AT304071B

AT304071B - Verfahren zur Herstellung von wässerigen Polymerisatdispersionen

Info

Publication number: AT304071B
Application number: AT622870A
Authority: AT
Inventors: Herbert Dr Zima; Josef Dipl Ing Forstner
Original assignee: Vianova Kunstharz Ag
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1970-07-09
Publication date: 1972-12-27

Description


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   Das Stammpatent betrifft ein Verfahren zur Herstellung von   wässerigen Polymerisatdispersionen, die beson-   ders vorteilhaft als Pigmentbindemittel für Papierstreichmassen verwendet werden können. Diese Dispersionen werden hergestellt durch Emulsionspolymerisation aus 70 bis 95 Teilen Vinylacetat mit 5 bis 30 Teilen Äthylacrylat und/oder Vinylestern von unverzweigten Monocarbonsäuren   mit bis zu12 C-Atomen, vorzugsweise   Vinylpropionat, und/oder deren Gemische in Gegenwart eines Emulgatorgemisches aus
I) 5 bis 95   Gel.-%   einer alkylierten, aromatischen Hydroxyverbindung mit gerader oder verzweigter
Kohlenwasserstoffkette mit 6 bis 20 C-Atomen, die pro Mol mit 2 bis 8 Mol Äthylenoxyd oder Pro- pylenoxyd umgesetzt und anschliessend sulfiert wurde,
II) 0 bis 95   Gel.-%   einer alkylierten,

   aromatischen Hydroxyverbindung mit gerader oder verzweigter
Kohlenwasserstoffkette mit 6 bis 20 C-Atomen, die pro Mol mit 1 bis 40 Mol Äthylenoxyd oder Pro- pylenoxyd umgesetzt wurde,
III) 0 bis 95 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel 
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 in der a = 2 bis 40, b = 6 bis 35 und c = 2'bis 40 ist, wobei die Summe der Emulgatoren 100% ergibt, und in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, die Dispersionen des Stammpatentes in bezug auf die Stabilität der daraus hergestellten Papierstreichmassen insbesondere gegenüber Scherbeanspruchung, sowie vor allem die Rupffestigkeit der mit den Streichmassen gestrichenen Papiere weiter zu verbessern. 



   Das Auftragen der Streichmassen auf das Papier erfolgt bekanntlich in verschiedenen Vorrichtungen, wie Walzen-, Rakel- oder Luftbürstenanlagen. Besonders bei den Walzen- und Rakelaggregaten stehen die Streichmassen unter sehr hoher Beanspruchung durch Scherkräfte. In modernen Streichanlagen werden immer höhere Geschwindigkeiten erreicht und es steigen dadurch die Anforderungen an die mechanische Stabilität der in den Streichmassen verwendeten Kunststoffdispersionen. 



   Ein weiterer Punkt besonderer Wichtigkeit ist eine hohe Rupffestigkeit der gestrichenen Papiere, insbesondere im Offsetdruckverfahren, da dieses Verfahren bekanntlich wesentlich grössere Anforderungen an die Oberflächenfestigkeit der Papiere stellt, nicht nur durch die Verwendung von hochviskosen Druckfarben auf einem das Bild übertragenden Gummituch, sondern auch durch das zum Freihalten der nichtdruckenden Stellen verwendete Wasser, welches bei ungenügender Beschichtung leicht in das Papier eindringen kann. 



   Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese rheologischen Eigenschaften der Streichmassen aus den verbesserten Dispersionen beizubehalten. 



   Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass nicht nur die Stabilität, insbesondere gegen Scherbean- spruchung, sondern auch die Rupffestigkeit eines mit solchen Streichmassen gestrichenen Papieres wesentlich verbessert wird, ohne dass die günstigen Viskositätsverhältnisse bei   stärkehältigen   Streichmassen nachteilig beeinflusst werden, wenn die Dispersionen des Stammpatentes Vinylsulfonsäure oder Styrolsulfonsäure in Mengen von 0,1 bis   dz   vorzugsweise etwa   2'%, bezogen   auf das Monomerengemisch, einpolymerisiert enthalten. 



   Ein besonderer Vorteil dieser Dispersion ergibt sich daraus, dass auch mit Stärke als dem billigsten und daher wirtschaftlichsten natürlichen Bindemittel Papierstreichmassen mit günstigen rheologischen Eigenschaften hergestellt werden können. 



