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Verfahren zur Herstellung synthetischer Latices
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung synthetischer Latices, welche für Wasseranstriche geeignet sind, wobei Vinylacetat allein oder mit andern Monomeren in wässeriger Dispersion in Gegenwart eines Schutzkolloides polymerisiert wird.
Die Verwendung von Dispersionen von in Wasser unlöslichen Harzen, insbesondere Polyvinylacetat, ist bei den Wasseranstrichen wegen der zahlreichen Vorteile, die dadurch entstehen, wie z. B. Wirtschaftlichkeit und Sicherheit in der Handhabung, sehr üblich geworden.
Eine wässerige Dispersion von Polyvinylestern, wie z. B. von Homo- oder Copolymerisaten von Vinyl-
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verleihen, so dass dieselben z. B. eine hohe Viskosität aufweisen, wenn sie in Ruhe sind, um die Sedimenttion des Pigmentes während der Lagerung zu vermeiden und um das Herabträufeln der Anstriche nach deren Aufbringung an den vertikalen Trägern zu vermeiden.
Anderseits müssen die Anstriche bei ihrer Auftragung eine genügend niedrige Viskosität besitzen, damit der Vorgang leichter und viel weniger mühsam vor sich geht. Diese Viskositätsänderungen erfolgen, wenn Systeme mit nicht Newtonschem Verhalten verschiedenartig beansprucht werden, wie z. B. die wässerigen Polymerdispersionen und die aus diesen erhaltenen Anstriche.
Unter veischiedenartiger Beanspruchung versteht man z. B. die an das System verschiedenartig von den laminaren Strömungen ausgeübte Wirkung. So kann z. B. ein in einem Behälter enthaltener Anstrich als nicht beansprucht, oder in Ruhelage, angesehen werden, da er nur unter dem Einfluss der Schwere steht ; dagegen ist die Schicht des Anstriches, welche sich während der Auftragung zwischen dem Pinsel und dem Träger befindet, stark beansprucht, weil in diesem Fall die laminaren Strömungen sehr erhöht sind.
Dieses rheologische Verhalten der wässerigen Polyvinylesterdispersionen und der aus diesen erhaltenen Anstriche muss in richtigem Masse beeinflusst werden, die im Falle der Ruhelage bereits vorher erwähnt wurden (dauernde Beständigkeit des Systems) und die im Falle starker Beanspruchungen in Erscheinung treten, indem der Anstreicher rasch ermüdet, wenn nämlich die Viskosität beim Streichen mit dem Pinsel gross ist. So ist es z. B. möglich, mit der Erhöhung des Gehaltes an Schutzkolloid die Viskosität sowohl der Polyvinylesterdispersionen als auch der daraus erhaltenen Anstriche zu erhöhen, so dass in der Ruhelage die Viskosität sehr hoch ist, wodurch Dekantationserscheinungen vermieden werden.
Wenn man jedoch in dieser Weise vorgeht, werden die Auftrageigenschaften beeinträchtigt, weil durch die beschriebenen Massnahmen eine hohe Viskosität auch während des Pinselns der Anstriche auf dem Träger beibehalten wird, so dass das Pinseln schwer und mühevoll vor sich geht.
Es ist auch bekannt, dass beim Ruhestand die Erhöhung der Viskosität durch Erhöhung des Trockengehaltes der Anstriche erhalten wird, und in diesem Fall erniedrigt eine darauffolgende Verdünnung die Viskosität, so dass man auch gute Auftrageeigenschaften hat. Unter diesen Bedingungen jedoch, wenn die Wirkung der laminaren Strömung und somit die hohe Beanspruchung des Pinsels aufhört, d. h. wenn der Anstrich wieder in den Ruhezustand kommt, besitzt er nicht mehr den nötigen Viskositätswert, um das Abträufeln längs des Trägers zu vermeiden.
Zweck der Erfindung ist deshalb, wässerige Dispersionen von Polyvinylestern, wie z. B. von Polyvinylacetat, herzustellen, die ein hohes Bindevermögen in bezug auf die Pigmente besitzen und zu gleicher Zeit den aus diesen Dispersionen erhaltenen Anstrichen derartige rheologische Eigenschaften
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zu verleihen, dass das viskosimetrische Verhalten derselben in der Ruhelage genügend hoch ist, um die Absetz- und Abtropferscheinungen zu vermeiden, während dieses unter Beanspruchung genügend niedrig ist.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung synthetischer Latices, welche für Wasseranstriche geeignet sind, wobei Vinylacetat allein oder mit andern Monomeren in wässeriger
Dispersion in Gegenwart eines Schutzkolloids polymerisiert wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass als
Emulgator eine Verbindung der allgemeinen Formel : CH,- (CH -CH,- (0-CH2-CH -OSO, Me, (1) worin m 4-20, n 10-30 und Me ein Alkalimetall oder Ammonium bedeutet, verwendet wird, wobei der Emulgator in Mengen von 0, 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Dispersion, vorliegt.
