DE102007011427A1 - Use of proton-delivering and / or proton-accepting polymer particles - Google Patents

Use of proton-delivering and / or proton-accepting polymer particles Download PDF

Info

Publication number
DE102007011427A1
DE102007011427A1 DE200710011427 DE102007011427A DE102007011427A1 DE 102007011427 A1 DE102007011427 A1 DE 102007011427A1 DE 200710011427 DE200710011427 DE 200710011427 DE 102007011427 A DE102007011427 A DE 102007011427A DE 102007011427 A1 DE102007011427 A1 DE 102007011427A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polymer particles
acid
use according
groups
proton
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200710011427
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Dr. Früh
Anke Dr. Lübbert
Werner Prof. Dr. Obrecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhein Chemie Rheinau GmbH
Lanxess Deutschland GmbH
Original Assignee
Rhein Chemie Rheinau GmbH
Lanxess Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhein Chemie Rheinau GmbH, Lanxess Deutschland GmbH filed Critical Rhein Chemie Rheinau GmbH
Priority to DE200710011427 priority Critical patent/DE102007011427A1/en
Priority to EP08717460A priority patent/EP2131956A1/en
Priority to PCT/EP2008/052713 priority patent/WO2008107470A1/en
Publication of DE102007011427A1 publication Critical patent/DE102007011427A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • B01J31/08Ion-exchange resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/281Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J20/282Porous sorbents
    • B01J20/285Porous sorbents based on polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • B01J31/08Ion-exchange resins
    • B01J31/10Ion-exchange resins sulfonated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/16Organic material
    • B01J39/18Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1606Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
    • C09D5/1637Macromolecular compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm, enthaltend oberflächenständige und/oder nicht-oberflächenständige ionogene Gruppen, als protonenliefernde und/oder protonenakzeptierende Substanz in heterogenen chemischen Prozessen, besonders geeignete Polymerteilchen für die Anwendung in solchen Prozessen sowie sie enthaltende Verbundmaterialien und Formkörper.The present invention relates to the use of emulsion polymerized polymer particles having an average particle diameter in the range of 5 to 500 nm, containing surface and / or non-surface ionogenic groups, as proton-providing and / or proton-accepting substance in heterogeneous chemical processes, particularly suitable polymer particles for the use in such processes as well as composite materials and moldings containing them.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm, enthaltend oberflächenständige und/oder nicht-oberflächenständige ionogene Gruppen, als protonenliefernde und/oder protonenakzeptierende Substanz in heterogenen chemischen Prozessen, besonders geeignete Polymerteilchen für die Anwendung in solchen Prozessen sowie sie enthaltende Verbundmaterialien und Formkörper.The The present invention relates to the use of by emulsion polymerization produced polymer particles having an average particle diameter in the range of 5 to 500 nm, containing surface and / or non-surface-active ionogenic groups, as proton-delivering and / or proton-accepting substance in heterogeneous chemical processes, particularly suitable polymer particles for use in such processes as well as containing them Composite materials and shaped bodies.

Für viele heterogene Verfahren, d. h. solchen Verfahren in denen mindestens eine Phasengrenze vorliegt, werden immobilisierte, unlösliche Protonenlieferanten bzw. Protonendonatoren oder Protonenakzeptoren benötigt. Die Verwendung immobilisierter Protonenlieferanten bzw. Protonendonatoren oder Protonenakzeptoren bietet grundsätzliche Vorteile, wie eine erleichterte Abtrennung.For many heterogeneous methods, d. H. such processes in which at least is a phase boundary, become immobilized, insoluble Proton donors or proton donors or proton acceptors needed. The use of immobilized proton donors or proton donors or proton acceptors offers fundamental advantages, like a facilitated separation.

Für derartige Verfahren besteht allgemein der Bedarf nach neuen Protonenlieferanten bzw. Protonenakzeptoren mit neuem bzw. verändertem Eigenschaftsprofil.For Such methods generally have the need for new proton suppliers or proton acceptors with a new or modified property profile.

Der Einsatz von Mikrogelen zur Eigenschaftssteuerung von Elastomeren oder Thermoplasten ist bekannt ( WO2005/033185 ). Dabei sind zum Teil auch Mikrogele verwendet worden, die oberflächlich oder über den gesamten Querschnitt funktionelle Gruppen aufweisen.The use of microgels for property control of elastomers or thermoplastics is known ( WO2005 / 033185 ). In some cases, microgels have also been used which have functional groups on the surface or over the entire cross section.

Nicht bekannt war bislang der Einsatz von mit protonenliefernden oder protonenakzeptierenden Gruppen modifizierten Polymerteilchen im Nanogrößenbereich in heterogenen chemischen Prozessen, die einen immobilisierten Protonenspender oder Protonenakzeptor erfordern.Not So far, the use of proton-delivering or has been known proton accepting groups modified polymer particles in Nano size range in heterogeneous chemical processes, the one immobilized proton donor or proton acceptor require.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm, enthaltend ionogene Gruppen als protonenliefernde und/oder protonenakzeptierende Substanz, in heterogenen chemischen Prozessen, Erfindungsgemäß eingeschlossen sind auch Anwendungen, in denen die Polymerteilchen zunächst zumindest teilweise neutralisiert werden.The The present invention relates to the use of by emulsion polymerization produced polymer particles having an average particle diameter in the range of 5 to 500 nm, containing ionogenic groups as proton-donating and / or proton-accepting substance, in heterogeneous chemical Processes are included according to the invention also applications in which the polymer particles at least initially partially neutralized.

Der Einsatz besagter Polymerteilchen bietet gegenüber klassischen Protonenspendern bzw. Protonenakzeptoren zahlreiche Vorteile, da die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Polymerteilchen, wie Teilchengröße, Teilchenmorphologie, Quellverhalten, Katalyseaktivität, Härte, Formstabilität, Klebrigkeit, Alterungsbeständigkeit, Schlagzähigkeit einerseits durch den Herstellungsprozess, insbesondere durch das Polymerisationsverfahren, sowie durch Auswahl geeigneter Basismonomere und andererseits durch Auswahl geeigneter ionogener Gruppen deren Konzentration und Ansiedlungsbereich im Polymerteilchen in weiten Grenzen gezielt eingestellt bzw. maßgeschneidert werden können. Heterogene Prozesse bzw. Verfahren sind solche, in denen Phasengrenzen, wie insbesondere fest/flüssig und/oder fest/gasförmig beteiligt sind, wobei die Polymerteilchen naturgemäß der festen Phase zuzuordnen sind. Protonenliefernd bzw. protonenakzeptierend bedeutet erfindungsgemäß insbesondere, dass die Polymerteilchen Protonen an ein sie umgebendes Medium abgeben können bzw. aufnehmen können. In einer Matrix, insbesondere in einer Polymermatrix, vermögen die Polymerteilchen der Matrix eine Protonenleitfähigkeit zu verleihen.Of the Use of said polymer particles offers over classic Proton donors or proton acceptors numerous advantages, since the chemical and physical properties of polymer particles, such as Particle size, particle morphology, swelling behavior, Catalytic activity, hardness, dimensional stability, Tackiness, aging resistance, impact resistance on the one hand by the manufacturing process, in particular by the polymerization process, as well as by selecting suitable base monomers and on the other hand Selection of suitable ionogenic groups their concentration and settlement area in the polymer particles within wide limits targeted or customized can be. Heterogeneous processes or processes are those in which phase boundaries, in particular solid / liquid and / or solid / gaseous, wherein the polymer particles naturally attributable to the solid phase. proton-donating or proton-accepting means according to the invention in particular, that the polymer particles release protons to a surrounding medium can or can record. In a matrix, especially in a polymer matrix, the polymer particles are capable give the matrix a proton conductivity.

Unter Emulsionspolymerisation im Sinne der Erfindung wird insbesondere ein an sich bekanntes Verfahren verstanden, bei dem als Reaktionsmedium Wasser verwendet wird, worin die verwendeten Monomere in Anwesenheit von Emulgatoren und radikalbildenden Substanzen unter Bildung von wässrigen Polymerlatices polymerisiert werden (s. u. a. Römpp Lexikon der Chemie, Band 2, 10. Auflage 1997; P. A. Lovell, M. S. EI-Aasser, Emulsion Polymerization und Emulsion Polymers, John Wiley & Sons, ISBN: 0 471 96746 7; H. Gerrens, Fortschr. Hochpolym. Forsch. 1, 234 (1959) ). Die Emulsionspolymerisation liefert im Unterschied zur Suspensions- oder Dispersionspolymerisation in der Regel feinere Teilchen, welche einen niedrigeren Partikelabstand in einer Matrix ermöglichen. Die kleineren Teilchen liegen mit ihrem geringen mittleren Durchmesser unterhalb der kritischen Fehlstellengröße, d. h. die sie enthaltenden Matrices unterliegen nur geringen mechanischen Beeinträchtigungen, bei entsprechendem Dispersionsgrad. Teilchen einer Größe von unterhalb 500 nm sind durch Suspensions- oder Dispersionspolymerisation im Allgemeinen nicht zugänglich, weshalb diese Teilchen in der Regel für die Zwecke dieser Patentanmeldung ungeeignet sind.For the purposes of the invention, emulsion polymerization is understood in particular to be a process known per se in which water is used as the reaction medium, in which the monomers used are polymerized in the presence of emulsifiers and free-radical-forming substances to form aqueous polymer latices (see below) Römpp Lexikon der Chemie, Volume 2, 10th Edition 1997; PA Lovell, MS EI-Aasser, Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers, John Wiley & Sons, ISBN: 0 471 96746 7; H. Gerrens, Fortschr. Hochpolym. Research 1, 234 (1959) ). In contrast to suspension or dispersion polymerization, the emulsion polymerization generally gives finer particles which allow a lower particle spacing in a matrix. The smaller particles are with their small mean diameter below the critical defect size, ie the matrices containing them are subject to only minor mechanical impairments, with a corresponding degree of dispersion. Particles of size less than 500 nm are generally not accessible by suspension or dispersion polymerization, which is why these particles are generally unsuitable for the purposes of this patent application.

Durch die Wahl der Monomere stellt man die Glastemperatur und die Breite des Glasübergangs der Polymerteilchen ein. Die Bestimmung der Glastemperatur (Tg) und der Breite des Glasübergangs (ΔTg) der Mikrogele erfolgt mittels Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC), bevorzugt wie im Folgenden beschrieben. Dazu werden für die Bestimmung von Tg und ΔTg zwei Abkühl/Aufheiz-Zyklen durchgeführt. Tg und ΔTg werden im zweiten Aufheiz-Zyklus bestimmt. Für die Bestimmungen werden etwa 10–12 mg des ausgewählten Mikrogels in einem DSC-Probenbehälter (Standard-Aluminium-Pfanne) von Perkin-Elmer eingesetzt. Der erste DSC-Zyklus wird durchgeführt, indem die Probe zuerst mit flüssigem Stickstoff auf –100°C abgekühlt und dann mit einer Geschwindigkeit von 20K/min auf +150°C aufgeheizt wird. Der zweite DSC-Zyklus wird durch sofortige Abkühlung der Probe begonnen, sobald eine Probentemperatur von +150°C erreicht ist. Die Abkühlung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 320 K/min. im zweiten Aufheizzyklus wird die Probe wie im ersten Zyklus noch einmal auf +150°C aufgeheizt. Die Aufheizgeschwindigkeit im zweiten Zyklus ist erneut 20K/min. Tg und ΔTg werden graphisch an der DSC-Kurve des zweiten Aufheizvorgangs bestimmt. Für diesen Zweck werden an die DSC-Kurve drei Geraden angelegt. Die 1. Gerade wird am Kurventeil der DSC-Kurve unterhalb Tg, die 2. Gerade an dem durch Tg verlaufenden Kurvenast mit Wendepunkt und die 3. Gerade an dem Kurvenast der DSC-Kurve oberhalb Tg angelegt. Auf diese Weise werden drei Geraden mit zwei Schnittpunkten erhalten. Beide Schnittpunkte sind jeweils durch eine charakteristische Temperatur gekennzeichnet. Die Glastemperatur Tg erhält man als Mittelwert dieser beiden Temperaturen und die Breite des Glasübergangs ΔTg erhält man aus der Differenz der beiden Temperaturen.The choice of monomers sets the glass transition temperature and the glass transition width of the polymer particles. The determination of the glass transition temperature (Tg) and the width of the glass transition (ΔTg) of the microgels is carried out by differential scanning calorimetry (DSC), preferably as described below. For this purpose, two cooling / heating cycles are carried out for the determination of Tg and ΔTg. Tg and ΔTg who determined in the second heating cycle. For the determinations, approximately 10-12 mg of the selected microgel is placed in a Perkin-Elmer DSC sample container (standard aluminum pan). The first DSC cycle is carried out by first cooling the sample to -100 ° C with liquid nitrogen and then heating to + 150 ° C at a rate of 20K / min. The second DSC cycle is started by immediately cooling the sample as soon as a sample temperature of + 150 ° C is reached. The cooling takes place at a speed of about 320 K / min. in the second heating cycle, the sample is again heated to + 150 ° C as in the first cycle. The heating rate in the second cycle is again 20K / min. Tg and ΔTg are determined graphically on the DSC curve of the second heating process. For this purpose, three straight lines are applied to the DSC curve. The 1st straight line is applied to the curve part of the DSC curve below Tg, the 2nd straight line to the curve branch with inflection point passing through Tg and the 3rd straight line to the curve branch of the DSC curve above Tg. In this way, three straight lines with two intersections are obtained. Both intersections are each characterized by a characteristic temperature. The glass transition temperature Tg is obtained as the mean value of these two temperatures and the width of the glass transition ΔTg is obtained from the difference between the two temperatures.

