6 kg Kaliumpersulfat
30 kg Styrol
200 kg vollentsalztes Wasser
0,5 kg Gemisch von C₁₂-C₁₄-Alkylsulfonaten
0,5 kg Natriumbicarbonat
0,6 kg Kaliumpersulfat
30 kg Styrol
Zulauf 1
150 kg vollentsalztes Wasser
0,2 kg Gemisch von C₁₂-C₁₄-Alkylsulfonaten
30 kg Styrol
150 kg Butadien
150 kg vollentsalztes Wasser
0,2 kg Gemisch von C₁₂-C₁₄-Alkylsulfonaten
30 kg Styrol
150 kg Butadien
Zulauf 2
120 kg vollentsalztes Wasser
3 kg Alkylsulfante
0,4 kg Kaliumpersulfat
120 kg vollentsalztes Wasser
3 kg Alkylsulfante
0,4 kg Kaliumpersulfat
Zulauf 3
60 kg Styrol
20 kg Acrylnitril
40 kg Ethylacrylat
18 kg Methylmethacrylat
60 kg Styrol
20 kg Acrylnitril
40 kg Ethylacrylat
18 kg Methylmethacrylat
Die Polymerisation erfolgte in einem üblichen geschlossenen
Polymerisationskessel.
Nach Aufheizen der Vorlage auf 75°C wurde Zulauf 1 während einer
Zeitspanne von 8 Stunden kontinuierlich zugegeben. Anschließend wurde
noch 3 Stunden bei 75°C nachpolymerisiert.
Dann wurde das Reaktionsgemisch mit Zulauf 2 versetzt und anschließend
Zulauf 3 während einer Zeitspanne von 2 Stunden zugegeben und daraufhin
für weitere 3 Stunden nachpolymerisiert. Dann wurde entspannt und der
Ansatz abgekühlt. Man erhielt eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt
von ca. 40 Gew.-%.
100 l der Polymerdispersion wurden unter Rühren 5 Stunden auf 80°C
erhitzt. Während dieser Zeit wurden pro Stunde 3000 l Luft und 0,5 l
vollentsalztes Wasser über drei am Kesselboden sternförmig angeordnete
Düsen mit einem Durchmesser von 1,3 mm in die Dispersion geleitet.
Anschließend wurde die Dispersion durch Sprühtrocknung aufgearbeitet. Die
Menge der Restmonomeren und Verunreinigungen in dem so erhaltenen Poly
merisat sind in Tabelle I aufgelistet.
Es wurde wie unter Beispiel 1 verfahren, jedoch ohne gleichzeitige Zufuhr
von Wasser. Nach 90 min hatte sich an den Düsen Coagulat abgeschieden, so
daß zwei von drei Düsen verstopft waren.
15 000 l Polymerdispersion wurden in einem mit einem Rührer versehenen
Behälter, an dessen Boden ein Rohr angebracht war, das mit 30 Löchern von
2 mm Durchmesser zum Durchleiten der Luft versehen war, auf eine
Temperatur von 70°C aufgeheizt und 15 Stunden bei dieser Temperatur
gehalten. Dabei wurden pro Stunde 50 000 l Luft und 60 l vollentsalztes
Wasser durch das Rohr in die Dispersion eingeleitet. Anschließend wurde
die Dispersion durch Sprühtrocknung aufgearbeitet. An den Rohröffnungen
hatte sich kein Koagulat abgesetzt.
Der Gehalt an Restmonomeren und Verunreinigungen im Polymerisat ist in
Tabelle I aufgelistet.
100 l Polymerdispersionen wurden unbehandelt durch Sprühtrocknung aufge
arbeitet. Der Gehalt an Restmonomeren und Verunreinigungen ist in
Tabelle I aufgelistet.
Claims (1)
- Verfahren zur Entfernung von Restmonomeren und niedermolekularen Ver unreinigungen aus in wäßriger Dispersion vorliegenden Polymerisaten durch Hindurchleiten eines mittels einer Verteilervorrichtung erzeugten Gas stroms, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom 0,01 bis 0,5 l flüssiges Wasser pro 100 Liter des Gases enthält.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914118526 DE4118526A1 (de) | 1990-06-15 | 1991-06-06 | Verfahren zur entfernung von restmonomeren und niedermolekularen verunreinigungen aus waessrigen polymerdispersionen |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4019054 | 1990-06-15 | ||
| DE19914118526 DE4118526A1 (de) | 1990-06-15 | 1991-06-06 | Verfahren zur entfernung von restmonomeren und niedermolekularen verunreinigungen aus waessrigen polymerdispersionen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4118526A1 true DE4118526A1 (de) | 1991-12-19 |
Family
ID=25894150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19914118526 Withdrawn DE4118526A1 (de) | 1990-06-15 | 1991-06-06 | Verfahren zur entfernung von restmonomeren und niedermolekularen verunreinigungen aus waessrigen polymerdispersionen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4118526A1 (de) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0584458A3 (en) * | 1992-08-03 | 1994-08-17 | Basf Corp | Removal of organic volatiles from polymer solutions and dispersions |
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| DE102011087138A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von wässrigen Polymerdispersionen |
-
1991
- 1991-06-06 DE DE19914118526 patent/DE4118526A1/de not_active Withdrawn
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| DE102011087138A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von wässrigen Polymerdispersionen |
| WO2013076264A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-30 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur herstellung von wässrigen polymerdispersionen |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |