DE102011077608A1

DE102011077608A1 - Verfahren zur Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators

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Publication number: DE102011077608A1
Application number: DE201110077608
Authority: DE
Inventors: Jochen Kirchhoff; Dr. Omeis Marianne; Frank Dr. Kraushaar; Werner Höss; Krzysztof Sado; Dr. Khrenov Victor; Dr. Schultes Klaus; Nils Mehler
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators durch Umesterung eines Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers mit einem (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol, das sich durch eine Umesterung in einem Extruder und durch die Entfernung des nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols durch Zugabe von Wasserdampf unter Druck auszeichnet, sowie die Verwendung des polymergebundenen Stabilisators zur Herstellung von Kunststoffen für Trinkwasserleitungen.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators durch Umesterung eines Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers mit einem (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol.
Um die Migration bzw. Extraktion von Stabilisatoren aus einem Polymer zu reduzieren, werden Stabilisatoren kovalent an das Polymer gebunden. Insbesondere für die sogenannten HALS-Stabilisatoren, wobei HALS für hindered amine light stabiliser steht, besteht ein Interesse diese an ein Polymer zu binden.
So beschreibt die EP 0 063 544 A1 α-Olefincopolymere mit sterisch gehinderten Aminseitengruppen als Licht- und Wärmeschutzmittel für organische Materialien, wie beispielsweise Polyolefine. Die batchweise Herstellung dieser Stabilisatoren erfolgt durch die Umsetzung eines Ethylen-Ethylacrylatcopolymers mit 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol in Gegenwart von Tetrabutyltitanat als Katalysator. Das erhaltene Copolymer wird in Toluol gelöst und das Copolymer wird anschließend durch Zugabe in Hexan wiederum ausgefällt und abfiltriert. Um nicht umgesetztes 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol zu extrahieren, wird das erhaltene Copolymer in Aceton suspendiert, unter Rückfluss erhitzt, wiederum abfiltriert und getrocknet.
Die WO 00/22013 A1 beschreibt hingegen ein Copolymer aus Ethylen oder Propylen und einer Vinylverbindung mit einem sterisch gehinderten Aminsubstituent und dessen Verwendung als Licht- und Wärmeschutzmittel für Polymere. Hergestellt werden die Copolymer gemäß der EP 0 468 418 mittels einer radikalischen Polymerisation der beiden Comonomere Ethylen oder Propylen und einer Vinylverbindung mit einem sterisch gehinderten Aminsubstituent unter hohem Druck. Da es sich bei den eingesetzten Vinylverbindungen häufig um Feststoffe handelt, sind einige aufwändige Verfahrensschritte notwendig um die überschüssigen Monomere abzutrennen und um ein Verstopfen der Anlage zu vermeiden.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kontinuierliches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators mit einem niedrigen Gehalt an Monomeren und/oder Edukten bereitzustellen, insbesondere sollte dieser Stabilisator für den Einsatz in Kunststoffen für die Herstellung von Trinkwasserleitungen geeignet sein.
Überraschenderweise wurde ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators gefunden, das sich dadurch auszeichnet, dass dem Umesterungsprodukt durch Zugabe von Wasserdampf unter Druck das überschüssige (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol aus dem erhaltende Umesterungsprodukt in einem Extruder entfernt wird, wobei das Umesterungsprodukt als Schmelze vorliegt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass sich der Restgehalt an nicht umgesetztem (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol deutlich absenken lässt. Insbesondere war es überraschend, dass bei diesem Verfahren auf ein aufwändiges Extraktionsverfahren verzichtet werden konnte, wie es beispielsweise in der EP 0 063 544 A1 beschrieben wird. Somit kann der Einsatz von organischen Lösemitteln bzw. organischen Extraktionsmitteln in dem erfindungsgemäßen Verfahren entfallen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die Herstellung eines polymergebunden Stabilisators, welcher sich durch einen geringen Restgehalt an Edukten und/oder Monomeren auszeichnet, möglich. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Stabilisatoren aufgrund ihres geringen Restgehaltes an Edukten und/oder Monomeren für den Einsatz in Kunststoffen für die Herstellung von Trinkwasserleitungen. Gerade bei Trinkwasserleitungen ist es zwingend erforderlich, dass keine Edukte, Monomere oder gar die dem Kunststoff zugesetzten Stabilisatoren nach außen migrieren, beispielsweise ins Trinkwasser.
Durch das kontinuierliche Verfahren wird ferner die Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators mit einer gleichbleibenden Produktqualität ermöglicht.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators durch Umesterung eines Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers mit einem (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol, dadurch gekennzeichnet, dass

(1) die Umesterung des Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers mit dem (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol in einem Extruder erfolgt,
(2) der freiwerdende Alkohol mittels Anlegen eines Vakuums entfernt wird und
(3) anschließend durch Zugabe von Wasserdampf unter Druck das überschüssige (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol aus dem erhaltende Umesterungsprodukt in einem Extruder entfernt wird, wobei das Umesterungsprodukt als Schmelze vorliegt.

Ferner ist Gegenstand dieser Erfindung ein polymergebundener Stabilisator erhältlich durch das erfindungsgemäße Verfahren, sowie die Verwendung des erfindungsgemäßen polymergebundenen Stabilisators zur Herstellung von Kunststoffen für Trinkwasserleitungen.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise ein Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer mit den wiederkehrenden Struktureinheiten der Formeln (a) und (b)
mit R¹ = Wasserstoff oder C_1-18-Alkylgruppe,
R² = C_1-6-Alkylgruppe,
R³ = Wasserstoff oder Methylgruppe und
* = Verknüpfungsstelle zu einer weiteren wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (a) oder (b) oder zu einer Endgruppe des Copolymers,
eingesetzt, wobei die wiederkehrenden Struktureinheiten blockweise oder in einer statistischen Verteilung auftreten können. Bevorzugt wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Ethylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer mit R¹ = Wasserstoff eingesetzt. Neben den wiederkehrenden Struktureinheiten der Formel (a) und (b) können in dem Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer noch weitere von den Struktureinheiten der Formel (a) und (b) abweichende Struktureinheiten vorhanden sein. Ebenso kann ein endgruppenmodifiziertes Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. So können auch Mischungen verschiedener Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymere eingesetzt werden. Vorzugsweise wird jedoch ein Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer, das ausschließlich die wiederkehrenden Struktureinheiten der Formel (a) und (b) aufweist und ggf. endgruppenmodifiziert ist, eingesetzt.
Als (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Verbindungen gemäß der Struktur (I)
mit R⁴ = Wasserstoff oder C_1-2-Alkylgruppe und
R⁵ = Wasserstoff oder C_1-4-Alkylgruppe,
eingesetzt. Bevorzugt wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol mit R⁴ und R⁵ = Wasserstoff eingesetzt. Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte (un-)substituierte 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol weist vorzugsweise einen Siedepunkt von mindestens 80°C, bevorzugt von 100 bis 300°C, besonders bevorzugt von 200 bis 250°C und ganz besonders bevorzugt von 210 bis 230°C auf. Ferner weist das eingesetzte (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol vorzugsweise einen Schmelzpunkt von maximal 200°C auf, bevorzugt von 50 bis 180°C und besonders bevorzugt von 100 bis 150°C.
Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren das (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol in einem stöchiometrischen Verhältnis oder in einem molaren Unterschuss zu den Struktureinheiten der Formel (b) des Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers eingesetzt. Bevorzugt werden daher die beiden Edukte Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer und (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol in einem molaren Verhältnis des (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols zu den Struktureinheiten der Formel (b) des Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers von 1:2,5 bis 1:1 und besonders bevorzugt von 1:2,1 bis 1:1,7 eingesetzt.
Die Umesterung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vorzugsweise in Gegenwart eines Umesterungskatalysators. Hierfür werden bevorzugt Titansäureester, besonders bevorzugt Tetraalkyltitanat und ganz besonders bevorzugt Tetraethyltitanat eingesetzt. Es ist vorteilhaft den Umesterungskatalysator in einer Menge von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 2 Gew.-% bis 8 Gew.-% und besonders bevorzugt von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-% bezogen auf das (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol einzusetzen.
Die Umesterung findet in dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Extruder (A) statt, vorzugsweise erfolgt diese Umesterung in einem mehrgehäusigen Extruder. Unter einem mehrgehäusigen Extruder wird im Rahmen dieser Erfindung ein Extruder verstanden, dessen Zylindermantel der Schnecke(n) in verschiedene Zonen unterteilt ist, die wiederum separat beheizt oder gekühlt werden können. Ferner ist es möglich in diese verschiedenen Zonen, den sogenannten Gehäusen, Stoffströme separat voneinander zu- oder abzuführen. Auf diese Weise können die Stoffströme gezielt an verschiedenen Stellen des Extruders zu- oder abgeführt werden, wobei die Zusammensetzung der einzelnen Stoffströme sich unterscheiden kann.
Die Edukte der Umesterung werden vorzugsweise in ein Gehäuse nahe dem Schneckenantrieb des Extruders (A) zugeführt, bevorzugt wird der Umesterungskatalysator ebenfalls in ein Gehäuse nahe dem Schneckenantrieb des Extruders (A) zugeführt.
Besonders bevorzugt werden die beiden Edukte Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer und (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol vorab gemischt und in einem Stoffstrom dem Extruder (A) zugeführt. Ganz besonders bevorzugt wird der Umesterungskatalysator den beiden Edukten Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer und (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol vorab zugemischt und anschließend in einem Stoffstrom dem Extruder zugeführt. Vorzugsweise erfolgt die Durchmischung der Edukte und ggf. des Umesterungskatalysators in einem vorgeschaltenen Mischer, bevorzugt in einem Schnellmischer.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf einen vorgeschaltenen Mischer verzichtet werden und die Edukte und der Umesterungskatalysator werden in separaten Stoffströmen dem Extruder (A) zugeführt und erst im Extruder intensiv durchmischt.