Kautschukartige Polymerteilchen weisen eine Glastemperatur von im Allgemeinen < 23°C auf. Thermoplastische Polymerteilchen weisen eine Glastemperatur im Allgemeinen eine Glastemperatur von > 23°C auf.rubbery Polymer particles have a glass transition temperature of generally <23 ° C. Thermoplastic polymer particles generally have a glass transition temperature a glass transition temperature of> 23 ° C.

Die Breite des Glasübergangs ist bei den erfindungsgemäß verwendeten Polymerteilchen bevorzugt größer als 5°C, bevorzugter größer als 10°C.The Width of the glass transition is used in the invention Polymer particles preferably greater than 5 ° C, more preferably greater than 10 ° C.

Kautschukartige Polymerteilchen sind bevorzugt solche auf Basis von konjugierten Dienen wie Butadien, Isopren, 2-Chlorbutadien und 2,3-Dichlorbutadien, sowie Ethen, Ester der Acryl- und Methacrylsäure, Vinylacetat, Styrol oder Derivate davon, Acrylnitril, Acrylamide, Methacrylamide, Tetrafluorethylen, Vinylidenfluorid, Hexafluorpropen, doppelbindungshaltige Hydroxyverbindungen wie z. B. Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, Acrolein oder Kombinationen davon.rubbery Polymer particles are preferably those based on conjugated Such as butadiene, isoprene, 2-chlorobutadiene and 2,3-dichlorobutadiene, and ethene, esters of acrylic and methacrylic acid, vinyl acetate, Styrene or derivatives thereof, acrylonitrile, acrylamides, methacrylamides, Tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, hexafluoropropene, double bond-containing Hydroxy compounds such. B. hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, Hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, acrolein or combinations from that.

Bevorzugte Monomere bzw. Monomerkombinationen schließen ein; Butadien, Isopren, Acrylnitril, Styrol, alpha-Methylstyrol, Chloropren, 2,3-Dichlorbutadien, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Tetrafluorethylen, Vinylidenfluorid und Hexafluorpropen.preferred Monomeric or monomer combinations include; butadiene, Isoprene, acrylonitrile, styrene, alpha-methylstyrene, chloroprene, 2,3-dichlorobutadiene, Butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, tetrafluoroethylene, Vinylidene fluoride and hexafluoropropene.

„Auf Basis" bedeutet hier, dass die Polymerteilchen bevorzugt zu mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, bevorzugter zu mehr als 90 Gew.-% aus den genannten Monomeren bestehen."On Base "here means that the polymer particles are preferred to more as 60% by weight, preferably more than 70% by weight, more preferably more consist of 90% by weight of said monomers.

Die Polymerteilchen können vernetzt oder unvernetzt sein. Im Falle vernetzter Polymerteilchen spricht man auch von Mikrogelen. Die Polymerteilchen können insbesondere solche auf Basis von Homopolymeren oder statistischen Copolymeren sein. Die Begriffe Homopolymere und statistische Copolymere sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise erläutert bei Vollmert, Polymer Chemistry, Springer 1973.The Polymer particles may be crosslinked or uncrosslinked. in the Traps of crosslinked polymer particles are also called microgels. The polymer particles can be especially based on of homopolymers or random copolymers. The terms Homopolymers and random copolymers are known in the art and, for example, by Vollmert, Polymer Chemistry, Springer 1973.

Als Polymerbasis der kautschukartigen, vernetzten oder unvernetzten Polymerteilchen, enthaltend ionogene Gruppen, können insbesondere dienen;

BR:
Polybutadien,
ABR;
Butadien/Acrylsäure-C1-4Alkylestercopolymere,
IR:
Polyisopren,
SBR:
statistische Styrol-Butadien-Copolymerisate mit Styrolgehalten von 1–60, vorzugsweise 5–50 Gewichtsprozent,
FKM:
Fluorkautschuk,
ACM:
Acrylatkautschuk,
NBR:
Polybutadien-Acrylnitril-Copolymerisate mit Acrylnitrilgehalten von 5–60, vorzugsweise 10–60 Gewichtsprozent,
CR:
Polychloropren
EAM:
Ethylen/Acrylatcopolymere,
EVM:
Ethylen/Vinylacetatcopolymere.
As the polymer base of the rubbery, crosslinked or uncrosslinked polymer particles containing ionic groups, may be used in particular;
BR:
polybutadiene,
ABR;
Butadiene / acrylic acid C1-4Alkylestercopolymere,
IR:
polyisoprene,
SBR:
styrene-butadiene random copolymers having styrene contents of 1-60, preferably 5-50 weight percent,
FKM:
Fluoro rubber,
ACM:
acrylate,
NBR:
Polybutadiene-acrylonitrile copolymers having acrylonitrile contents of 5-60, preferably 10-60, weight percent,
CR:
polychloroprene
EAM:
Ethylene / acrylate copolymers,
EVM:
Ethylene / vinyl acetate copolymers.

Erfindungsgemäße nicht-kautschukartige, insbesondere thermoplastische Polymerteilchen weisen zweckmäßig eine Glasübergangstemperatur Tg von mehr als 23°C auf. Die Breite des Glasübergangs ist bei den thermoplastartigen Polymerteilchen bevorzugt größer als 5°C (wobei die Tg bzw. die Breite des Glasübergangs wie oben beschrieben bestimmt wird). Nicht-kautschukartige, insbesondere thermoplastische Polymerteilchen sind bevorzugt solche auf Basis von Methacrylaten, insbesondere Methylmethacrylat, Styrol oder Styrolderivaten, wie alpha-Methylstyrol, para-Methylstyrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylcarbazol oder Kombinationen davon. „Auf Basis" bedeutet hier, dass die Polymerteilchen bevorzugt zu mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, bevorzugter zu mehr als 90 Gew.-% aus den genannten Monomeren bestehen.Inventive non-rubbery, in particular thermoplastic polymer particles expediently have a glass transition temperature Tg of more than 23 ° C. The width of the glass transition in the thermoplastic polymer particles is preferably greater than 5 ° C (the Tg or the width of the glass transition is determined as described above). Non-rubbery, in particular thermoplastic polymer Particles are preferably those based on methacrylates, in particular methyl methacrylate, styrene or styrene derivatives, such as alpha-methylstyrene, para-methylstyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylcarbazole or combinations thereof. "On the basis" here means that the polymer particles preferably consist of more than 60% by weight, preferably more than 70% by weight, more preferably more than 90% by weight, of the stated monomers.

Bevorzugtere thermoplastische Polymerteilchen sind solche auf Basis von Methacrylaten, insbesondere Methylmethacrylat, Styrol, alpha-Methylstyrol und Acrylnitril, Die Polymerteilchen weisen bevorzugt eine annähernd kugelförmige Geometrie auf.More preferred thermoplastic polymer particles are those based on methacrylates, especially methyl methacrylate, styrene, alpha-methylstyrene and acrylonitrile, The polymer particles preferably have an approximately spherical Geometry on.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polymerteilchen weisen einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm, bevorzugt von 20 bis 400, besonders bevorzugt von 30 bis 300 nm auf. Der mittlere Teilchendurchmesser wird mittels Ultrazentrifugation mit dem wässrigen Latex der Polymerteilchen aus der Emulsionspolymerisation bestimmt, Die Methode liefert einen Mittelwert für den Teilchendurchmesser unter Berücksichtigung etwaiger Agglomerate. ( H. G. Müller (1996) Colloid Polymer Science 267: 1113-1116 sowie W. Scholtan, H. Lange (1972) Kolloid-Z u. Z. Polymere 250:782 ). Die Ultrazentrifugation hat den Vorteil, dass die gesamte Teilchengrößenverteilung charakterisiert wird und verschiedene Mittelwerte wie Zahlenmittel, Gewichtsmittel aus der Verteilungskurve berechnet werden können.The polymer particles used according to the invention have an average particle diameter in the range from 5 to 500 nm, preferably from 20 to 400, particularly preferably from 30 to 300 nm. The average particle diameter is determined by ultracentrifugation with the aqueous latex of the polymer particles from the emulsion polymerization. The method gives an average value for the particle diameter taking into account any agglomerates. ( HG Müller (1996) Colloid Polymer Science 267: 1113-1116 and W. Scholtan, H. Lange (1972) Kolloid-Z u. Z. Polymers 250: 782 ). Ultracentrifugation has the advantage of characterizing the total particle size distribution and calculating various means such as number average and weight average from the distribution curve.

Die erfindungsgemäß verwendeten mittleren Durchmesserangaben beziehen sich auf das Gewichtsmittel.The Mean diameter data used according to the invention refer to the weight average.

Nachfolgend werden Durchmesserangaben wie d10, d50 und d80 verwendet. Diese Angaben bedeuten dass 10, 50 bzw. 80 Gew.% der Teilchen einen Durchmesser besitzen, der kleiner als der entsprechende Zahlenwert in Gew.% ist.In the following, diameter data such as d 10 , d 50 and d 80 are used. These data indicate that 10, 50 or 80% by weight of the particles have a diameter which is smaller than the corresponding numerical value in% by weight.

Die Durchmesserbestimmung mittels dynamischer Lichtstreuung führt in erster Näherung zu vergleichbaren mittleren Teilchendurchmessern. Sie wird ebenfalls am Latex durchgeführt. Üblich sind Laser, die bei 633 nm (rot) und bei 532 nm (grün) arbeiten. Bei der dynamischen Lichtstreuung wird nicht wie bei der Ultrazentrifugation die gesamte Teilchengrößenverteilung charakterisiert, sondern man erhält einen Mittelwert, bei dem große Teilchen überproportional gewichtet werden.The Diameter determination by means of dynamic light scattering leads in a first approximation to comparable average particle diameters. It is also done on the latex. Common are lasers that are at 633 nm (red) and at 532 nm (green) work. When the dynamic light scattering is not like the Ultracentrifugation the entire particle size distribution characterized, but you get an average, at the large particle disproportionately weighted become.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polymerteilchen weisen bevorzugt einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm, bevorzugt von 20 bis 400, besonders bevorzugt von 30 bis 300 nm auf.The have polymer particles used in the invention preferably has a weight-average particle diameter in the range from 5 to 500 nm, preferably from 20 to 400, more preferably from 30 to 300 nm.

Die Teilchen werden durch Emulsionspolymerisation hergestellt, wobei durch Variation der Einsatzstoffe wie Emulgatorkonzentration, Initiatorkonzentration, Flottenverhältnis von organischer zu wässriger Phase, Verhältnis von hydrophilen zu hydrophoben Monomeren, Menge an vernetzendem Monomer, Polymerisationstemperatur etc. die Teilchengröße in einem weiten Durchmesserbereich eingestellt wird.The Particles are prepared by emulsion polymerization, wherein by varying the starting materials such as emulsifier concentration, initiator concentration, Liquor ratio of organic to aqueous Phase, ratio of hydrophilic to hydrophobic monomers, Amount of crosslinking monomer, polymerization temperature, etc. the Particle size in a wide diameter range is set.

Nach der Polymerisation werden die Latices durch Vakuumdestillation oder durch Behandlung mit überhitztem Wasserdampf behandelt, um flüchtige Komponenten insbesondere nicht umgesetzte Monomeren abzutrennen.To the polymerization of the latices by vacuum distillation or treated by treatment with superheated steam, in particular unreacted volatile components Separate monomers.

Die Aufarbeitung der so hergestellten Polymerteilchen kann beispielsweise durch Eindampfen, Elektrolyt-Koagulation, durch Cokoagulation mit einem weiteren Latexpolymer, durch Gefrierkoagulation (vgl. US-PS 2187146 ) oder durch Sprühtrocknung erfolgen. Bei der Aufarbeitung durch Sprühtrocknung können auch handelsübliche Fließhilfsmittel wie beispielsweise CaCO3 oder Kieselsäure zugesetzt werden.The work-up of the polymer particles produced in this way can be carried out, for example, by evaporation, electrolytic coagulation, by co-coagulation with another latex polymer, by freeze coagulation (cf. U.S. Patent 2,187,146 ) or by spray drying. In the workup by spray drying and commercial flow aids such as CaCO 3 or silica can be added.

