Procedimiento para la fabricación de polímeros con los que se pueden formar pastas.

Procedimiento de una etapa para la fabricación de polímeros con los que se pueden formar pastas a partir demonómeros etilénicamente insaturados mediante polimerización o copolimerización discontinua en un procedimientode microsuspensión utilizando un dispositivo de dispersión conforme al principio de rotor-estator,

en el que para laestabilización de la dispersión polimérica se utilizan cantidades de emulsionante/coemulsionante de respectivamente≤ 0,8%, caracterizado porque la presión de dispersión y el ancho de ranura de la herramienta de dispersión seajustan entre sí de modo que se produzca una distribución granulométrica primaria bimodal de la dispersiónpolimérica y el diámetro de partícula medio de la población de partículas P1 referida en volumen ascienda a 0,05 -1,0 μm, y el diámetro de partícula medio de la población de partículas P2 referida en volumen ascienda a 1,5 - 2010 μm, y la relación en volumen de las poblaciones de las partículas P1 y P2 de la distribución bimodal se encuentreentre 90:10 y 10:90.

Procedimiento para la fabricación de polímeros con los que se pueden formar pastas La presente invención se refiere a un procedimiento discontinuo en una etapa para la fabricación de polímeros con los que se pueden formar pastas, en especial homo y copolímeros de cloruro de vinilo por el procedimiento de microsuspensión, que mezclándolos con plastificantes conducen a pastas de PVC, también llamadas plastisoles, con viscosidades muy bajas y bajos contenidos de emulsionantes.

Es conocido que pueden fabricarse homo y copolímeros de cloruro de vinilo para la preparación de plastisoles por procedimientos continuos y discontinuos.

La procesabilidad de los plastisoles se ve influida decisivamente por la viscosidad de las pastas. Para la mayoría de las aplicaciones (procedimientos de recubrimiento como p.ej. extensión, impresión así como tratamientos de inmersión y vertido) es ventajosa una viscosidad de la pasta reducida para aumentar la productividad. Son otras ventajas de una baja viscosidad la renuncia a o la reducción de coadyuvantes de procesamiento emisores en ajustes pobres en plastificantes.

Los polímeros de cloruro de vinilo fabricados por el procedimiento de polimerización en emulsión continuo conducen a plastisoles con baja viscosidad en la zona de cizallamiento alto y con alta viscosidad en la zona de cizallamiento bajo (p.ej. documentos DE 1017369, DE 1029563, DD 145171, DE 2714948, DE 1065612, DE 2625149) . Para muchos de los procedimientos de procesamiento anteriormente mencionados es ventajoso sin embargo para la productividad y la calidad del producto una viscosidad de la pasta baja precisamente en la zona de cizallamiento bajo. Los polímeros de cloruro de vinilo fabricados por el procedimiento continuo presentan además concentraciones muy elevadas de emulsionantes que producen en los productos fabricados con ellos perjuicios en las propiedades como absorción de agua, comportamiento de migración, transparencia en láminas, etc.

En la polimerización en emulsión discontinua puede polimerizarse con contenidos de emulsionante claramente menores. Por consiguiente se consigue una mejora de las propiedades negativas inducidas por elevados contenidos de emulsionante como absorción de agua, comportamiento de migración y transparencia en láminas (documentos DE 1964029, BE 656985, DE 2429326) . Sin embargo los polímeros de cloruro de vinilo fabricados por este procedimiento conducen siempre a productos con una estrecha distribución granulométrica primaria, pero también a plastisoles con una viscosidad de la pasta claramente mayor que en el procedimiento continuo.

Se conoce también la fabricación de polímeros de cloruro de vinilo con los que se pueden formar pastas por el procedimiento de microsuspensión, como se describe por ejemplo en los documentos DE 1069387, DD 143078, DE 3526251. En este procedimiento se polimeriza la mezcla de monómero-agua predispersada mediante cizallamiento intenso usando substancias tensioactivas ionógenas y no ionógenas e iniciadoras dando dispersiones polímericas con la distribución granulométrica ancha típica de este procedimiento. Como emulsionantes pueden usarse a este respecto sales de amonio y alcalinas de ácidos grasos o tensioactivos, como p.ej. alquilsulfonatos/sulfatos alcalinos, alquilarilsulfonatos alcalinos y ésteres del ácido sulfosuccínico en combinación con alcoholes grasos o alcoholes grasos etoxilados.

Los polímeros obtenidos por este procedimiento conducen a pastas de baja viscosidad con contenidos de emulsionante relativamente altos. El efecto Kelvin de las pastas observado frecuentemente dificulta el procesamiento de las pastas en la zona de cizallamiento alta.

Es ya conocido que mediante la producción de látex de polímeros bimodales fabricados por polimerización en emulsión o microsuspensión puede conseguirse una mejora de las propiedades reológicas de los plastisoles (documentos US 6245848, US 6297316, US 4245070) .

En los procedimientos indicados es sin embargo necesario preparar en una primera etapa el látex de siembra 1 y en una segunda etapa el látex de siembra 2 (tamaños de partícula P1 " P2) . A continuación, en presencia de las dos poblaciones de partículas P1 y P2, por adición de los correspondientes látex de siembra y cloruro de vinilo se obtiene por polimerización un látex con tamaños de partícula bimodales. También está ya descrita la mejora de las propiedades reológicas por mezcla de látex de polímeros con distintos tamaños de partícula y subsiguiente secado (documento US 6245848) .