Die Umesterung erfolgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise bei einer Umesterungstemperatur von 150 bis 250°C, bevorzugt von 200 bis 230°C und besonders bevorzugt von 225 bis 235°C. Vorteilhaft ist es, wenn die Umesterungstemperatur im Extruder (A) oberhalb des Schmelzpunktes des Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymer liegt.
Der Durchsatz des Reaktionsgemischs im Extruder (A) beträgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise von 2 bis 15 kg/h und bevorzugt von 8 bis 12 kg/h. Die Schneckdrehzahl des Extruders (A) beträgt vorzugsweise von 10 bis 50 min^–1 und bevorzugt von 12 bis 18 min^–1.
Der bei der Umesterung freiwerdende Alkohol R²-OH wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels Anlegen eines Vakuums entfernt. Der Druck beträgt hierbei vorzugsweise von 50 mbar bis 1 mbar und bevorzugt von 20 mbar bis 5 mbar.
Vorzugsweise erfolgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren die Entfernung des entstehenden Alkohols R²-OH ebenfalls in dem Extruder (A), wobei das Umesterungsprodukt zumindest ein Gehäuse des Extruders (A) durchläuft, das ein Vakuum aufweist, bevorzugt durchläuft das Umesterungsprodukt mehrere Gehäuse mit einem Vakuum. Die Gehäuse, die einen verminderten Druck oder ein Vakuum aufweisen, werden fortan als Vakuumzone bezeichnet. Die Gehäuse der Vakuumzone schließen sich vorzugsweise an die Gehäuse an, in denen die Umesterung erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchläuft das Umesterungsprodukt mehrere Gehäuse in der Vakuumzone, wobei der Druck von Gehäuse zu Gehäuse abnimmt und das letzte Gehäuse dieser Vakuumzone einen Druck von 20 mbar bis 5 mbar aufweist.
Insbesondere wenn große Mengen an leichtflüchtigen Stoffen, wie beispielsweise an dem Alkohol R²-OH, bei der Umesterung des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen, ist es von Vorteil der Vakuumzone zumindest ein Gehäuse voran zu stellen, das die Entnahme von Gasen bei Atmosphärendruck ermöglicht, einer sogenannten vakuumlosen Entgasungszone. Die vakuumlose Entgasungszone kann sich nach und auch vor einem Gehäuse der Umesterung befinden, so dass die Umesterungszone durch zumindest eine vakuumlose Entgasungszone unterbrochen wird.
Nach der Entfernung des Alkohols R²-OH wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Zugabe von Wasserdampf unter Druck das nicht-abreagierte (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol aus dem erhaltenen Umesterungsprodukt in einem Extruder entfernt, wobei das Umesterungsprodukt als Schmelze vorliegt. Der unter Druck eingeleitete Wasserdampf dient hierbei als Schleppmittel für das nicht-abreagierte (un-)substituierte 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol, wobei aus dem Extruder ein Gemisch aus Wasserdampf und nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol abgeführt wird.
Die Entfernung des nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols kann sowohl in einem nachgeschaltenen Extruder (B), als auch in demselben Extruder (A) wie die Umesterung durchgeführt werden. Erfolgt die Entfernung des nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols in dem Extruder (A), so erfolgt die Wasserdampfzugabe in einem der Entfernung des Alkohols R²-OH nachgeschaltenen Gehäuse des Extruders (A), wobei zumindest ein Gehäuse sich zwischen dem Gehäuse zur Entfernung des Alkohols R²-OH und dem Gehäuse zur Entfernung des nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols befindet.
Die Entfernung des nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols erfolgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise durch Zusatz von 1 bis 5 Gew.-% Wasserdampf, bevorzugt von 1 bis 4 Gew.-% und besonders bevorzugt von 1 bis 3 Gew.-% bezogen auf das Umesterungsprodukt bei einem Durchsatz vorzugsweise von 2 bis 15 kg/h und bevorzugt von 8 bis 12 kg/h.
Die Temperatur für die Entfernung des nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren so gewählt, dass das Umesterungsprodukt als Schmelze in dem Extruder vorliegt. Die Temperatur beträgt daher vorzugsweise mindestens 200°C und bevorzugt von 210 bis 240°C. Das Schleppmittel Wasser wird vorzugsweise mit einem Druck von 10 bis 40 bar und bevorzugt von 20 bis 30 bar in die Schmelze des Umesterungsprodukts gepumpt. Bei diesen Verfahrensbedingungen werden dem Extruder das Schleppmittel Wasser und das nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinols aus dem Umesterungsprodukt entfernt.
Der den Extruder verlassenden polymergebundenen Stabilisator wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise abgekühlt, dies erfolgt bevorzugt durch ein Wasserbad, das eine Temperatur von 2 bis 10°C und besonders bevorzugt von 3 bis 6°C aufweist. Anschließend kann eine Granulierung und Trocknung des polymergebundenen Stabilisators gemäß Methoden des Stands der Technik erfolgen.
Der erfindungsgemäße polymergebundene Stabilisator ist erhältlich durch das erfindungsgemäße Verfahren. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass dieser wiederkehrende Struktureinheiten der Formel (a), (b) und (c)