Die erfindungsgemäß verwendeten durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen sind in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens teilweise vernetzt.The used by emulsion polymerization according to the invention produced polymer particles are in a preferred embodiment at least partially networked.

Die Vernetzung der durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen erfolgt bevorzugt durch den Zusatz von polyfunktionellen Monomeren bei der Polymerisation, wie z. B. durch den Zusatz von Verbindungen mit mindestens zwei, vorzugsweise 2 bis 4 copolymerisierbaren C=C-Doppelbindungen, wie Diisopropenylbenzol, Divinylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, 1,2-Polybutadien, N,N'-m-Phenylenmaleimid, 2,4-Toluylenbis(maleimid), Triallyltrimellitat, Acrylate und Methacrylate von mehrwertigen, vorzugsweise 2- bis 4-wertigen C2 bis C10 Alkoholen, wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2, Butandiol, Hexandiol, Polyethylenglykol mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 8 Oxyethyleneinheiten, Neopentylglykol, Bisphenol-A, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit sowie ungesättigten Polyestern aus aliphatischen Di- und Polyolen und Maleinsäure, Fumarsäure, und/oder Itaconsäure.The crosslinking of the polymer particles produced by emulsion polymerization is preferably carried out by the addition of polyfunctional monomers in the polymerization, such as. B. by the addition of compounds having at least two, preferably 2 to 4 copolymerizable C = C double bonds, such as diisopropenylbenzene, divinylbenzene, divinyl ether, divinylsulfone, diallyl phthalate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, 1,2-polybutadiene, N, N'-m Phenylene maleimide, 2,4-toluylenebis (maleimide), triallyl trimellitate, acrylates and methacrylates of polyhydric, preferably 2- to 4-valent C 2 to C 10 alcohols, such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, butanediol, hexanediol, polyethylene glycol with 2 to 20, preferably 2 to 8 oxyethylene units, neopentyl glycol, bisphenol A, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and unsaturated polyes from aliphatic di- and polyols and maleic acid, fumaric acid, and / or itaconic acid.

Die Vernetzung der Polymerteilchen kann direkt während der Emulsionspolymerisation, wie durch Copolymerisation mit vernetzend wirkenden multifunktionellen Verbindungen oder durch anschließende Vernetzung wie untenstehend beschrieben erreicht werden. Die direkte Vernetzung während der Emulsionspolymerisation ist bevorzugt. Bevorzugte multifunktionelle Comonomere sind Verbindungen mit mindestens zwei, vorzugsweise 2 bis 4 copolymerisierbaren C=C-Doppelbindungen, wie Diisopropenylbenzol, Divinylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, 1,2-Polybutadien, N,N'-m-Phenylenmaleimid, 2,4-Toluylenbis(maleimid) und/oder Triallyltrimellitat. Darüber hinaus kommen in Betracht die Acrylate und Methacrylate von mehrwertigen, vorzugsweise 2- bis 4-wertigen C2 bis C10 Alkoholen, wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2, Butandiol, Hexandiol, Polyethylenglykol mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 8 Oxyethyleneinheiten, Neopentylglykol, Bisphenol-A, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit mit ungesättigten Polyestern aus aliphatischen Di- und Polyolen sowie Maleinsäure, Fumarsäure, und/oder Itaconsäure.The Crosslinking of the polymer particles can be done directly during the Emulsion polymerization, such as by copolymerization with crosslinking acting multifunctional compounds or by subsequent Crosslinking can be achieved as described below. The direct Crosslinking during the emulsion polymerization is preferred. Preferred multifunctional comonomers are compounds having at least two, preferably 2 to 4 copolymerizable C = C double bonds, such as diisopropenylbenzene, divinylbenzene, divinyl ether, divinylsulfone, diallyl phthalate, Triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, 1,2-polybutadiene, N, N'-m-phenylene maleimide, 2,4-toluylenebis (maleimide) and / or triallyl trimellitate. About that In addition, the acrylates and methacrylates of polyvalent, preferably 2- to 4-valent C 2 to C 10 alcohols, such as ethylene glycol, Propandiol-1,2, butanediol, hexanediol, polyethylene glycol with 2 to 20, preferably 2 to 8 oxyethylene units, neopentyl glycol, bisphenol A, Glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol with unsaturated Polyesters of aliphatic di- and polyols as well as maleic acid, Fumaric acid, and / or itaconic acid.

Die Vernetzung während der Emulsionspolymerisation kann auch durch Fortführung der Polymerisation bis zu hohen Umsätzen oder im Monomerzulaufverfahren durch Polymerisation mit hohen internen Umsätzen erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht auch in der Durchführung der Emulsionspolymerisation in Abwesenheit von Reglern.The Crosslinking during emulsion polymerization may also be by continuing the polymerization up to high conversions or in the monomer feed process by polymerization with high internal Sales are made. Another possibility exists also in the execution of the emulsion polymerization in the absence of regulators.

Für die Vernetzung der unvernetzten oder der schwach vernetzten Polymerteilchen im Anschluß an die Emulsionspolymerisation setzt man am besten die Latices ein, die bei der Emulsionspolymerisation erhalten werden.For the crosslinking of the uncrosslinked or the weakly crosslinked polymer particles Following the emulsion polymerization is set on the latices obtained in the emulsion polymerization are best become.

Geeignete, vernetzend wirkende Chemikalien sind beispielsweise organische Peroxide, wie Dicumylperoxid, t-Butylcumylperoxid, Bis-(t-butyl-peroxy-isopropyl)benzol, Di-t-butylperoxid, 2,5-Ditmethylhexan-2,5-dihydroperoxid, 2,5-Dimethylhexin-3,2,5-dihydroper-oxid, Dibenzoyl-Peroxid, Bis-(2,4-dichlorobenzoyl)peroxid, t-Butylperbenzoat sowie organische Azoverbindungen, wie Azo-bis-isobutyronitril und Azo-bis-cyclohexannitril sowie Di- und Polymercaptoverbindungen, wie Dimercaptoethan, 1,6-Dimercaptohexan, 1,3,5-Trimercaptotriazin und Mercapto-terminierte Polysulfidkautschuke wie Mercaptoterminierte Umsetzungsprodukte von Bis-Chlorethylformal mit Natriumpolysulfid.suitable Crosslinking chemicals are, for example, organic peroxides, such as dicumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, bis (t-butyl-peroxy-isopropyl) benzene, Di-t-butyl peroxide, 2,5-ditmethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 2,5-dimethylhexine-3,2,5-dihydroperoxide, Dibenzoyl peroxide, bis (2,4-dichlorobenzoyl) peroxide, t-butyl perbenzoate and organic azo compounds such as azo-bis-isobutyronitrile and Azo-bis-cyclohexanenitrile and di- and polymercapto compounds, such as dimercaptoethane, 1,6-dimercaptohexane, 1,3,5-trimercaptotriazine and mercapto-terminated polysulfide rubbers such as mercapto-terminated Reaction products of bis-chloroethylformal with sodium polysulfide.

Die optimale Temperatur zur Durchführung der Nachvernetzung ist naturgemäß von der Reaktivität des Vernetzers abhängig und kann bei Temperaturen von Raumtemperatur bis ca. 180°C gegebenenfalls unter erhöhtem Druck durchgeführt werden (siehe hierzu Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Band 14/2, Seite 848 ). Besonders bevorzugte Vernetzungsmittel sind Peroxide.The optimum temperature for carrying out the postcrosslinking is of course dependent on the reactivity of the crosslinker and can be carried out at temperatures from room temperature to about 180 ° C., optionally under elevated pressure (see Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, 4th Edition, Volume 14/2, page 848 ). Particularly preferred crosslinking agents are peroxides.

Die Vernetzung C=C-Doppelbindungen enthaltender Kautschuke zu Mikrogelen kann auch in Dispersion bzw. Emulsion bei gleichzeitiger, partieller, ggf. vollständiger, Hydrierung der C=C Doppelbindung durch Hydrazin wie in US 5,302,696 oder US 5,442,009 beschrieben oder ggf. andere Hydrierungsmitteln, beispielsweise Organometallhydridkomplexe erfolgen.The crosslinking of rubbers containing C =C double bonds into microgels can also be carried out in dispersion or emulsion with simultaneous, partial, possibly complete, hydrogenation of the C =C double bond by hydrazine as in US 5,302,696 or US 5,442,009 described or possibly other hydrogenating agents, for example Organometallhydridkomplexe done.

Vor, während oder nach der Nachvernetzung kann ggf. eine Teilchenvergrößerung durch Agglomeration durchgeführt werden.In front, During or after postcrosslinking, an increase in particle size may be necessary be carried out by agglomeration.

Die erfindungsgemäß eingesetzten vernetzten Polymerteilchen weisen zweckmäßig in Toluol bei 23°C unlösliche Anteile (Gelgehalt) von mindestens etwa 70 Gew.-%, bevorzugter mindestens etwa 80 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens etwa 90 Gew.-% auf. Der in Toluol unlösliche Anteil wird dabei in Toluol bei 23° bestimmt. Hierbei werden 250 mg der Polymerteilchen in 25 ml Toluol 24 Stunden unter Schütteln bei 23°C gequollen. Nach Zentrifugation mit 20.000 Upm wird der unlösliche Anteil abgetrennt und getrocknet. Der Gelgehalt ergibt sich aus dem Quotienten des getrockneten Rückstandes und der Einwaage und wird in Gewichtsprozent angegeben.The Crosslinked polymer particles used according to the invention have expediently insoluble in toluene at 23 ° C. Proportions (gel content) of at least about 70% by weight, more preferably at least about 80% by weight, more preferably at least about 90% by weight. The toluene-insoluble fraction is thereby added in toluene 23 ° determined. This will be 250 mg of the polymer particles in 25 ml of toluene for 24 hours with shaking at 23 ° C. After centrifugation at 20,000 rpm, the insoluble Part separated and dried. The gel content results from the quotient of the dried residue and the weight and is expressed in weight percent.

Die erfindungsgemäß eingesetzten vernetzten Polymerteilchen weisen weiterhin zweckmäßig in Toluol bei 23°C einen Quellungsindex von weniger als etwa 80, bevorzugter von weniger als 60 noch bevorzugter von weniger als 40 auf. So können die Quellungsindizes der Polymerteilchen (Qi) besonders bevorzugt zwischen 1–15 und 1–10 liegen. Der Quellungsindex wird aus dem Gewicht der in Toluol bei 23° für 24 Stunden gequollenen lösungsmittelhaltigen Polymerteilchen (nach Zentrifugation mit 20.000 Upm) und dem Gewicht der trockenen Polymerteilchen berechnet: Qi = Naßgewicht der Polymerteilchen/Trockengewicht der Polymerteilchen. The crosslinked polymer particles used in accordance with the invention furthermore advantageously have a swelling index in toluene at 23 ° C. of less than about 80, more preferably less than 60, more preferably less than 40. Thus, the swelling indices of the polymer particles (Qi) may more preferably be between 1-15 and 1-10. The swelling index is calculated from the weight of the solvent-containing polymer particles swollen in toluene at 23 ° for 24 hours (after centrifugation at 20,000 rpm) and the weight of the dry polymer particles: Qi = wet weight of the polymer particles / dry weight of the polymer particles.

Zur Ermittlung des Quellungsindex läßt man 250 mg der Polymerteilchen in 25 ml Toluol 24 h unter Schütteln quellen. Das Gel wird abzentrifugiert und gewogen und anschließend bei 70°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und nochmals gewogen.to Determination of the swelling index is 250 mg the polymer particles in 25 ml of toluene with shaking for 24 h sources. The gel is centrifuged off and weighed and then dried at 70 ° C to constant weight and again weighed.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polymerteilchen enthalten ionogene Gruppen. ionogene Gruppen sind erfindungsgemäß solche Gruppe, die ionisch sind oder zur Bildung ionischer Gruppen befähigt sind. Sie vermögen auf diese Weise protonenliefernd und/oder protonenakzeptierend zu sein.The contain polymer particles used in the invention ionogenic groups. According to the invention, ionogenic groups are those Group which are ionic or capable of forming ionic groups are. They are thus able to provide protons and / or to be proton accepting.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die ionogenen Gruppen ausgewählt aus einer oder mehreren der folgenden funktionellen Gruppen: -COOH, -SO3H, -OSO3H, -P(O)(OH)2, -O-P(OH)2 und -O-P(O)(OH)2 und/oder deren Salzen und/oder deren Derivate, wie insbesondere Partialester davon. Die Salze stellen die konjugierten Basen zu den sauren funktionellen Gruppen dar, also -COO, -SO3 , -OSO3 , -P(O)2(OH) oder -P(O)33, -O-P(O)22 und -OP(O)2(OH) oder -OP(O)32 in der Form ihrer Metall-, bevorzugt Alkallmetall- oder Ammoniumsalze.In a preferred embodiment, the ionic groups are selected from one or more of the following functional groups: -COOH, -SO 3 H, -OSO 3 H, -P (O) (OH) 2 , -OP (OH) 2 and -OP (O) (OH) 2 and / or their salts and / or derivatives thereof, in particular partial esters thereof. The salts represent the conjugate bases to the acidic functional groups, ie -COO - , -SO 3 - , -OSO 3 - , -P (O) 2 (OH) - or -P (O) 3 3 - , -OP (O) 2 2 and -OP (O) 2 (OH) - or -OP (O) 3 2 - in the form of their metal, preferably alkali metal or ammonium salts.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte ionogene Gruppen im Sinne der Erfindung werden ausgewählt aus -SO3H, -PO(OH)2, -OP(O)(OH)2 und/oder deren Salzen und/oder deren Derivate, wie insbesondere Partialester davon.According to the invention particularly preferred ionic groups in the context of the invention are selected from -SO 3 H, -PO (OH) 2 , -OP (O) (OH) 2 and / or their salts and / or derivatives thereof, in particular partial esters thereof.

