DD141313A1 - Verfahren zur herstellung hochkonzentrierter niedrigviskoser latices durch aufrahmung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter niedrigviskoser Latices durch Aufrahmung von auf Synthesekautschuk basierenden Latices. Durch Zugabe von Polyvinylchloridlatex mit einem zahlenmittleren Latexteilchendurchmesser > 1000 nm zu einem aufzurahmenden Synthesekautschuklatex ist es möglich, die Aufrahmung bis zu Latexfeststoffgehalten von > 60% ohne vorherige Agglomeration der Kautschuklatexteilchen zu führen. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten hochkonzentrierten niedrigviskosen Latices sind ausgezeichnet zur Beschichtung von Gewebe,- zum Tauchen, zum Streichen und zur Verarbeitung zu Schaum geeignet.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter niedrigvis·» koser Latices durch Aufrahmung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter nieärigviakoser Latices durch Aufrahmung und Abtrennung des Rahms vom Serum.

Dieee hochkonzentrierten Latices werden zum Streichen, zur Beschichtung von Gewebe, zum Tauchen und zur Verarbeitung zu Schaum eingesetzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bei der Svnthesekautschukherstellung als Zwischenprodukt anfallenden Kautschuklaticea besitzen in der Regel einen Peststoffgehalt< 40 % und einen Latexteilchendurchmesser < 100 ßJE (Zahlenmittel)« Derartige Latices sind vom anv?en~ dungstechnischen Standpunkt nahezu uninteressant, da für viele Anwendungsgebiete ein Peststoffgehalt y 60 % wünschenswert oder erforderlich ist. Einer einfachen Wasserverdampfung zur Konzentrierung der Synthesekautschuklatices sind durch den scharfen Viskositätsanstieg ab 40 % Peststoffgehalt deutliche Grenzen gesetzt. Ab 50 % Peatetoffgehalt ist der Latex für eine weitere Handhabung zu viskos.

Bei der Methode der nachträglichen Konzentrierung synthetischer Kautschuklatices durch Aufrahmen werden dem Latex viskose, wasserlösliche, höherinolekulare Substanzen in Form ihrer wäßrigen Lösungen zugesetzt (US-PS 2354 531). Der eingesetzte Latex trennt sich in eine wäßrige, kautschukarine (Serum) und in eine stark mit Kautschuk angereicherte Schicht (Rahm).

Die Viskosität eines Latex wird bei gegebener Temperatur und gegebenem Peststoffgehalt entscheidend durch seine mittlere Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung bestimmt. Bei gleichem Peststoffgehalt besitzen Latices mit größeren Teilchen und breiterer Teilchengrößenverteilung geringere Viskositäten.

Eine Möglichkeit, normale Produktionslatices auf Peststoffgehalte y 60 % zu konzentrieren unter Beibehaltung einer Brookfield-Viskositat <1000 mPas besteht darin, diese Latices vor der Konzentrierung zu agglomerieren, ä,h. den mittleren Latexteilchendurchmesser zu erhöhen. PUr dieses Agglomerieren der Polymerlatices nach der PoIymerisationsstufe sind viele Verfahren vorgeschlagen worden, die sich dem Prinzip nach in chemische und physikalische Methoden klassifizieren lassen.

Die chemischen Verfahren beinhalten in der Regel ein Einwirken auf die kolloidale Stabilität des Latex durch Zusatz von Chemikalien, z.B. Kolloiden mit hohem Molekulargewicht oder von Quellmitteln für das dispergierte Polymere. Entscheidend ist, daß bei diesem Verfahren der Agglomerationsprozeß kurz vor der kompletten Koagulation des Latex zum Stillstand gebracht wird. Zu den wenigen bisher bekannten hochmolekularen Verbindungen, mit denen die kontrollierte Latexteilchenagglomeration bei gleichzeitiger Vermeidung der. vollständigen bzw. partiellen Koagulation durchgeführt werden kann, gehören Polyvinylalkohol (GB-PS 859700), Polyäthylenpolyamine (US-PS 3015641, US-PS 3004942) und Copolymere aus Butadien, Styrol und Methacrylsäure (V.L.Kuznecav. Kauc.zuk Rezina 21» 33 (1972})*

