DD141313A1

DD141313A1 - METHOD FOR PRODUCING HIGHLY CONCENTRATED LOW VISCOSER LATICES BY ENGAGEMENT

Info

Publication number: DD141313A1
Application number: DD21042679A
Authority: DD
Inventors: Lothar Voelz; Norbert Niklas; Rolf Neuhaus; Volker Mueller; Heinz Stodolka; Sabina Klodt; Hans-Joachim Neupert
Original assignee: Lothar Voelz; Norbert Niklas; Rolf Neuhaus; Volker Mueller; Heinz Stodolka; Sabina Klodt; Neupert Hans Joachim
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1979-01-11
Publication date: 1980-04-23

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.The invention includes a method of manufacture highly concentrated low viscous latices by creaming of synthetic rubber-based latexes. By Addition of polyvinyl chloride latex with a number average Latex particle diameter> 1000 nm to be framed Synthetic rubber latex it is possible to cream up to Latex solids contents of> 60% without prior agglomeration the rubber latex to lead. The according to the invention Process produced highly concentrated low-viscosity latexes are excellent for coating fabrics, - for diving, for Brush and suitable for processing into foam.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter niedrigvis·» koser Latices durch AufrahmungProcess for the preparation of highly concentrated low viscous latices by creaming

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter nieärigviakoser Latices durch Aufrahmung und Abtrennung des Rahms vom Serum.The invention includes a method of producing high concentration, non-viscous latices by creaming and separating the cream from the serum.

Dieee hochkonzentrierten Latices werden zum Streichen, zur Beschichtung von Gewebe, zum Tauchen und zur Verarbeitung zu Schaum eingesetzt.Dieee's highly concentrated latexes are used for painting, fabric coating, dipping, and foam processing.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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.The rubber cyclases which are used as an intermediate in sythetic rubber production generally have a pesticide content of <40 % and a latex particle diameter of <100.sup.J (number average). Such latices are almost uninteresting from an engineering standpoint since a pesticide content y 60% is desirable for many fields of application or required. A simple evaporation of water to concentrate the synthetic rubber latices are clearly limited by the sharp increase in viscosity from 40 % pesticide content. From 50 % Peatetoffgehalt the latex is too viscous for further handling.

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).In the method of subsequent concentration of synthetic rubber latices by creaming, viscous, water-soluble, higher molecular weight substances in the form of their aqueous solutions are added to the latex (US Pat. No. 2,354,531). The latex used separates into an aqueous, rubbery (serum) and a highly rubber-enriched layer (cream).

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.The viscosity of a latex at a given temperature and pesticide content is determined decisively by its average particle size and particle size distribution. With the same content of pesticides, latices with larger particles and broader particle size distribution have lower viscosities.

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.One way normal Produktionslatices on Peststoffgehalte y to concentrate 60% while maintaining a Brookfield viscosity <1000 mPas is to agglomerate these latexes before concentration, etc., h. to increase the mean latex particle diameter. For this agglomeration of the polymer latexes after the polymerization stage, many processes have been proposed that can be classed principally in chemical and physical methods.

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})*The chemical processes typically involve affecting the colloidal stability of the latex by addition of chemicals, e.g. High molecular weight colloids or swelling agents for the dispersed polymer. It is crucial that in this method, the agglomeration process is brought to a standstill shortly before the complete coagulation of the latex. Among the few previously known high molecular weight compounds with which the controlled latex particle agglomeration while avoiding the. polyvinyl alcohol (GB-PS 859700), polyethylene polyamines (US-PS 3015641, US-PS 3004942) and copolymers of butadiene, styrene and methacrylic acid (VLKuznecav 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.Further known agglomeration processes are the freeze agglomeration (SU-PS 279039, DE-OS 162837), in which the latex is frozen and thawed again, and the pressure agglomeration (SU-PS 2O2OO5 _s GB-PS 976212), in which the latex under pressure a narrowing is led. , The disadvantage of the chemical agglomeration of rubber latices is that the agglomerating agents are difficult to access, that they act in part only in conjunction with high electrolyte content, that the agglomeration process is accompanied by a more or less strong coagulum formation and that the effectiveness of the agglomeration process is too low is. The process of freeze agglomeration is characterized by a high technical complexity and a great need for refrigeration energy, while in the pressure agglomeration only after a preconcentration of the synthetic rubber latex a satisfactory particle enlargement is achieved. In addition, the pressure-agglomerated latex is not stable and requires additional treatment with emulsifier.

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.The object of the invention is to produce a highly concentrated low viscosity latex based on a synthetic rubber latex by creaming suitable for the coating of fabric, for dipping, brushing and processing into foam without prior agglomeration of the rubber latex particles.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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-The invention has the object of providing a process for the preparation of highly concentrated low-viscosity latexes based on Synthesekautschuklatices by creaming to ent ~ wrap which satisfies the above requirement "The object is inventively achieved in _s that a synthetic rubber latex or .einem mixture of Synthesekautschuklatices before its concentration · By framing or by a framed synthetic rubber latex or a framed rubber

misch von Synthesekautschuklatices vor seiner Konzentrierung durch Nachrahmung Polyvinylchloridlatex allein oder in Kombination mit einem Aufrahmmittel zugesetzt wird.mixed with synthetic rubber latices prior to concentration by framing polyvinyl chloride latex alone or in combination with a creaming agent.