Die ionogenen Gruppen können je nach Herstellweise oberflächenständig und/oder nicht-oberflächenständig sein.The ionogenic groups can surface depending on the method of preparation and / or non-surface-active.

Die ionogenen Gruppen können durch Einpolymerisation entsprechend funktionalisierter Monomere und/oder durch Modifikation nach der Polymerisation in die Polymerteilchen eingebracht werden.The ionogenic groups can be prepared by copolymerization accordingly functionalized monomers and / or by modification according to the Polymerization are introduced into the polymer particles.

Funktionalisierte Monomere werden beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus: Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylbenzoesäure, Itakonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Phosponsäure- oder Phosphorsäuregruppen-enthaltenden Monomeren mit polymerisierbaren C=C-Doppelbindungen, wie Vinylphosphonsäure, 2-Phosphonomethyl-acrylsäure und 2-Phosphonomethylacrylsäureamid, Phosphonsäure- oder Phosphorsäureester von hydroxyfunktionellen, polymerisierbare C=C-Doppelbindungenaufweisenden Monomeren oder Salzen oder Derivaten davon.functionalized For example, monomers are selected from the group consisting of which consists of: acrylic acid, methacrylic acid, vinylbenzoic acid, Itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, Crotonic acid, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, Phosphonic acid or phosphoric acid group-containing Monomers with polymerizable C = C double bonds, such as vinylphosphonic acid, 2-phosphonomethylacrylic acid and 2-phosphonomethylacrylamide, Phosphonic acid or phosphoric acid esters of hydroxy-functional, polymerizable C = C double bond-containing monomers or Salts or derivatives thereof.

Phosphorsäureester von hydroxyfunktionellen polymerisierbare C=C-Doppelbindungen-aufweisenden Monomeren weisen bevorzugt die folgenden Formeln (I) oder (II) der folgenden Methacrylat-Verbindungen auf:

Figure 00110001
worin R eine zweiwertige organische Gruppe, wie insbesondere C1 bis C10-Alkylen ist. Bevorzugt ist R eine C2-C4 Alkylengruppe (d. h., eine C2-C4-Alkandiylgruppe), wie Methylen, Ethylen oder n-Propylen. Auch Salze dieser Verbindungen sind anwendbar, wie insbesondere Alkalimetallsalze bevorzugt das Natriumsalz oder Ammoniumsalze. Auch die entsprechenden Acrylate sind einsetzbar. Weiterhin können Partialester mit anderen gesättigten oder ungesättigten Carbonsäuren dieser Verbindungen verwendet werden. Der Begriff der Partialester schließt erfindungsgemäß sowohl den Fall ein, dass ein Teil der sauren Hydroxylgruppen der ionogenen Gruppe teilweise verestert ist, als auch den Fall, worin in den Polymerteilchen ein Teil der Hydroxylgruppen verestert ist, ein anderer Teil nicht verestert ist.Phosphoric acid esters of hydroxy-functional polymerizable C =C double bond-containing monomers preferably have the following formulas (I) or (II) of the following methacrylate compounds:
Figure 00110001
wherein R is a divalent organic group, such as in particular C1 to C10 alkylene. Preferably, R is a C 2 -C 4 alkylene group (ie, a C 2 -C 4 alkanediyl group), such as methylene, ethylene or n-propylene. Salts of these compounds are also applicable, such as, in particular, alkali metal salts, preferably the sodium salt or ammonium salts. The corresponding acrylates can also be used. Furthermore, partial esters can be used with other saturated or unsaturated carboxylic acids of these compounds. The concept of Partia According to the invention, ester includes both the case that a part of the acidic hydroxyl groups of the ionic group is partially esterified, and the case in which one part of the hydroxyl groups is esterified in the polymer particles, another part is not esterified.

Der Anteil der einpolymerisierten ionogene Gruppen aufweisenden funktionellen Monomeren beträgt bevorzugt von 0,1 bis 100 Gew.%, bevorzugter 0,2 bis 99,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere. Dies bedeutet, dass auch Homopolymer dieser ionogene Gruppen tragenden Monomere eingesetzt werden können. Beispielsweise können mindestens 10 Gew.-%, mindestens 20 Gew.-% oder mindestens 30 Gew.-% dieser Monomere vorliegen.Of the Proportion of polymerized ionogenic groups having functional Monomers are preferably from 0.1 to 100% by weight, more preferably 0.2 to 99.5 wt .-% based on the total amount of the monomers. This means that even homopolymer of these carrying ionic groups Monomers can be used. For example, you can at least 10% by weight, at least 20% by weight or at least 30% by weight of these monomers are present.

Die ionogenen Gruppen -OSO3H und -OP(O)(OH)2 können beispielsweise auch durch Umsetzung von hydroxylmodifizierten Polymerteilchen (wie durch Einpolymerisation von Hydroxyalkyl(meth)acrylaten erhaltene) oder durch Addition von Schwefel- bzw. Phosphorsäure an epxidhaltige (beispielsweise glycidylmethacrylathaltige) Polymerteilchen mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure, durch Addition von Schwefelsäure oder Phosphorsäure an doppelbindungshaltige Polymerteilchen, durch Zersetzung von Persulfaten oder Perphosphaten in Gegenwart von doppelbindungshaltigen Polymerteilchen, sowie durch Umesterung nach der Polymerisation in die Polymerteilchen eingebracht werden, Weiterhin können die Gruppen -SO3H und -P(O)(OH)2 auch durch Sulfonierung bzw. Phosphonierung von aromatischen Vinylpolymeren eingebracht werden.The ionogenic groups -OSO 3 H and -OP (O) (OH) 2 can also be obtained, for example, by reaction of hydroxyl-modified polymer particles (as obtained by copolymerization of hydroxyalkyl (meth) acrylates) or by addition of sulfuric or phosphoric acid to epoxide-containing (for example Glycidylmethacrylathaltige) polymer particles with sulfuric acid or phosphoric acid, by addition of sulfuric acid or phosphoric acid to double bond-containing polymer particles, by decomposition of persulfates or perphosphates in the presence of double bond-containing polymer particles, as well as by transesterification after the polymerization in the polymer particles are introduced, Furthermore, the groups -SO 3 H and -P (O) (OH) 2 can also be introduced by sulfonation or phosphonation of vinyl aromatic polymers.

Ionogene Gruppen können weiterhin auch durch Umsetzung hydroxylmodifizierter Polymerteilchen mit entsprechend funktionalisierten Epoxiden hergestellt werden.ionogenic Groups can also be modified by reaction of hydroxyl Polymer particles made with appropriately functionalized epoxides become.

Neben den genannten ionogenen Gruppen können weitere funktionelle Gruppen zur Steuerung der Eigenschaften insbesondere in die Oberfläche der Polymerteilchen eingebracht werden, wie durch chemische Umsetzung der bereits vernetzten Polymerteilchen mit gegenüber C=C-Doppelbindungen reaktiven Chemikalien. Diese reaktiven Chemikalien sind insbesondere solche Verbindungen, mit deren Hilfe polare Gruppen wie z. B. Aldehyd-, Hydroxyl-, Carboxyl-, Nitril- etc. sowie schwefelhaltige Gruppen, wie z. B. Mercapto-, Dithiocarbamat-, Polysulfid-, Xanthogenat- und/oder Dithiophosphorsäuregruppen und/oder ungesättigte Dicarbonsäuregruppen an die Polymerteilchen chemisch gebunden werden können. Ziel der Modifizierung ist insbesondere die Verbesserung der Verträglichkeit mit einem Matrixpolymer, in das die Polymerteilchen gegebenenfalls eingearbeitet werden, um beispielsweise eine gute Verteilbarkeit bei der Herstellung sowie eine gute Ankopplung zu erreichen.Next The mentioned ionogenic groups can be further functional Groups for controlling the properties, especially in the surface the polymer particles are introduced, as by chemical reaction the already crosslinked polymer particles with respect to C = C double bonds reactive chemicals. These reactive chemicals are in particular such compounds, with the help of polar groups such. For example aldehyde, Hydroxyl, carboxyl, nitrile, etc. as well as sulfur-containing groups, such as Mercapto, dithiocarbamate, polysulfide, xanthogenate and / or dithiophosphoric acid groups and / or unsaturated Dicarboxylic acid groups chemically bonded to the polymer particles can be. The aim of the modification is in particular the Improvement of the compatibility with a matrix polymer, in which the polymer particles are optionally incorporated, for example, a good distributability in the production as well to achieve a good coupling.

Besonders bevorzugte Methoden der Modifizierung sind die Pfropfung der Polymerteilchen mit funktionellen Monomeren sowie die Umsetzung mit niedermolekularen Agentien. Auf diese Weise können gegebenenfalls auch die ionogenen, protonenspendenden oder protonenakzeptierenden Monomere in die Polymerteilchen eingebracht werden.Especially preferred methods of modification are the grafting of the polymer particles with functional monomers and the reaction with low molecular weight Agents. In this way, if necessary, the ionogenic, proton donating or proton accepting monomers be introduced into the polymer particles.

Für die Pfropfung der Polymerteilchen mit funktionellen Monomeren geht man zweckmäßigerweise von der wässrigen Mikrogeldispersion aus, die man mit polaren Monomeren wie Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, Hydroxyethyl-(meth)-acrylat (Der Ausdruck „(Meth)acrylat" schließt in vorliegender Anmeldung sowohl Methacrylat als auch Acrylat ein), Hydroxypropyl-(meth)-acrylat, Hydroxybutyl-(meth)-acrylat, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Acrolein, Phosponsäure- oder Phosphorsäuregruppen-enthaltenden Monomeren mit polymerisierbaren C=C-Doppelbindungen, wie Vinylphosphonsäure, 2-Phosphonomethyl-acrylsäure und 2-Phosphonomethyl-acrylsäureamid, Phosphonsäure- oder Phosphorsäureester von hydroxyfunktionellen, polymerisierbare C=C-Doppelbindungen-aufweisenden Monomeren oder Salzen oder Derivaten, wie insbesondere Partialester davon unter den Bedingungen einer radikalischen Emulsionspolymerisation umsetzt. Auf diese Weise werden Polymerteilchen mit einer Kern/Schale-Morphologie erhalten. Es ist wünschenswert, daß das im Modifikationsschritt verwendete Monomer möglichst quantitativ auf das unmodifizierte Polymerteilchen bzw. Mikrogel aufpfropft. Zweckmäßigerweise werden die funktionellen Monomere vor der vollständigen Vernetzung der Mikrogele hinzudosiert.For the grafting of the polymer particles with functional monomers goes it is expedient from the aqueous Micro-gel dispersion which can be made with polar monomers such as vinylsulfonic acid, Styrenesulfonic acid, acrylic acid, methacrylic acid, Itaconic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate (The term "(meth) acrylate" includes both methacrylate and acrylate in the present application), Hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, acrylonitrile, Acrylamide, methacrylamide, acrolein, phosphonic acid or Phosphoric acid group-containing monomers with polymerizable C = C double bonds, such as vinylphosphonic acid, 2-phosphonomethylacrylic acid and 2-phosphonomethylacrylamide, phosphonic acid or phosphoric acid ester of hydroxy-functional, polymerizable C = C double bond-containing monomers or salts or derivatives, Partialester in particular under the conditions of a realizes radical emulsion polymerization. That way Obtained polymer particles with a core / shell morphology. It is desirable that in the modification step used monomer as quantitatively as possible on the unmodified Grafted polymer or microgel grafted. Conveniently, be the functional monomers before the complete Crosslinking of the microgels added.