mit R¹ = Wasserstoff oder C_1-18-Alkylgruppe,
R² = C_1-6-Alkylgruppe,
R³ = Wasserstoff oder Methylgruppe,
R⁴ = Wasserstoff oder C_1-2-Alkylgruppe,
R⁵ = Wasserstoff oder C_1-4-Alkylgruppe und
* = Verknüpfungsstelle zu einer weiteren wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (a), (b), (c) oder zu einer Endgruppe,
aufweist.
Das molare Verhältnis von der Struktureinheit (b) zur Struktureinheit (c) beträgt in dem erfindungsgemäßen polymergebundenen Stabilisator vorzugsweise von 5:1 bis 1:1, bevorzugt von 4:1 bis 3:1 und ganz besonders bevorzugt von 3,8:1 bis 3,4:1
Der Gehalt an nicht-abreagierten (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol der Formel (I) in dem erfindungsgemäßen Stabilisator beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 Gew.-% und bevorzugt von 0,2 bis 0,5 Gew.-%.
Ferner ist Gegenstand dieser Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Stabilisators zur Herstellung von Kunststoffen für Trinkwasserleitungen. Der erfindungsgemäße Stabilisator ist hierfür besonders geeignet, da er sich durch geringe Restgehalte an Monomeren und/oder Edukten, insbesondere an (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol der Formel (I), auszeichnet. Dies ist vor allem daher von Vorteil, da die Monomere und/oder Edukte häufig eine gewisse Toxizität aufweisen, so dass die Freisetzung dieser toxischen Verbindungen gerade im Trinkwasserumfeld zu unterbinden ist.
Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Stabilisatoren in der erfindungsgemäßen Verwendung dem zu stabilisierenden Polymer in einer Menge von 1000 bis 5000 ppm (m/m) zugesetzt. Als zu stabilisierendes Polymer können Polyolefine, wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, oder Polymethylmethacrylat (PMMA) eingesetzt werden.
Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsform beschränkt sein soll.
Beispiel 1:
79,08 Gew.-% eines Ethylen-Methylacrylat-Copolymers (ELVALOY 1125 AC der Fa. DUPONT), 19,77 Gew.-% 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol und 1,15 Gew.-% an Tetraethyltitanat als Katalysator werden in einem Schnellmischer der Fa. MTI Mischtechnik International GmbH homogenisiert.
Diese Eduktmischung wird in das Gehäuse 1 eines Extruders vom Typ Leistritz ZSE 50 mit 9 Gehäusen zudosiert, wobei das Gehäuse 1 dem Schneckantrieb nächst gelegenem Gehäuse ist. Die Reaktionstemperatur liegt in dem Extruder bei einer Temperatur von 250°C, die Schneckendrehzahl beträgt 15 min^–1 und die Verweilzeit beträgt ca. 7 Minuten.
Das entstehende Methanol wird zunächst in dem Gehäuse 5 – einer vakuumlosen Entgasungszone – entfernt. In Gehäuse 8 folgt dann eine Vakuumzone mit einem Druck von ca. 20 mbar, wobei der verbleibende bzw. das sich erneut gebildete Methanol aus der Schmelze des Umesterungsprodukts entfernt wird.
Die Polymerstränge werden vor der Granulierung in einem Wasserbad bei einer Temperatur von 4°C als auch mittels Trockeneis abgekühlt.