   Das Einpolymerisieren der Vinylsulfonsäure und/oder Styrolsulfonsäure bei der Herstellung von Dispersionen ist an sich bekannt (z. B. österr. Patentschrift Nr. 253349), doch war nicht vorherzusehen, dass durch die Mitverwendung dieser Verbindungen in den im Stammpatent beschriebenen Dispersionen neben deren wesentlich verbesserter   Stabilität gerade die Rupffestigkeit der mit   Streichmassen aus solchen Dispersionen gestrichenen Papiere wesentlich verbessert werden kann, ohne dass dadurch die rheologischen Eigenschaften, vor allem bei Verwendung von Stärke als natürlichem Bindemittel, nachteilig beeinflusst werden. 
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 monomeren zuVinylacetatnylacetat zu den Comonomeren kann von 70 : 30 bis 95 : 5 betragen, liegt vorzugsweise jedoch zwischen 80 : 20 und 90 : 10.

   Unter den Vinylestern kommen beispielsweise in Frage : Vinylbutyrat, Vinylcapronat, Vinyllaurat. 



   Die zur Polymerisation der erfindungsgemässen Dispersionen verwendeten Katalysatoren sind vorzugsweise Redoxsysteme in Kombination mit Alkaliperoxodisulfaten. Als besonders geeignet haben sich Redoxsysteme aus Ammonium- oder Alkaliperoxodisulfat und Ammonium-oder Alkalibisulfit. oder Natriumdithionit oder Ascorbinsäure erwiesen. 



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können alle Reaktionspartner emulgiert werden. Ein Teil der Emulsion wird in das Reaktionsgefäss gefüllt, das Peroxyd des Redoxsystems zugesetzt und der Ansatz auf Reaktionstemperatur   erwärmt   Der Rest der Emulsion wird mit der zweiten Komponente des Redoxsystems gemischt 

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<tb> 



  Rupfwerte <SEP> (cm/sec) <SEP> Viskosität, <SEP> Brookfield,
<tb> Spindel, <SEP> 5 <SEP> 100 <SEP> Umdr/min <SEP> 
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 
<tb> 45H. <SEP> ge <SEP> Streich- <SEP> 
<tb> masse
<tb> Stärke <SEP> : <SEP> Kunststoff
<tb> 10 <SEP> : <SEP> 10 <SEP> 52 <SEP> 38 <SEP> 280 <SEP> 265
<tb> 
 
Für Testzwecke wurde ein extremes Verhältnis von Stärke zu Kunststoffbinder von 15 : 5 geprüft. Auch in diesem Falle ist eine eindeutige Überlegenheit der Rupfwerte bei gleichbleibender Viskosität festzustellen. 
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<tb> 
<tb> 



  Stärke <SEP> : <SEP> Kunststoff
<tb> 15 <SEP> : <SEP> 5 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> 385 <SEP> 380
<tb> 
 
Die angegebenen Werte sind Mittelwerte aus jeweils 5 Bestimmungen. 



   In analoger Weise wurden Papierstreichmassen aus den Dispersionen des Beispieles 2-7 geprüft. Auch diese Streichmassen zeigen die wesentliche Verbesserung der Rupffestigkeit im Vergleich zu den Streichmassen des Stammpatentes.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von wässerigen Polymerisatdispersionen, die durch Emulsionspolymerisation von 70 bis 95 Gew. -Teilen Vinylacetat mit 5 bis 30 Gew.-Teilen Äthylacrylat und/oder Vinylestern von unverzweigten Monocarbonsäuren mit bis zu 12 C-Atomen, vorzugsweise Vinylpropionat, und/oder deren Gemische, in Gegenwart eines Emulgatorgemisches aus I) 5 bis 95 Gel.-% einer alkylierten aromatischen Hydroxyverbindung mit gerader oder verzweigter Kohlenwasserstoffkette mit 6 bis 20 C-Atomen, die pro Mol mit 2 bis 8 Mol Äthylenoxyd oder Pro- pylenoxyd umgesetzt und anschliessend sulfiert wurde.

II) 0 bis 95 Gel.-% einer alkylierten aromatischen Hydroxyverbidnung mit gerader oder verzweigter Kohlenwasserstoffkette mit 6 bis 20 C-Atomen, die pro Mol mit 1 bis 40 Mol Äthylenoxyd oder Propylenoxyd umgesetzt wurde, III) 0 bis 95 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel EMI3.1 EMI3.2