Auch eine Modifikation doppelbindungshaltiger Polymerteilchen, wie z. B. durch Ozonolyse kommt in Frage.Also a modification of double bond-containing polymer particles, such as. B. by ozonolysis comes into question.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Polymerteilchen, insbesondere die Mikrogele durch Hydroxyl-Gruppen insbesondere auch an der Oberfläche davon modifiziert. Der Hydroxylgruppengehalt der Polymerteilchen, insbesondere der Mikrogele wird durch Umsetzung mit Acetanhydrid und Titration der hierbei frei werdenden Essigsäure mit KOH nach DIN 53240 als Hydroxyl-Zahl mit der Dimension mg KOH/g Polymer bestimmt. Die Hydroxylzahl der Polymerteilchen, insbesondere der Mikrogele liegt bevorzugt zwischen 0,1–100, noch bevorzugter zwischen 0,5–50 mg KOH/g Polymer.In a preferred embodiment, the polymer particles, in particular the microgels, are modified by hydroxyl groups, in particular also on the surface thereof. The hydroxyl group content of the polymer particles, in particular of the microgels, is determined by reaction with acetic anhydride and titration of the acetic acid released in this case with KOH according to DIN 53240 as hydroxyl number with the dimension mg KOH / g polymer certainly. The hydroxyl number of the polymer particles, especially the microgels, is preferably between 0.1-100, more preferably between 0.5-50 mg KOH / g polymer.

Die Menge des eingesetzten Modifizierungsmittels richtet sich nach dessen Wirksamkeit und den im Einzelfall gestellten Anforderungen und liegt im Bereich von 0,05 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetzten Polymerteilchen, insbesondere Mikrogel, besonders bevorzugt sind 0,5–10 Gewichtsprozent bezogen auf Gesamtmenge an Polymerteilchen, insbesondere Mikrogel.The The amount of modifier used depends on its Effectiveness and individual requirements in the range of 0.05 to 30 weight percent, based on the total amount on polymer particles used, in particular microgel, especially preferred are 0.5-10 weight percent based on total amount on polymer particles, in particular microgel.

Die Modifizierungsreaktionen können bei Temperaturen von 0–180°C, bevorzugt 20–95°C, ggf. unter Druck von 1–30 bar, durchgeführt werden. Die Modifizierungen können an Kautschuk-Mikrogelen in Substanz oder in Form ihrer Dispersion vorgenommen werden, wobei beim letzten Fall inerte organische Lösungsmittel oder auch Wasser als Reaktionsmedium verwendet werden können. Besonders bevorzugt wird die Modifizierung in wäßriger Dispersion des vernetzten Kautschuks durchgeführt.The Modification reactions can take place at temperatures of 0-180 ° C, preferably 20-95 ° C, optionally under pressure of 1-30 bar. The modifications can on rubber microgels in bulk or in the form of their dispersion in the latter case inert organic solvents or also water can be used as a reaction medium. Particularly preferred is the modification in aqueous Dispersion of the crosslinked rubber performed.

Die Polymerteilchen, deren Herstellung wie vorstehend beschrieben erfolgen kann, eignen sich beispielsweise

  • – als Katalysator in säurekatalysierten Reaktionen, wie die Oligomerisierung von Isobuten, die säurekatalysierte Herstellung von Bisphenol A, Veresterungsreaktionen, Friedel-Crafts-Acylierungen und -Alkylierungen oder Dehydratisierungsreaktionen,
  • – als stationäre Phase in Säulen und Platten für Trennoperationen,
  • – insbesondere aufgrund ihrer potentielle Protonenleitfähigkeit zum Einsatz in elektrochemischen Verfahren,
  • – zum Einsatz in Ionenabsorptionsverfahren,
  • – insbesondere aufgrund ihrer protonenspendenden Brönstedtsäuren als Antifouling-Wirkstoffe in Formkörpern oder Beschichtungen, Beschichtungsmitteln, Anstrichmitteln, in Funktionsbekleidung bzw. in darin enthaltenen Fasern,
  • – als antimikrobielle Bestandteile in medizinischen Anwendungen,
  • – allgemein eingebettet in Polymermatrices, wie in der Form von Formkörpern, wie Folien oder Membranen, wie für Brennstoffzellen (s. DE-A-102004009396 ),
  • – in deprotonierter Form als Hydrolyseschutzmittel in Polymermatrices,
sämtlich in heterogenen Prozessen bzw. Verfahren an denen Phasengrenzen, insbesondere fest/flüssig, fest/gasförmig beteiligt sind.The polymer particles whose preparation can be carried out as described above are suitable, for example
  • As a catalyst in acid-catalyzed reactions, such as the oligomerization of isobutene, the acid-catalyzed preparation of bisphenol A, esterification reactions, Friedel-Crafts acylations and alkylations or dehydration reactions,
  • As a stationary phase in columns and plates for separation operations,
  • In particular due to its potential proton conductivity for use in electrochemical processes,
  • For use in ion absorption processes,
  • In particular because of their proton donating Bronsted acids as antifouling agents in moldings or coatings, coating compositions, paints, in functional clothing or in fibers contained therein,
  • - as antimicrobial ingredients in medical applications,
  • Generally embedded in polymer matrices, such as in the form of shaped articles, such as films or membranes, as for fuel cells (see FIG. DE-A-102004009396 )
  • In deprotonated form as a hydrolysis protection agent in polymer matrices,
all involved in heterogeneous processes or processes in which phase boundaries, in particular solid / liquid, solid / gaseous.

In den Polymermatrices, wie in der Form von Formkörpern, Membranen, Folien etc. können die erfindungsgemäß verwendeten Polymerteilchen in einem Anteil von Matrixpolymer zu Polymerteilchen von 1:99 bis 99:1, bevorzugt von 10:90 bis 90:10, besonders bevorzugt 20:80 bis 80:20 enthalten sein. Die Menge der erfindungsgemäß verwendeten Polymerteilchen hängt von den gewünschten Eigenschaften der Formkörper, wie beispielsweise Protonenleitfähigkeit der Membranen ab.In the polymer matrices, such as in the form of moldings, membranes, Films etc. can be used according to the invention Polymer particles in a proportion of matrix polymer to polymer particles from 1:99 to 99: 1, preferably from 10:90 to 90:10, more preferably Be contained 20:80 to 80:20. The amount of the invention used Polymer particles depend on the desired properties the shaped body, such as proton conductivity of the membranes.

Geeignete Matrixpolymere sind beispielsweise thermoplastische Polymere wie Standard-Thermoplaste, sogenannte Techno-Thermoplaste und sogenannte Hochleistungs-Thermoplaste (Vgl. H. G. Elias Makromoleküle Band 2, 5 Aufl., Hüthig & Wepf Verlag, 1992, Seite 443 ff ), wie zum Beispiel bei Polypropylen, Polyethylen, wie HDPE, LDPE, LLDPE, Polystyrol etc. und polare thermoplastische Werkstoffe, wie PU, PC, EVM, PVA, PVAC, Polyvinylbutyral, PET, PBT, POM, PMMA, PVC, ABS, AES, SAN, PTFE, CTFE, PVF, PVDF, Polyimide, PA, wie insbesondere PA-6 (Nylon), bevorzugter PA-4, PA-66 (Perlon), PA-69, PA-610, PA-11, PA-12, PA 612, PA-MXD6 etc. Das Gewichtsverhältnis dieser Matrixpolymere zu den Polymerteilchen kann zweckmäßig von 1:99 bis 99:1, bevorzugt von 10:90 bis 90: 10, besonders bevorzugt 20:80 bis 80:20 betragen. Bevorzugtes Matrixpolymer für die Anwendung in Polyelektrolytmembranen, insbesondere für Brennstoffzellen ist Polybenzimidazol (z. B. US 4460763 ).Suitable matrix polymers are, for example, thermoplastic polymers such as standard thermoplastics, so-called techno-thermoplastics and so-called high-performance thermoplastics (cf. HG Elias Macromolecules Volume 2, 5 ed., Hüthig & Wepf Verlag, 1992, page 443 ff ), such as polypropylene, polyethylene, such as HDPE, LDPE, LLDPE, polystyrene, etc. and polar thermoplastic materials, such as PU, PC, EVM, PVA, PVAC, polyvinyl butyral, PET, PBT, POM, PMMA, PVC, ABS, AES, SAN, PTFE, CTFE, PVF, PVDF, polyimides, PA, in particular PA-6 (nylon), more preferably PA-4, PA-66 (Perlon), PA-69, PA-610, PA-11, PA -12, PA 612, PA-MXD6, etc. The weight ratio of these matrix polymers to the polymer particles may suitably be from 1:99 to 99: 1, preferably from 10:90 to 90:10, particularly preferably from 20:80 to 80:20. Preferred matrix polymer for use in polyelectrolyte membranes, in particular for fuel cells, is polybenzimidazole (eg. US 4460763 ).

Die Erfindung betrifft weiterhin neue Polymerteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm (bestimmt mittels Ultrazentrifugation wie zuvor dargelegt), erhalten durch Emulsionspolymerisation, enthaltend ionogene Gruppen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: -SO3H, -OSO3H, -P(O)(OH)2, -O-P(OH)2 und -O-P(O)(OH)2 und/oder deren Salze und/oder Derivate davon. Bevorzugt sind -SO3H, -OSO3H, -P(O)(OH)2, -O-P(O)(OH)2 und/oder deren Salze und/oder deren Derivate, wie insbesondere Ester, wie Partialester.The invention further relates to novel polymer particles having a mean particle diameter in the range of 5 to 500 nm (determined by ultracentrifugation as set forth above) obtained by emulsion polymerization containing ionogenic groups selected from the group consisting of: -SO 3 H, -OSO 3 H, -P (O) (OH) 2 , -OP (OH) 2 and -OP (O) (OH) 2 and / or their salts and / or derivatives thereof. -SO 3 H, -OSO 3 H, -P (O) (OH) 2 , -OP (O) (OH) 2 and / or their salts and / or derivatives thereof are preferred, in particular esters, such as partial esters.

Der Anteil der genannten ionogenen Gruppen in den Polymerteilchen liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 95 Gew.-%, bevorzugter 1 bis 90 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Polymerteilchen.Of the Proportion of said ionogenic groups in the polymer is preferably in the range of 0.1 to 95% by weight, more preferably 1 to 90 Wt .-% based on the total amount of the polymer particles.

Geeignete Salze der Polymerteilchen schließen Metall- oder Ammoniumsalze, insbesondere Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze etc. ein.suitable Salts of the polymer particles include metal or ammonium salts, in particular alkali metal salts, alkaline earth metal salts, etc.

Geeignete Derivate der Polymerteilchen schließen insbesondere Ester- und Partialester der genannten ionogenen Gruppen ein.suitable Derivatives of the polymer particles include, in particular, and partial esters of said ionogenic groups.

Die Erfindung ist hinsichtlich der Anwendungen dieser neuen Polymerteilchen nicht beschränkt, und sie können in sämtlichen vorstehend bereits beschriebenen Anwendungen verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere jedoch neue Verbundmaterialien der vorstehend genannten Polymerteilchen, worin diese auf mindestens ein Trägermaterial aufgezogen bzw. darin inkorporiert sind. Derartige Trägermaterialien schließen anorganische und organische Materialien ein, beispielsweise: Ruß, Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Bariumsulfat, Zeolithe, Ionenaustauschharze, Fasern, insbesondere Polymerfasern etc.The Invention is with regard to the applications of these new polymer particles not limited, and they can be in all applications already described above are used. The In particular, however, the invention relates to new composite materials of the above polymer particles, wherein these at least a carrier material are applied or incorporated therein. Such support materials include inorganic and organic materials, for example: carbon black, silica, Calcium carbonate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, barium sulfate, Zeolites, ion exchange resins, fibers, in particular polymer fibers Etc.

Die neuen Polymerteilchen können aber auch in reiner Form beispielsweise in Ionenaustauschverfahren oder katalytischen Verfahren angewendet werden.The but new polymer particles can also in pure form, for example used in ion exchange or catalytic processes become.

Die Erfindung betrifft weiterhin neue Formkörper, wie insbesondere Folien, in denen die vorstehend genannten Polymerteilchen insbesondere in einer Polymermatrix enthalten sind. In den Polymermatrices, wie in der Form von Formkörpern, Membranen, Folien etc. können die erfindungsgemäß verwendeten Polymerteilchen in einem Anteil von Matrixpolymer zu Polymerteilchen 1:99 bis 99:1, bevorzugt von 10:90 bis 90:10, besonders bevorzugt 20:80 bis 80:20 enthalten sein. Zur Erreichung bestimmter Eigenschaften der Formkörper, wie Protonenleitfähigkeit kann ein bestimmter Anteil, wie beispielsweise mindestens 30 Gew.-% oder mindestens 40 Gew.-% auch überschritten werden, solange die mechanischen Eigenschaften des Formkörpers dies zulassen. Hinsichtlich der bevorzugten Matrixpolymere kann auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen werden.The Invention further relates to novel moldings, in particular Films in which the above-mentioned polymer particles in particular contained in a polymer matrix. In the polymer matrices, as in the shape of moldings, membranes, films, etc. can the polymer particles used in the invention in a proportion of matrix polymer to polymer particles 1:99 to 99: 1, preferably from 10:90 to 90:10, more preferably from 20:80 to 80:20 be included. To achieve certain properties of the shaped body, such as Proton conductivity can be a certain proportion, such as also exceeded at least 30 wt .-% or at least 40 wt .-% be as long as the mechanical properties of the molding allow this. With regard to the preferred matrix polymers to the above statements.