Weitere bekannte Agglomerationsverfahren sind die Gefrieragglomeration (SU-PS 279039, DE-OS 162837), bei der der Latex gefroren und wieder aufgetaut wird, und die Druckagglomeration (SU-PS 2O2OO5_s GB-PS 976212), bei der der Latex unter Druck durch eine Verengung geführt wird. . Der !lachteil der chemischen Agglomeration von Kautschuklatices besteht darin', daß die Agglomerationsmittel schwer zugänglich sind, daß sie teilweise nur in Verbindung mit hohem Elektrolytgehalt wirken, daß der Agglomerationsprozeß von einer mehr oder weniger starken Koagulatbildung begleitet wird und daß die Effektivität des Agglomerationsprozesses zu gering ist. Das Verfahren der Gefrieragglomeration ist durch einen hohen technischen Aufwand und einen großen Bedarf an Kälteenergie gekennzeichnet, während bei der Druckagglomeration erst nach einer Vorkonzentrierung des Synthesekautschuklatex eine zufriedenstellende Teilchenvergrößerung erzielt ..wird. Außerdem ist der druckagglomerierte Latex nicht stabil und bedarf einer zusätzlichen Behandlung mit Emulgator.

Ziel der Erfindung ist es, einen für die Beschichtung von Gewebe, zum Tauchen, zum Streichen und zur Verarbeitung zu Schaum geeigneten hochkonzentrierten niedrigviskosen Latex auf Basis eines Synthesekautschuklatex durch Aufrahmung ohne vorherige Agglomeration der Kautschuklatexteilchen herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter niedrigviskoser Latices auf Basis von Synthesekautschuklatices durch Aufrahmung zu ent~ wickeln, das der obigen Anforderung genügt« Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst_s daß einem Synthesekautschuklatex oder .einem Gemisch von Synthesekautschuklatices vor seiner Konzentrierung·durch .Aufrahmung oder daß einem aufgerahmten Synthesekautschuklatex oder einem aufgerahmten Ge-

misch von Synthesekautschuklatices vor seiner Konzentrierung durch Nachrahmung Polyvinylchloridlatex allein oder in Kombination mit einem Aufrahmmittel zugesetzt wird.

Erfindungsgemäß werden dem synthetischen Kautschuklatex oder dem Gemisch synthetischer Kautschuklatices 10 - 250 Ge?j„-Teile Polyvinylchlorid in Form eines Latex bevorzugt mit einem Feststoffgehalt ^> 50 % und einem zahlenmittleren .Latexteilchendurchmesser >1000 nm auf 100 Gew.-Teile Kautschuk zugeführt. Als Aufrahmmittel werden bevorzugt wasserlösliche Zellulosederivate, wie das Natriumsalz der Carboxymethyrzellulose, und wasserlösliche synthetische Hochpolymere, wie Copolymere aus Butadien, Styrol, Methacrylsäure und dem Veresterungsprodukt oder teilweise verseiften Veresterungsprodukt eines Diels-Alder-Adduktes der Maleinsäure, eingesetzt. Es ist für den Fachmann nicht naheliegend, ein Gemisch ^aus einem synthetischen Kautschuklatex und einem Polyvinylchloridlatex auf Grund der unterschiedlichen Dich- · ten von Kautschuk (6><1 g/cnr) und Polyvinylchlorid ( ^>1 g/ cur) aufzurahmen. Man sollte erwarten, daß es bei der Aufrahmung dieses Gemisches zu einer Entmischung beider Komponenten unter Anreicherung des Kautschuks in einer oberen und des Polyvinylchlorids in einer unteren Schicht kommt. Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß sich beide Komponenten als homogene Phase in einer unteren Schicht, über der sich, das Serum befindet, anreichern.