Als Schutzkolloid kann z. B. Polyvinylalkohol verwendet werden, aber besonders vorteilhaft ist es, zwecks Verleihung eines guten Bindevermögens, Cellulosederivate, insbesondere Hydroxyäthylcellulose, zu verwenden. Das Schutzkolloid wird in einer Menge von 0, 1 bis 1, 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte
Dispersion, verwendet.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die folgenden nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 : In einem Kolben von 21 und vier Hälsen, mit Rückflusskühler, Rührwerk, Thermometer und Trenntrichter für die Speisung der Zusätze, wurde eine Emulsionspolymerisation unter Verwendung der folgenden Bestandteile durchgeführt :
EMI2.1
<tb>
<tb> Gewichtsteile
<tb> Vinylacetatmonomer <SEP> 400
<tb> Butylacrylatmonomer......................................................
<SEP> 135
<tb> Hydroxyäthylcellulose <SEP> (Cellosize <SEP> Wp09, <SEP> von <SEP> der <SEP> Union <SEP> Carbide <SEP> and <SEP> Carbon <SEP> erzeugt) <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Emulgiermittel <SEP> der <SEP> Formel <SEP> (1), <SEP> in <SEP> welcher <SEP> m <SEP> = <SEP> 10, <SEP> n <SEP> = <SEP> 15 <SEP> und <SEP> Me <SEP> = <SEP> Na <SEP> bedeuten <SEP> 20
<tb> Kaliumpersulfat <SEP> 2
<tb> Trinatriumphosphat <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 430
<tb>
EMI2.2
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Im wesentlichen gleiche Ergebnisse sind in einem darauffolgenden Beispiel, wo Ammonium statt Na als Bestandteil des Emulgiermittels verwendet wurde, erhalten worden.
Beispiel 2 : Unter Anwendung der gleichen experimentalen Technik, wie im Beispiel l, wurde die Polymerisation folgender Mischung durchgeführt :
EMI3.1
<tb>
<tb> 'Gewichtsteile
<tb> Vinylacetatmonomer <SEP> 400
<tb> Butylacrylatmonomer...................................................... <SEP> 135
<tb> Polyvinylalkohol <SEP> (Hydrolysengrad <SEP> 87, <SEP> 5%).....................................
<SEP> 6, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Emulgiermittel <SEP> der <SEP> Formel <SEP> (1), <SEP> in <SEP> welcher <SEP> m <SEP> = <SEP> 10, <SEP> n <SEP> = <SEP> 15 <SEP> und <SEP> Me <SEP> = <SEP> Na <SEP> bedeuten <SEP> 20
<tb> Kaliumpersulfat <SEP> 2
<tb> Trinatriumphosphat <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 430
<tb>
Mit den gleichen experimentalen Modalitäten, die verfolgt wurden, um die im Beispiel 1 erhaltene
Dispersion abzuschätzen, wurde die K. V. K. P. festgestellt.
In diesem zweiten Fall findet man für die K. V. K. P. einen Wert von 50.
Indem das Schutzkolloid geändert wurde, während alle andern Bestandteile der Dispersion unverändert geblieben sind, hat das Bindevermögen derselben abgenommen, wobei jedoch das viskosimetrische Verhal- ten sehr gut geblieben ist.
Wesentlich gleiche Ergebnisse sind bei Verwendung, in einem darauffolgenden Beispiel, von Ammonium statt Na als Bestandteil des Emulgiermittels erhalten worden.
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel) : Unter Anwendung der gleichen experimentalen Technik wie in den vorhergehenden Beispielen ist zum Vergleich folgende Mischung polymerisiert worden :
EMI3.2
<tb>
<tb> Gewichtsteile
<tb> Vinylacetatmonomer <SEP> 430
<tb> Butylacrylatmonomer <SEP> 135
<tb> Hydroxyäthylcellulose <SEP> (Cellosize <SEP> Wp <SEP> 09)..................................... <SEP> 6, <SEP> 05 <SEP>
<tb> Nichtjonisches <SEP> Emulgiermittel, <SEP> Kondensat <SEP> des <SEP> Äthylenoxyds <SEP> (Nonylphenylpolyoxy-
<tb> äthylen <SEP> M. <SEP> G., <SEP> 1000).,.................,...............................
<SEP> 20
<tb> Kaliumpersulfat <SEP> 2
<tb> Trinatriumphosphat <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 430
<tb>
In diesem Fall wurde das viskosimetrische (rheologische) Verhalten der Dispersion geprüft, um dieses mit demjenigen der gemäss Beispiel 1 erhaltenen Dispersion zu vergleichen. Es war so die Möglichkeit gegeben, die Kurve B des beigelegten Diagramms einzuzeichnen.
Wenn diese Kurve mit der Kurve A verglichen wird, bemerkt man, dass während bei niedrigen Beanspruchungen (in der Nähe des Ruhestandes) die Viskositäten merklich gleich sind (man nimmt deshalb an, dass diese auch ein gleiches Verhalten aufweisen), treten im Falle von hohen Beanspruchungen (in der Nähe der Verhältnisse, die man z. B. bei den Auftragungen der mit diesen Dispersionen erhaltenen Anstriche hat) nicht genügend niedrige Werte auf, weshalb die Auftragungsarbeit schwerer ist.
Aus vorstehenden Beispielen geht klar hervor, wie durch die Wahl von geeigneten Schutzkolloiden ausgeprägte Bindeeigenschaften erhalten werden, während die Wahl von geeigneten Emulgatoren notwendig ist, um passende viskosimetrische (rheologische) Eigenschaften für die richtige Verwendung dieser wässerigen Polymerdispersion von Vinylestern, wie Homo- und Copolymerisate von Vinylacetat, zu erhalten.