BEISPIELE:EXAMPLES:

Herstellungsbeispiele für die MikrogeleProduction examples for the microgels

Nachfolgend wird die Herstellung der Mikrogele beschrieben, die in den weiteren Beispielen verwendet werden.following the preparation of the microgels is described in the other Examples are used.

Sämtliche Mikrogele wurden durch Emulsionspolymerisation hergestellt. Die für die Herstellung der Mikrogele verwendeten Monomerkombinationen sowie wesentliche Rezepturbestandteile sind in den Tabellen 1) und 2) zusammengefasst. Sämtliche Rezepturbestandteile werden auf 100 Gew.-Teile der Monomermischung bezogen.All Microgels were prepared by emulsion polymerization. The monomer combinations used for the preparation of the microgels as well as essential formulation ingredients are given in Tables 1) and 2). All recipe ingredients will be based on 100 parts by weight of the monomer mixture.

In Tabelle 1) sind die Versuche zusammengefasst, bei denen als Emulgator Mersolat® H 95 der Lanxess Deutschland GmbH verwendet wurde. Mersolat® H 95 ist das Natriumsalz einer Mischung langkettiger (C16-C18) Alkylsulfonate.In Table 1), the experiments are summarized in which 95 Lanxess Germany GmbH was used as an emulsifier Mersolat® ® H. Mersolat H 95 ® is the sodium salt of a mixture of long-chain (C16-C18) alkyl sulfonates.

In Tabelle 2) sind die Versuche zusammengefasst, bei denen als Emulgator eine Mischung aus disproportionierter Harzsäure (Dresinate® 731/70%ig von Abieta) und Fettsäure (Edenor® HTICI N der Firma Oleo Chemicals/12%ig in Wasser) verwendet wurde. Bei diesen Versuchen wurde außerdem 0,6 Gew.-Teile Kaliumhydroxid zugesetzt (Tabelle 2). Durch die Kaliumhydroxidmenge wurde die Mischung an Harz- und Fettsäure formal zu 150% neutralisiert.In Table 2) the experiments are summarized in which as an emulsifier a mixture of disproportionated rosin acid (Dresinate ® 731/70% strength (of Abieta) and fatty acid Edenor ® HTICI N from Oleo Chemicals / 12% strength in water was used). In addition, 0.6 part by weight of potassium hydroxide was added to these experiments (Table 2). Due to the amount of potassium hydroxide, the mixture of resin and fatty acid was formally neutralized to 150%.

Für die Herstellung der in den Tabellen 1) und 2) aufgeführten Mikrogele wurden folgende Monomeren verwendet:

  • Styrol (98%ig) von KMF Labor Chemie Handels GmbH
  • Butadien (99%ig, entstabilisiert) der Lanxess Deutschland GmbH
  • Trimethylolpropantrimethacrylat (90%ig) von Aldrich; Produktnummer: 24684-0 (Abkürzung: TMPTMA)
  • Hydroxyethylmethacrylat (96%) von Acros; Produktnummer: 156330010 (Abkürzung: HEMA)
  • Na-Vinylsulfonat; 30%ige wässrige Lösung von Fluka; Produktnummer: 95061 (Abkürzung: NaVS)
  • Na-Styrolsulfonat (90%) von Fluka; Produktnummer: 94904 (Abkürzung: NaSS)
  • Vinylphosphonsäure (95%) von Fluka, Produktnummer: 95014 (Abkürzung: H2VP)
  • 2-(Methacryloyloxy)ethyl Phosphat von Aldrich, Produktnummer: 463337 (Abkürzung: H2MOOEP)
Figure 00200001
Figure 00210001
The following monomers were used for the preparation of the microgels listed in Tables 1) and 2):
  • Styrene (98%) from KMF Laboratory Chemistry GmbH
  • Butadiene (99%, destabilized) of Lanxess Germany GmbH
  • Trimethylolpropane trimethacrylate (90%) from Aldrich; Product number: 24684-0 (Abbreviation: TMPTMA)
  • Hydroxyethyl methacrylate (96%) of Acros; Product number: 156330010 (abbreviation: HEMA)
  • Sodium vinyl sulfonate; 30% aqueous solution of Fluka; Product number: 95061 (Abbreviation: NaVS)
  • Na styrenesulfonate (90%) from Fluka; Product number: 94904 (Abbreviation: NaSS)
  • Vinylphosphonic acid (95%) from Fluka, product number: 95014 (abbreviation: H 2 VP)
  • 2- (Methacryloyloxy) ethyl phosphate from Aldrich, product number: 463337 (abbreviation: H 2 MOOEP)
Figure 00200001
Figure 00210001

Die Produkte OBR 1290-2, OBR 1290-4, OBR 1293-1, OBR 1291-1, OBR 1297, OBR 1294-1 und OBR 1438-1 (Tabelle 1) wurden in einem 61-Glasreaktor mit Rührwerk hergestellt, während die Produkte OBR 1361-B, OBR 1435-4, OBR 1327 B und OBR 1330 I (Tabelle 1 und Tabelle 2) In einem 20-I-Stahlautoklaven mit Rührwerk hergestellt wurden.The Products OBR 1290-2, OBR 1290-4, OBR 1293-1, OBR 1291-1, OBR 1297, OBR 1294-1 and OBR 1438-1 (Table 1) were placed in a 61 glass reactor made with stirrer while the products OBR 1361-B, OBR 1435-4, OBR 1327 B and OBR 1330 I (Table 1 and Figs Table 2) Prepared in a 20 l steel autoclave with stirrer were.

Bei der Durchführung der Emulsionspolymerisationen im Glasreaktor wurden jeweils 3,93 kg Wasser vorgelegt und mit einem Stickstoffstrom gespült. In die Wasservorlage wurde ein Teil der gesamten Mersolatmenge zugegeben und gelöst. Bei Versuch OBR 1290-2 wurden 5,3 g Mersolat® H 95; bei OBR 1291-1 13,7 g Mersolat® H 95; bei OBR 1293-1, OBR 1297, OBR 1294-1, OBR 1361-B und OBR 1438-1 wurden 24,2 g Mersolat® H 95 sowie bei OBR 1290-4 wurden 40,0 g Mersolat® H 95 in das Wasser gegeben und gelöst. Danach wurden 1000 g der in Tabelle 1) aufgeführten Monomermischungen zusammen mit 0,08 g 4-Methoxyphenol (Arcos Organics, Artikel-Nr. 126001000, 99%) in das Reaktionsgefäß gegeben. Nach Aufheizung der Reaktionsmischung auf 30–40°C wurde eine frisch hergestellte 4%ige wässrige Prämixlösung zugegeben. Diese Prämixlösung bestand aus:
0,169 g Ethylendiamintetraessigsäure (Fluka, Artikelnummer 03620),
0,135 g Eisen(II)-sulfat·7H2O (Riedel de Haen, Artikelnummer. 12354), (ohne Kristallwasser berechnet)
0,347 g Rongalit C, Na-Formaldehydsulfoxylat-2-hydrat (Merck-Schuchardt, Artikelnummer 8.06455) (ohne Kristallwasser berechnet) sowie
0,524 g Trinatriumphosphat·12H2O (Acros, Artikelnummer 206520010) (ohne Kristallwasser berechnet) zudosiert.
When carrying out the emulsion polymerizations in the glass reactor, 3.93 kg of water were introduced in each case and rinsed with a stream of nitrogen. A portion of the total amount of mersolate was added to the water blanket and dissolved. In experimental OBR 1290-2, 5.3 g of Mersolat H 95 ®; at OBR 1291-1 13.7 g of Mersolat H 95 ®; at OBR 1293-1, OBR 1297 OBR 1294-1, 1361-B and OBR OBR 1438-1 24.2 g of Mersolat H 95 ® as well as OBR 1290-4 40.0 g Mersolat H ® 95 were in the water were given and solved. Thereafter, 1000 g of the monomer mixtures listed in Table 1) were added to the reaction vessel along with 0.08 g of 4-methoxyphenol (Arcos Organics, Item No. 126001000, 99%). After heating the reaction mixture to 30-40 ° C, a freshly prepared 4% aqueous premix solution was added. This premix solution consisted of:
0.169 g of ethylenediaminetetraacetic acid (Fluka, article number 03620),
0.135 g of iron (II) sulfate · 7H 2 O (Riedel de Haen, article number 12354), (calculated without water of crystallization)
0.347 g of Rongalit C, Na formaldehyde sulfoxylate 2-hydrate (Merck-Schuchardt, article number 8.06455) (calculated without water of crystallization) and
0.524 g of trisodium phosphate · 12H 2 O (Acros, article number 206520010) (calculated without water of crystallization) are metered in.

Für die Aktivierung der Polymerisation wurde eine Aktivatorlösung aus 0,56 g p-Menthanhydroperoxid (Trigonox NT 50 der Akzo-Degussa) in 50 g Wasser und der Restmenge an Mersolat K30/95 (2,1 g) hergestellt.For activation of the polymerization became an activator solution from 0.56 g of p-menthane hydroperoxide (Trigonox NT 50 from Akzo-Degussa) in 50 g of water and the residual amount of Mersolat K30 / 95 (2.1 g).

Die Hälfte der wässrigen Aktivatorlösung wurde 5 Min. nach Zusatz der Prämixlösung in das Reaktionsgefäß gegeben. Hierdurch wurde die Polymerisation gestartet, Nach 2,5 Stunden Reaktionszeit wurde die Reaktionstemperatur auf 40–50°C erhöht. Nach einer weiteren Stunde wurde die zweite Hälfte der wässrigen Aktivatorlösung zugesetzt. Bei Erreichen eines Polymerisationsumsatzes > 90% (üblicherweise: 95%–100%) wurde die Polymerisation durch Zugabe einer wässrigen Lösung von 2,35 g Diethylhydroxylamin (DEHA, Aldrich, Artikelnummer 03620) abgestoppt.The Half of the aqueous activator solution was added 5 min. after addition of the premix solution in the Reaction vessel given. This became the polymerization After 2.5 hours of reaction time, the reaction temperature became increased to 40-50 ° C. After another Hour became the second half of the aqueous activator solution added. Upon reaching a polymerization conversion> 90% (usually: 95% -100%) was the polymerization by addition of an aqueous Solution of 2.35 g of diethylhydroxylamine (DEHA, Aldrich, article number 03620) stopped.

Die Versuche OBR 1361-B, OBR 1327 B und OBR 1 330 I wurden in analoger Weise in einem 20 Liter-Autoklaven mit Rührwerk durchgeführt. Bei den Autoklavenansätzen wurden jeweils 3,5 kg der Monomermischung und eine Gesamtwassermenge von 14 kg verwendet, Die weitere Durchführung der Versuche erfolgte in analoger Weise wie bei den im Glasreaktor durchgeführten Versuchen beschrieben.The Experiments OBR 1361-B, OBR 1327 B and OBR 1 330 I were in analog Manner in a 20 liter autoclave with stirrer performed. The autoclave batches were each 3.5 kg of the monomer mixture and a total water volume of 14 kg used, the further implementation The experiments were carried out in an analogous manner as in the glass reactor described experiments.

Nach dem Abstoppen der Polymerisationsreaktionen wurden nicht umgesetzte Monomere und flüchtige Bestandteile durch Strippen mit Wasserdampf aus dem Latex entfernt.To the stopping of the polymerization reactions were unreacted Monomers and volatiles by stripping with Steam removed from the latex.

Die Latices der Tabelle 1) und 2) wurden filtriert und wie im Beispiel 2 der US 6399706 mit Stabilisator versetzt, koaguliert und getrocknet.The latexes of Table 1) and 2) were filtered and as in Example 2 of US 6399706 mixed with stabilizer, coagulated and dried.

Die Gele wurden sowohl im Latexzustand mittels Ultrazentrifugation (UZ) und durch dynamische Lichtstreuung (DLS) bezüglich Teilchendurchmesser sowie als Feststoff bezüglich der Löslichkeit in Toluol (Gelgehalt, Quellungsindex/QI) und mittels DSC (Glastemperatur/Tg und Breite der Tg-Stufe) charakterisiert.The Gels were both in the latex state by ultracentrifugation (UZ) and by dynamic light scattering (DLS) in terms of particle diameter and as a solid in terms of solubility in toluene (gel content, swelling index / QI) and by means of DSC (glass transition temperature / Tg and width of the Tg step).

Charakteristische Daten der in den Tabellen 1) und 2) beschriebenen Mikrogele sind in Tabelle 3) zusammengestellt.characteristic Data for the microgels described in Tables 1) and 2) in Table 3).