Die synthetischen Kautschuklatices, die in der erfindungsgemäßen Weise behandelt werden, können Emulsionspolymerisate von konjugierten Dienen, z. B. 1,3-Butadien, Isopren, Chloropren, allein oder in Mischung mit einer monoäthylenischen' Verbindung, z. B« Styrol, Acrylnitril sein. So ermöglicht z„ B. lediglich die Zugabe von 140 Gew.fTeilen Polyvinylchloridlatex mit einem Festst offgehalt von 52 % und einem Latexteilchendurchmesser von 1000 mm zu 260 Gew.-Teilen eines synthetischen Kautschuklatex mit einem Feststoffgehalt von 39 % und einem Latexteilchendurchmesser von

80 nm die Aufrahmung dieses Gemisches auf einen Feststoffgehalt von 60,5 %. Iq'Abwesenheit des Polyvinylchloridlatex ist die Aufrahmung auf maximal 55 % Feststoff gehalt begrenzt. Damit ist es möglich, entsprechend dem Ziel der Erfindung, einen Latex auf Basis eines Kautschuklatex ohne vorherige Latexteilchenagglomeretion nach dem bekannten Aufrahmverfahren auf einen Feststoffgehalt von >>60 % zu. konzentrieren. Die Brookfield-Viskosität der auf- y-60 % Feststoffgehalt aufgerahmten Latices lag in jedem Fall, wie gefordert, unter 1000 mPas.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung hochkonzentrierter niedrigviskoser Latices auf Basis Synthesekautschuklatices bestehen neben der Eliminierung der aufwendigen Kautschuklatexteilchenagglomeration in der teilweisen Substitution des Kautschuklatex durch den preisgünstigeren Polyvinylchloridlatex und in der Bereitstellung eines Latex mit für viele Anwendungsgebiete verbesserten physikalisch-mechanischen Werten, z. B'. mit erhöhter Festigkeit von Schaumbeschichtungen.»

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Vergleichsbeispiel

In 400 Gew.-Teile eines Latex, der durch Emulsionspolymerisation eines Gemisches aus 70 Gew.-Teilen Butadien und 30 Gewe-Teilen Styrol in Gegenwart von Kaliunipersulfat als Aktivator und dibutylnaphthalinsulfonsaurem Natrium als Emulgator bei 50 ⁰C bis zu einem Umsatz von 60 % erhalten wurde, werden 1,42 Gew.-Teile des Natriumsalzes der Carboxymethr/lzellulose in Form einer 3,8%igen wäßrigen Lösung 30 min eingerührt und anschließend 24 h bei Raumtemperatur stehengelassen.

Eb wurde ein aufgerahmter Latex mit einem Peststoffgehalt von 54,6 % erhalten. Der Peststoffgehalt des Serums betrug 5,4 %.

AusführungsbeispieJI

In 250 Gew.»Teilen eines nach dem Vergleichsbeispiel hergestellten Synthesekautschuklatex mit einem Peststoffgehalt von 39 % und einem zahlenmittleren Latexteilchendurchineeser von 80 nm werden 150 Gew.-Teile Polyviniylchloridlatex mit einem Peststoffgehalt von 52 % und einem mittleren Latexteilchendurchmesser von 3000 nm und 1,42 Gew.-Töile des Natriumsalzes der Carboxymet&ylzellulose in Porm einer 3*8 %igen wäßrigen Lösung 30 min eingerührt und anschließend 24 h bei Raumtemperatur stehengelassen.

Der aufgerahmte Latex hatte einen Peststoffgehalt von 60,5 %,. während der Peststoffgehalt des S-srums bei 6,2 % lag.

Claims (1)

1. .· - 7 - 9

   Erfindungsari spruch '.-,

   Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter niedrigviskoser Latices durch Aufrahmung von Synthesekautschuklatices mit Hilfe von Aufrahmraitteln, vorzugsweise wasserlöslichen Zellulosederivaten oder wasserlöslichen Copolymere*} aus Butadien, Styrol» Methacrylsäure und dem Veresterungsprodukt oder teilweise verseiften Veresterungsprodukt eines Diels-Alder-Adduktes der Malsinsäure, gekennzeichnet dadurch, daß dem Synthesekautschuklatex oder einem Gemisch von Synthesekautschuklatices vor der Konzentrierung durch Aufrahraung, oder daß dem aufgerahmten Synthesekautochuklatex oder dem aufgerahmten Gemisch von Synthesekautschuklatices vor der Konzentrierung durch DIa ehr ahmung 10 bis 250 Gew.-Teile Polyvinylchlorid in Form eines Latex mit vorzugsweise ) 50 % Feststoffgehalt und einem zahlenmittleren Latexteilehen«· durchmesser )1000 nm je 100 Gew.Teile Kautschuk zugesetzt werden.