Es un inconveniente en los procedimientos de varias etapas el elevado coste tecnológico y analítico en la reacción del procedimiento. La calidad del látex bimodal se determina decisivamente por la calidad de los látex de siembra. Los desplazamientos en el tamaño de partícula y en la proporción en masa de una población de partículas en los látex de siembra P1 o P2 se reflejan en desplazamientos del tamaño de partícula o en la proporción de las poblaciones de partículas entre sí en el látex bimodal y por consiguiente en las propiedades reológicas de los plastisoles. Para la fabricación reproducible y los controles de calidad de los látex de siembra es necesario un elevado gasto de inversión en lo relativo a técnica de dosificación (emulsionante, iniciador, monómeros) y un elevado gasto analítico en la determinación de los tamaños de partícula de las poblaciones de partículas P1 y P2.

Además, son conocidos procedimientos para la fabricación de homo y copolímeros de cloruro de vinilo de baja viscosidad mediante el modo de procedimiento de microsuspensión con adición de hasta 1% de parafinas (parafinas con > 8 átomos de C) (documento DD 220317) . Es un inconveniente en este procedimiento que las parafinas incompatibles con el polímero, tras el secado del látex (preferiblemente secado por aspersión) permanecen en su mayor parte en el polímero e influyen negativamente en sus propiedades de piezas prefabricadas (empañamiento en el sector del automóvil, migración, emisión en interiores (valor de VOC) en el sector de suelos y papeles pintados) . Por otra parte las parafinas volátiles se enriquecen en la desmonomerización en monómeros residuales obtenidos de nuevo y deben separarse a continuación por destilación de manera costosa de monómero en la instalación de recuperación de monómero.

La presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento de una etapa rentable y eficiente para la fabricación de polímeros y copolímeros de cloruro de vinilo con los que se puedan formar pastas por polimerización discontinua por el procedimiento de microsuspensión, que conduzca tras el secado y el mezclado de los polímeros obtenidos con plastificantes a plastisoles con una viscosidad extremadamente baja con concentraciones de emulsionante bajas.

El objetivo se consigue conforme a la invención mediante un procedimiento de una etapa para la fabricación de polímeros con los que se pueden formar pastas a partir de monómeros etilénicamente insaturados mediante polimerización o copolimerización discontinua en un procedimiento de microsuspensión utilizando un dispositivo de dispersión conforme al principio de rotor-estator y las otras características de la reivindicación 1.

Mediante la polimerización o copolimerización discontinua en una etapa en el procedimiento de microsuspensión utilizando un dispositivo de dispersión conforme al principio de rotor-estator, mediante optimización de la presión de homogeneización y del ancho de la ranura de cizallamiento de la herramienta de homogeneización, se consigue directamente una distribución bimodal de las partículas primarias (poblaciones de las partículas primarias: P1 en el intervalo de 0, 05 - 1, 0 !m; P2 en el intervalo de 1, 5 - 20 !m) de la dispersión polimérica obtenida, que tras el secado y el mezclado con plastificantes conduce a plastisoles con una viscosidad extremadamente baja, pobres en emulsionante.

Las ventajas conseguidas con la invención consisten en especial en que puede renunciarse a una costosa preparación de látex de siembra y a su utilización así como en que no se usan en la polimerización aditivos incompatibles con el polímero que se forma, como por ejemplo parafinas, que originan propiedades de procesamiento negativas. Además de esto, puede utilizarse una cantidad claramente menor de emulsionante (s) para la estabilización de las gotitas de monómero o de la dispersión polimérica sin que de este modo sufra la estabilidad del látex formado (estabilidad de agitación a 3.000 rpm > 30 min) .

Otra ventaja del procedimiento radica conforme a la invención en que no debe dosificarse toda la cantidad de monómero o comonómero mediante... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de una etapa para la fabricación de polímeros con los que se pueden formar pastas a partir de monómeros etilénicamente insaturados mediante polimerización o copolimerización discontinua en un procedimiento de microsuspensión utilizando un dispositivo de dispersión conforme al principio de rotor-estator, en el que para la 5 estabilización de la dispersión polimérica se utilizan cantidades de emulsionante/coemulsionante de respectivamente < 0, 8%, caracterizado porque la presión de dispersión y el ancho de ranura de la herramienta de dispersión se ajustan entre sí de modo que se produzca una distribución granulométrica primaria bimodal de la dispersión polimérica y el diámetro de partícula medio de la población de partículas P1 referida en volumen ascienda a 0, 05 - 1, 0 !m, y el diámetro de partícula medio de la población de partículas P2 referida en volumen ascienda a 1, 5 - 20

!m, y la relación en volumen de las poblaciones de las partículas P1 y P2 de la distribución bimodal se encuentre entre 90:10 y 10:90.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, en el que el polímero con el que se puede formar pastas es un polímero de cloruro de vinilo o de mezclas de cloruro de vinilo con hasta 30 por ciento en peso de monómeros copolimerizables.

3. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se polimerizan mezclas pobres en emulsionante/coemulsionante con cantidades de emulsionante/coemulsionante de respectivamente preferiblemente entre 0, 4 - 0, 8% en peso.

4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque solo se transfiere al reactor de polimerización por medio del dispositivo de dispersió.

30. 80% de la cantidad de monómero y la parte restante se 20 dosifica directamente en el recipiente de polimerización.

Fig. 1 Fig. 2