Figure 00240001
Figure 00240001

In Tabelle 3) bedeuten:

d10, d50 und d80:
Die Teilchendurchmesser wurden am abgestoppten und mit Wasserdampf gestrippten Latex mittels Ultrazentrifugation bestimmt (W. Scholtan, H. Lange, „Bestimmung der Teilchengrößenverteilung von Latices mit der Ultrazentrifuge", Kolloid-Zeitschrift und Zeitschrift für Polymere (1972) Band 250, Heft, 8). Die Latices haben eine charakteristische Teilchengrößenverteilung die durch die Durchmesserangaben d10, d50 und d80 beschrieben wird. Diese Durchmesserangaben bedeuten, dass jeweils 10 Gew.% (d10), 50 Gew.-% (d50) und 80 Gew.-% (d80) der Teilchen einen Durchmesser besitzen, der kleiner als der angegebene Zahlenwert ist. Die Teilchengröße der Mikrogele im Latex und in den aus dem Latex isolierten Festprodukten wie sie in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingesetzt werden, sind praktisch identisch.
ddls:
am Latex bestimmter Teilchendurchmesser, der mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS) erhalten wurde. Für die Bestimmung wurde ein Zetasizer® Nano Instrument (Modellnummer: Nano ZS) von Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, England verwendet. Mittels dynamischer Lichtstreuung wird ein mittlerer Teilchendurchmesser erhalten.
Tg:
Glastemperatur
ΔTg:
Breite der Tg-Stufe Für die Bestimmung von Tg und ΔTg wurde das Gerät DSC-2 von Perkin-Elmer benutzt. Im ersten Messzyklus wird die Probe mit flüssigem Stickstoff mit 320 K/min. auf –130°C abgekühlt und mit einer Heizrate von 20 K/min. auf 150°C aufgeheizt. Im zweiten Messzyklus wird wiederum auf –130°C gekühlt und mit 20 K/min. aufgeheizt. Tg und ΔTg werden im 2. Messzyklus bestimmt.
In Table 3) mean:
d 10 , d 50 and d 80 :
The particle diameters were determined on stopped and steam-stripped latex by ultracentrifugation (W. Scholtan, H. Lange, "Determination of the Particle Size Distribution of Latexes with the Ultracentrifuge", Kolloid-Zeitschrift and Zeitschrift fur Polymere (1972) Vol 250, Heft, 8) The latices have a characteristic particle size distribution which is described by the diameter data d 10 , d 50 and d 80. These diameter data mean that in each case 10% by weight (d 10 ), 50% by weight (d 50 ) and 80% by weight. -% (d 80) of particles have a diameter which is smaller than the specified numerical value the particle size of the microgels in the latex and in the isolated from the latex solid products such as are used in the compositions of this invention are virtually identical..
d dls :
Particle diameter determined on latex, which was obtained by means of dynamic light scattering (DLS). (Model Number: Nano ZS) for determining a Zetasizer ® Nano Instrument was developed by Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, England used. By means of dynamic light scattering, an average particle diameter is obtained.
Tg:
glass transition temperature
.DELTA.Tg:
Width of the Tg step The DSC-2 device from Perkin-Elmer was used to determine Tg and ΔTg. In the first measurement cycle, the sample is mixed with liquid nitrogen at 320 K / min. cooled to -130 ° C and at a heating rate of 20 K / min. heated to 150 ° C. In the second measuring cycle, it is again cooled to -130 ° C and at 20 K / min. heated. Tg and ΔTg are determined in the 2nd measuring cycle.

Zur Bestimmung des unlöslichen Anteils (Gelgehalt) und des Quellungsindex (QI) wurden 250 mg des Mikrogels in 25 ml Toluol 24 Stunden unter Schütteln bei 23°C gequollen. Nach Zentrifugation mit 20.000 Upm wird der unlösliche Anteil abgetrennt und getrocknet.to Determination of insoluble content (gel content) and of Swelling index (QI) was 250 mg of the microgel in 25 ml of toluene Swollen with shaking at 23 ° C for 24 hours. After centrifugation at 20,000 rpm, the insoluble Part separated and dried.

Der Gelgehalt ergibt sich aus dem Quotienten des getrockneten Rückstandes und der Einwaage und wird in Gewichtsprozent angegeben.Of the Gel content results from the quotient of the dried residue and the weight and is given in weight percent.

Der Quellungsindex QI wird aus dem Gewicht des in Toluol bei 23°C für 24 Stunden gequollenen lösungsmittelhaltigen Mikrogels (nach Zentrifugation mit 20,000 Upm) und dem Gewicht des trockenen Mikrogels gemäß folgender Formel berechnet: QI = Naßgewicht des Mikrogels/Trockengewicht des Mikrogels. The swelling index QI is calculated from the weight of the solvent-containing microgel swollen in toluene at 23 ° C for 24 hours (after centrifugation at 20,000 rpm) and the weight of the dry microgel according to the following formula: QI = wet weight of the microgel / dry weight of the microgel.

Anwendungsbeispiele für die Polymerteilchen, hergestellt durch EmulsionspolymerisationExamples of use for the polymer particles, prepared by emulsion polymerization

Kupfer-Adsorption von vinylphosphonat- und vinylsulfonathaltigen Gelen aus 0,32 molarer wässriger Kupfer-SulfatlösungCopper adsorption of vinylphosphonate and vinylsulfonate containing gels of 0.32 molar aqueous Copper sulfate solution

Zur Demonstration der Affinität vinylphosphonat- und vinylsulfonathaltiger Gele für Kupfer wurden je 10 g der Gele OBR 1297 und OBR 1361 B in 75 ml einer 0,32 molaren wässrigen Lösung von Kupfersulfat (CuSO4·5H2O von Aldrich, Artikelnummer 20,920-1) unter Rühren 24 h dispergiert. Danach wurden die Gele abfiltriert und bis zur Gewichtskonstanz bei 60°C getrocknet. Die in u. g. Tabelle angegebenen Metallgehalte der Gele wurden vor und nach der Behandlung mit Kupferlösung durch Atomemissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Hochfrequenzplasma (AES-ICP) [http://www.schulchemie.de/atomems1.htm] bestimmt. Ca-Gehalt [ppm] Na-Gehalt [ppm] Cu-Gehalt [ppm] OBR 1297 (Originalprobe) 2900 6900 11 OBR 1297 (nach Behandlung mit Cu-Sulfat-Lösung) 620 350 15000 OBR 1361 B (Originalprobe) 5,2 360 < 1 OBR 1361 B (nach Behandlung mit Cu-Sulfat-Lösung) 1,4 120 3200 10 g of gels OBR 1297 and OBR 1361 B were dissolved in 75 ml of a 0.32 molar aqueous solution of copper sulfate (CuSO 4 .5H 2 O from Aldrich, article number 20,920-1) to demonstrate the affinity of vinylphosphonate and vinylsulfonate gels for copper. dispersed with stirring for 24 h. Thereafter, the gels were filtered off and dried to constant weight at 60 ° C. The metal contents of the gels indicated in the above table were measured before and after treatment with copper solution by inductively coupled radio frequency plasma atomic emission spectroscopy (AES-ICP). [Http://www.schulchemie.de/atomems1.htm] certainly. Ca content [ppm] Na content [ppm] Cu content [ppm] OBR 1297 (original sample) 2900 6900 11 OBR 1297 (after treatment with Cu sulphate solution) 620 350 15000 OBR 1361 B (original sample) 5.2 360 <1 OBR 1361 B (after treatment with Cu sulphate solution) 1.4 120 3200

Wie mit o. g. Versuchen gezeigt, werden bei der Kupferadsorption Alkali- und Erdalkalimetalle zugunsten des Kupfers verdrängt. Sowohl das vinylphosphonathaltige Gel (OBR 1297) als auch das vinylsulfonathaltige Gel (OBR 1361 B) weisen eine hohe Kapazität für die Adsorption von Kupferionen auf.As shown in the above experiments, alkali and alkaline earth metals are used in copper adsorption displaced by the copper. Both the vinylphosphonate-containing gel (OBR 1297) and the vinylsulfone-containing gel (OBR 1361 B) have a high capacity for the adsorption of copper ions.

Kupfer-Adsorption aus 0,01 molarer Cu-SulfatlösungCopper adsorption from 0.01 molar Cu sulphate solution

Zur Demonstration der Kupferadsorption aus verdünnten wässrigen Lösungen, wurden wurden 20 g des vinylphosphonathaltigen Gels OBR 1297 in 225 ml einer 0,01 molarer wässrigen Lösung von Kupfersulfat (CuSO4·5H2O von Aldrich, Artikelnummer: 20,920-1) dispergiert. Nach 24 h wurde das Gel abgetrennt und bei 60°C getrocknet. Mittels AES-ICP wurde der Cu-Gehalt des Gels zu 7200 ppm bestimmt. Mit diesem Versuch wird gezeigt, dass das vinylphosphonathaltige Gel OBR 1297 für eine nahezu quantitative Entfernung von Kupfer aus verdünnten Abwässern geeignet ist.To demonstrate copper adsorption from dilute aqueous solutions, 20 g of the vinylphosphonated gel OBR 1297 were dispersed in 225 ml of a 0.01 molar aqueous solution of copper sulfate (CuSO 4 .5H 2 O from Aldrich, article number 20,920-1). After 24 hours, the gel was separated and dried at 60 ° C. Using AES-ICP, the Cu content of the gel was determined to be 7200 ppm. This experiment demonstrates that the OBR 1297 vinylphosphonate gel is suitable for near quantitative removal of copper from dilute effluents.

Silber-Adsorption aus 0,1 molarer SilbernitratlösungSilver adsorption from 0.1 molar silver nitrate solution

Zur Demonstration der Fähigkeit zur Silberadsorption wurden 10 g des vinylphosphonathaltigen Gels OBR 1297 in 75 ml einer 0,1 molaren wässrigen Lösung von Silbernitrat (Merck, Artikelnummer: 1512) unter Rühren 24 h dispergiert. Danach wurde das Gel abfiltriert und bis zur Gewichtskonstanz bei 60°C getrocknet. Mittels AES-ICP wurden die Silbergehalte vor und nach der Behandlung mit Silbernitratlösung bestimmt. Es wurde gefunden, dass das nicht exponierte Originalgel < 1 ppm Silber enthielt. Nach der Behandlung mit Silbernitratlösung betrug der Silbergehalt 78000 ppm. Hieraus resultiert, dass mit Hilfe des Gels ca. 96% der zur Verfügung stehenden Silbermenge aus der wässrigen Lösung adsorbiert wurden. Mit dem Versuch wird gezeigt, dass das vinylphosphonathaltige Gel für die Entfernung von Silber aus Abwässern geeignet ist.to Demonstration of the ability to adsorb silver 10 g of the vinylphosphonate-containing gel OBR 1297 in 75 ml of a 0.1 molar aqueous solution of silver nitrate (Merck, Article number: 1512) with stirring for 24 h. After that The gel was filtered off and to constant weight at 60 ° C. dried. AES-ICP silver levels were before and after the treatment with silver nitrate solution. It was found that the unexposed original gel contained <1 ppm silver. After treatment with silver nitrate solution, the silver content was 78,000 ppm. As a result, with the help of the gel about 96% of the available standing amount of silver from the aqueous solution were adsorbed. The experiment shows that the vinylphosphonate-containing Gel for the removal of silver from wastewater suitable is.

Zink-Adsorption aus 0,0094 molarer ZinksulfatlösungZinc adsorption from 0.0094 molar zinc sulfate solution

Zur Demonstration der Zinkadsorption aus einer verdünnten Lösung wurden 20 g des Gels OBR 1297 in 200 ml einer 0,0094 molaren wässrigen Lösung aus Zinksulfat (Fluka, Artikelnummer: 96500) (enthält in Summe 614,5 mg Zink) unter Rühren 24 h dispergiert. Danach wurde das Gel abfiltriert und bis zur Gewichtskonstanz bei 60°C getrocknet. Der Zinkgehalt des Gels wurde vor (< 1 ppm) und nach Behandlung (6900 ppm) mit Zinklösung mittels AES-ICP bestimmt. Mit o. g. Beispiel wird die hohe Affinität des phosphonatmodifizierten Gele für Zinkionen demonstriert.to Demonstration of zinc adsorption from a dilute solution were 20 g of the gel OBR 1297 in 200 ml of a 0.0094 molar aqueous Solution of zinc sulphate (Fluka, article number: 96500) (contains 614.5 mg zinc in total) with stirring for 24 h. Thereafter, the gel was filtered off and added to constant weight Dried 60 ° C. The zinc content of the gel was before (<1 ppm) and after Treatment (6900 ppm) with zinc solution determined by AES-ICP. With o. G. An example is the high affinity of the phosphonate-modified gels demonstrated for zinc ions.