Das erhaltene Umesterungsprodukt wird mittels ¹H-NMR spektroskopisch analysiert, die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt. Tabelle 1:

Komponente	Molmasse (in g/mol)	Anteil (in Gew.-%)
Nicht-abreagierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol	157,26	3,4
2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol-acrylat (Struktureinheit der Formel (c))	211,32	13,6
Polyethylen / Methylacrylat-Copolymer (Struktureinheit (a), die an eine Struktureinheit (b) gebunden ist.)	86,09	15,6
Polyethylen (Struktureinheit (a), die an eine Struktureinheit (a) gebunden ist.)	28,05	67,4
Summe		100,0

Beispiel 2:
Das unter Beispiel 1 erhaltene Umesterungsprodukt wird in einem Extruder vom Typ Leistritz ZSE 30/34 aufgereinigt, wobei die Temperatur an den Heizbandreglern auf 250°C eingestellt ist. Die Schneckendrehzahl beträgt 100 min^–1. Der Durchsatz an dem unter Beispiel 1 hergestellten Umesterungsprodukts beträgt 8 kg/h. Es werden 2 Gew.-% Wasser bezogen auf das unter Beispiel 1 hergestellten Umesterungsprodukts eingesetzt und gegen einen konstanten Druck von 25 bar über eine Überströmventil der Schmelze des Umesterungsprodukt zugegeben.
Der polymergebundene Stabilisator wird anschließend über ein Wasserbad abgekühlt, das zusätzlich mit Trockeneis gefüllt ist. Nach der Granulierung wird der polymergebundene Stabilisator in einem Trockenlufttrockner bei einer Temperatur von 60°C für 1,5 Stunden getrocknet.
Das erhaltene Umesterungsprodukt wird mittels ¹H-NMR spektroskopisch analysiert, der Anteil an nicht-abreagierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol beträgt 0,3 Gew.-% statt 3,4 Gew.-% in Beispiel 1. Der Gehalt an nicht-abreagiertem 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol konnte durch den in Beispiel 2 beschriebenen zusätzlichen Verfahrensschritt auf 1/10 des ursprünglichen Gehalts (siehe Beispiel 1) herabgesenkt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0063544 A1 [0003, 0006]
WO 00/22013 A1 [0004]
EP 0468418 [0004]

Claims

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines polymergebundenen Stabilisators durch Umesterung eines Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers mit einem (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol, dadurch gekennzeichnet, dass (1) die Umesterung des Alkylen-Alkyl(meth)acrylat-Copolymers mit dem (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol in einem Extruder erfolgt, (2) der freiwerdende Alkohol mittels Anlegen eines Vakuums entfernt wird und (3) anschließend durch Zugabe von Wasserdampf unter Druck das überschüssige (un-)substituierten 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinol aus dem erhaltende Umesterungsprodukt in einem Extruder entfernt wird, wobei das Umesterungsprodukt als Schmelze vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der freiwerdende Alkohol bei einem Druck von 50 bis 1 mbar entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von 1 bis 5 Gew.-% Wasserdampf bezogen auf das Umesterungsprodukt zugesetzt werden.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf mit einem Druck von 10 bis 40 bar in die Schmelze des Umesterungsprodukts gepumpt wird.
Polymergebundener Stabilisator erhältlich durch ein Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4.
Verwendung eines polymergebundenen Stabilisators gemäß Anspruch 5 zur Herstellung von Kunststoffen für Trinkwasserleitungen.