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.According to the invention, 10 to 250 parts by weight of polyvinyl chloride in the form of a latex, preferably having a solids content of> 50 % and a number average latex particle diameter of> 1000 nm, per 100 parts by weight of rubber are fed to the synthetic rubber latex or mixture of synthetic rubber latices. Water-soluble cellulose derivatives, such as the sodium salt of carboxymethylcellulose, and water-soluble synthetic high polymers, such as copolymers of butadiene, styrene, methacrylic acid and the esterification product or partially saponified esterification product of a Diels-Alder adduct of maleic acid, are preferably used as creamers. It is not obvious to a person skilled in the art to frame a mixture of a synthetic rubber latex and a polyvinyl chloride latex owing to the different densities of rubber (6><1 g / cnr) and polyvinyl chloride (> 1 g / cur). It is to be expected that when creaming this mixture, both components will segregate with the rubber accumulating in an upper layer and the polyvinyl chloride in a lower layer. Surprisingly, however, it has been found that both components accumulate as a homogeneous phase in a lower layer over which the serum is located.

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 vonThe synthetic rubber latices which are treated in the manner according to the invention may comprise emulsion polymers of conjugated dienes, e.g. For example, 1,3-butadiene, isoprene, chloroprene, alone or in admixture with a monoethylenic 'compound, for. B "styrene, acrylonitrile be. Thus, for example, only the addition of 140 parts by weight of polyvinyl chloride latex having a solid content of 52 % and a latex particle diameter of 1000 mm to 260 parts by weight of a synthetic rubber latex having a solids content of 39 % and a latex particle diameter of

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.80 nm, the creaming of this mixture to a solids content of 60.5%. Iq 'absence of the polyvinyl chloride latex, the creaming is limited to a maximum of 55 % solids content. Thus, it is possible, according to the object of the invention, a latex based on a rubber latex without prior Latexteilchenagglomeretion according to the known Aufrahmverfahren to a solids content of >> 60 % . focus. The Brookfield viscosity of the latices superimposed on the y-60% solids content was below 1,000 mPas in each case as required.

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.»The advantages of the process according to the invention for the preparation of highly concentrated low-viscosity latexes based on synthetic rubber latices are, in addition to the elimination of the complex rubber latex particle agglomeration, the partial substitution of the rubber latex by the less expensive polyvinyl chloride latex and the provision of a latex with improved physical-mechanical properties, for many applications. B '. with increased strength of foam coatings. »

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment.

VergleichsbeispielComparative example

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.In 400 parts by weight of a latex obtained by emulsion polymerization of a mixture of 70 parts by weight of butadiene and 30 parts by weight of styrene in the presence of potassium monopersulfate as activator and dibutylnaphthalenesulfonic acid sodium as an emulsifier at 50 ⁰ C up to a conversion of 60 % was stirred, 1.42 parts by weight of the sodium salt of carboxymethyl cellulose / cellulose in the form of a 3.8% aqueous solution was stirred for 30 min and then allowed to stand for 24 h at room temperature.

Eb wurde ein aufgerahmter Latex mit einem Peststoffgehalt von 54,6 % erhalten. Der Peststoffgehalt des Serums betrug 5,4 %.Eb was obtained a creamed latex with a pesticide content of 54.6 % . The content of the serum was 5.4%.

AusführungsbeispieJIAusführungsbeispieJI

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.In 250 parts by weight of a synthetic rubber latex prepared according to the comparative example with a 39% pesticide and 80 nm number average latex particles, 150 parts by weight of polyvinyl chloride latex having a pesticide content of 52% and an average latex particle diameter of 3000 nm and 1.42 wt Tile of the sodium salt of Carboxymet¬ ylzellulose stirred in Porm a 3 * 8% aqueous solution for 30 min and then allowed to stand for 24 h at room temperature.

Der aufgerahmte Latex hatte einen Peststoffgehalt von 60,5 %,. während der Peststoffgehalt des S-srums bei 6,2 % lag.The creamed latex had a pulp content of 60.5 %. while the pesticide content of the S-serum was 6.2 % .

Claims

· · 7 - 9

Invention claim '

Process for the preparation of highly concentrated low-viscosity latices by creaming of synthetic rubber latices by means of creaming agents, preferably water-soluble cellulose derivatives or water-soluble copolymers *} of butadiene, styrene »methacrylic acid and the esterification product or partially saponified esterification product of a Diels-Alder adduct of maltic acid, characterized in that the Synthetic rubber latex or a mixture of Synthesekautschuklatices before the concentration by Aufrahraung, or that the aufgerahmten Synthesekautochuklatex or the aufgerahmten mixture of Synthesekautschuklatices before concentration by DIa erahmung 10 to 250 parts by weight of polyvinyl chloride in the form of a latex with preferably) 50 % solids content and a number of mid-latex particles ") diameter) 1000 nm per 100 parts by weight of rubber are added.