Kupfer-Adsorption von hydroxylgruppenhaltigen Gelen nach Aktivierung mit Schwefelsäure bzw. PhosphorsäureCopper adsorption of hydroxyl-containing Gels after activation with sulfuric acid or phosphoric acid

Die beiden hydroxylgruppenhaltigen Gele OBR 1327 B und OBR 1330 I wurden zunächst mit Schwefelsäure (50 g Gel in 250 ml Schwefelsäure/10%ig) bzw. mit Phosphorsäure (50 g Gel in 250 ml Phosphorsäure/10%ig 24h bei 96°C behandelt, durch Filtration isoliert, in Wasser redispergiert und bis zur Neutralität mit entionisiertem Wasser gewaschen und bei 60°C getrocknet. Im Anschluss daran wurden jeweils 10 g des säurebehandelten Gels in einer 0,32 molaren wässrigen Lösung von Kupfersulfat (CuSO4·5H2O von Aldrich, Artikelnummer 20,920-1) unter Rühren 24 h dispergiert.The two hydroxyl-containing gels OBR 1327 B and OBR 1330 I were first treated with sulfuric acid (50 g gel in 250 ml sulfuric acid / 10%) or with phosphoric acid (50 g gel in 250 ml phosphoric acid / 10% 24 h at 96 ° C. , isolated by filtration, redispersed in water and washed to neutrality with deionized water and dried at 60 ° C. Thereafter, in each case 10 g of the acid-treated gel in a 0.32 molar aqueous solution of copper sulfate (CuSO 4 .5H 2 O from Aldrich, article number 20,920-1) with stirring for 24 h.

Danach wurden die Gele abfiltriert und bis zur Gewichtskonstanz bei 60°C getrocknet. Die Gehalte ausgewählter Metalle wurden sowohl vor (Originalproben) als auch nach der Behandlung mit Säure/ Kupferlösung mittels AES-ICP bestimmt (siehe folgende Tabelle). Ca-Gehalt [ppm] Na-Gehalt [ppm] Cu-Gehalt [ppm] OBR 1327 B (Originalprobe) 2400 37 < 1 OBR 1327 B/nach Behandlung mit: 1) H2SO4 2) Cu-Sulfat-Lösung 1900 16 590 OBR 1327 B/nach Behandlung mit: 1) H3PO4 2) Cu-Sulfat-Lösung 2000 22 750 OBR 1330 I (Originalprobe) 1400 45 1,2 OBR 1330 I/nach Behandlung mit: 1) H2SO4 2) Cu-Sulfat-Lösung 1200 31 1300 OBR 1330 I/Behandlung mit: 1) H3PO4 2) Cu-Sulfat-Lösung 1300 30 1700 Thereafter, the gels were filtered off and dried to constant weight at 60 ° C. The contents of selected metals were determined both before (original samples) and after treatment with acid / copper solution using AES-ICP (see following table). Ca content [ppm] Na content [ppm] Cu content [ppm] OBR 1327 B (original sample) 2400 37 <1 OBR 1327 B / after treatment with: 1) H 2 SO 4 2) Cu sulphate solution 1900 16 590 OBR 1327 B / after treatment with: 1) H 3 PO 4 2) Cu sulphate solution 2000 22 750 OBR 1330 I (original sample) 1400 45 1.2 OBR 1330 I / after treatment with: 1) H 2 SO 4 2) Cu sulphate solution 1200 31 1300 OBR 1330 I / Treatment with: 1) H 3 PO 4 2) Cu sulphate solution 1300 30 1700

Mit den Versuchen wird gezeigt, dass hydroxylgruppenhaltige Gele sowohl nach Aktivierung mit Schwefelsäure als auch nach Aktivierung mit Phosphorsäure zur Adsorption von Kupfer befähigt sind.With The experiments show that hydroxyl-containing gels both after activation with sulfuric acid as well as after activation with phosphoric acid for the adsorption of copper capable are.

Kondensation von 2-Ethylhexanol mit Benzoesäure auf Basis von säuregruppenhaltigen GelenCondensation of 2-ethylhexanol with benzoic acid based on gels containing acid groups

Zur Demonstration der Eignung der Polymerteilchen als regenerierbare Katalysatoren für saure Veresterungen werden mit vinylphosphonat- und vinylsulfonathaltiger Gelen folgende Experimente durchgeführt. Die Kondensation erfolgt in Substanz bei 150°C. Es wird kein Lösungsmittel eingesetzt. Die Benzoesäure und 2-Ethylhexanol sind kommerziell von Aldrich bezogen worden. Die Menge des Katalysators beträgt 0,02 Säureäquivalente. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Säuregruppen aus der Mikrogelsynthese vollständig zugänglich sind. Der Fortschritt der Umsetzung wird mit Hilfe von Gaschromatographie verfolgt. In allen nachfolgend beschriebenen Ansätzen beträgt das Molverhältnis von Benzoesäure zu 2-Ethylhexanol eins zu drei, so dass auf eine wiederholte Angabe verzichten werden kann. Als Testreaktion dient die Kondensation von 2-Ethylhexanol mit Benzoesäure wie sie in Schema 1 dargestellt ist.

Figure 00300001
Schema 1: Kondensation von 2-Ethylhexanol mit Benzoesäure To demonstrate the suitability of the polymer particles as regenerable catalysts for acidic esterifications, the following experiments are carried out with vinylphosphonate- and vinylsulfonate-containing gels. The condensation takes place in substance at 150 ° C. There is no solvent used. The benzoic acid and 2-ethylhexanol have been commercially obtained from Aldrich. The amount of catalyst is 0.02 acid equivalents. It is assumed that the acid groups from the microgel synthesis are completely accessible. The progress of the reaction is followed by means of gas chromatography. In all the approaches described below, the molar ratio of benzoic acid to 2-ethylhexanol is one to three, so that it is possible to dispense with a repeated statement. The test reaction is the condensation of 2-ethylhexanol with benzoic acid as shown in Scheme 1.
Figure 00300001
Scheme 1: Condensation of 2-ethylhexanol with benzoic acid

1. Veresterung mit Mikrogel OBR 1361-B als Katalysator1. Esterification with microgel OBR 1361-B as a catalyst

Der Versuch wird in einer Apparatur mit Wasserabscheider und unter überleiten von Stickstoff durchgeführt. Ansatz: 6,40g Mikrogel OBR 1361 B (mit H2SO4, 10-%ig aktiviert) 97,00g 2-Ethylhexanol (wasserfrei) 3 eq 30,32g Benzoesäure 1 eq The experiment is carried out in an apparatus with a water separator and passing over nitrogen. Approach: 6,40g Microgel OBR 1361 B (with H 2 SO 4 , 10% activated) 97,00g 2-ethylhexanol (anhydrous) 3 eq 30,32g benzoic acid 1 eq

Durchführung:Execution:

6,40 g Mikrogel OBR 1361 B vor Versuchsbeginn bei Raumtemperatur 4 Tage lang in 97,0 g wasserfreiem 2-Ethylhexanol unter mehrfachem Rühren gequollen. Die Benzoesäure wird portionsweise bei Raumtemperatur zugegeben. Unter Überleiten von Stickstoff wird Innerhalb von 50 Minuten auf 150°C aufgeheizt und 6 Stunden lang bei 150°C und Überleiten von Stickstoff gerührt. Es wird stündlich eine kleine Probe zwecks GC-Messung entnommen. Diese Proben sind blank. Nach Reaktionsende wird das Mikrogel abfiltriert, extrahiert und im Vakuumtrockenschrank bei 80°C und 100 mbar bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Man erhält das Mikrogel praktisch quantitativ zurück. Die Entwicklung des Umsatzes ist in Tabelle 1 dokumentiert. Tabelle 1: Reaktion mit Hilfe von Mikrogel OBR 1361 B Zeit [min] Menge Alkohol [%] Menge Säure [%] Menge Ester [%] 60 71 11 18 120 65,5 8 26,5 180 62 6 32 240 59 5 36 300 57 3,5 39,5 360 55,5 3 41,5 6.40 g microgel OBR 1361 B before the start of the experiment at room temperature for 4 days in 97.0 g of anhydrous 2-ethylhexanol swollen with repeated stirring. The benzoic acid is added portionwise at room temperature. By passing nitrogen is heated to 150 ° C within 50 minutes and stirred for 6 hours at 150 ° C and passing nitrogen. An hourly small sample is taken for GC measurement. These samples are blank. After the end of the reaction, the microgel is filtered off, extracted and dried in a vacuum oven at 80 ° C and 100 mbar to constant weight. The microgel is returned virtually quantitatively. The development of sales is documented in Table 1. Table 1: Reaction with the aid of microgel OBR 1361 B Time [min] Amount of alcohol [%] Amount of acid [%] Amount of ester [%] 60 71 11 18 120 65.5 8th 26.5 180 62 6 32 240 59 5 36 300 57 3.5 39.5 360 55.5 3 41.5

Die Prozentangaben sind Flächenprozente im GC.The Percentages are area percentages in the GC.

2. Veresterung mit Mikrogel OBR 1297 als Katalysator2. Esterification with microgel OBR 1297 as catalyst

Der Versuch wird in einer Apparatur mit Wasserabscheider und unter Überleiten von Stickstoff durchgeführt. Ansatz 7,38 g Mikrogel OBR 1297 (mit H2SO4, 10-%ig aktiviert) 97,00 g 2-Ethylhexanol (wasserfrei) 3 eq 30,32 g Benzoesäure 1 eq The experiment is carried out in an apparatus with a water separator and passing nitrogen over. approach 7.38 g Microgel OBR 1297 (with H 2 SO 4 , 10% activated) 97.00 g 2-ethylhexanol (anhydrous) 3 eq 30.32 g benzoic acid 1 eq

Durchführung:Execution:

7,38 g Mikrogel OBR 1297 wird vor Versuchsbeginn bei Raumtemperatur 4 Tage lang in 97,0 g wasserfreiem 2-Ethylhexanol unter mehrfachem Rühren gequollen. Unter Überleiten von Stickstoff wird innerhalb von 50 Minuten auf 150°C aufgeheizt und 6 Stunden lang bei 150°C und Überleiten von Stickstoff gerührt. Es wird stündlich eine kleine Probe zwecks GC-Messung entnommen. Diese Proben sind blank. Nach Reaktionsende wird das Mikrogel abfiltriert, extrahiert und im Vakuumtrockenschrank bei 80°C und 100 mbar bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Man erhält das Mikrogel praktisch quantitativ zurück. Die Entwicklung des Umsatzes ist in Tabelle 2 dokumentiert. Tabelle 2: Reaktion mit Hilfe von Mikrogel OBR 1297: Zeit [min] Menge Alkohol [%] Menge Säure [%] Menge Ester [%] 60 78 15 7 120 75 14 11 180 72,5 13 14,5 240 70,5 12 17,5 300 68,5 10,5 21 360 67,5 9,5 23 7.38 g of microgel OBR 1297 is swollen for 4 days in 97.0 g of anhydrous 2-ethylhexanol with repeated stirring at room temperature for 4 days before the start of the experiment. While passing over nitrogen, the mixture is heated to 150 ° C. in the course of 50 minutes and stirred at 150 ° C. for 6 hours and nitrogen is passed over. An hourly small sample is taken for GC measurement. These samples are blank. After the end of the reaction, the microgel is filtered off, extracted and dried in a vacuum oven at 80 ° C and 100 mbar to constant weight. The microgel is returned virtually quantitatively. The evolution of sales is documented in Table 2. Table 2: Reaction with the aid of microgel OBR 1297: Time [min] Amount of alcohol [%] Amount of acid [%] Amount of ester [%] 60 78 15 7 120 75 14 11 180 72.5 13 14.5 240 70.5 12 17.5 300 68.5 10.5 21 360 67.5 9.5 23

Die Prozentangaben sind Flächenprozente im GC.The Percentages are area percentages in the GC.

3. Veresterung ohne Mikrogel als Vergleichsversuch3. Esterification without microgel as a comparative experiment

Der Versuch wird in einer Apparatur mit Wasserabscheider und unter Überleiten von Stickstoff durchgeführt. Ansatz 97,00 g 2-Ethylhexanol (wasserfrei) 3 eq 30,32 g Benzoesäure 1 eq The experiment is carried out in an apparatus with a water separator and passing nitrogen over. approach 97.00 g 2-ethylhexanol (anhydrous) 3 eq 30.32 g benzoic acid 1 eq

Durchführung:Execution:

Das 2-Ethylhexanol wird vorgelegt und unter kräftigem Rühren die Benzoesäure portionsweise bei Raumtemperatur zugegeben. Es entsteht nach kurzem Rühren eine blanke Lösung.The 2-ethylhexanol is initially charged and stirred vigorously the benzoic acid added in portions at room temperature. It arises after a short stirring a blank solution.

Unter Überleiten von Stickstoff wird innerhalb von 50 Minuten auf 150°C aufgeheizt und 6 Stunden lang bei 150°C und Überleiten von Stickstoff gerührt. Es wird stündlich eine kleine Probe zwecks GC-Messung entnommen. Diese Proben sind blank. Tabelle 3: Reaktion ohne Hilfe von Mikrogel als Vergleichsversuch: Zeit [min] Menge Alkohol [%] Menge Säure [%] Menge Ester [%] 60 80,2 16,2 3,6 120 78,4 15,3 6,3 180 76,7 14,5 8,8 240 75,4 13,3 11,3 300 73,8 12,7 13,6 360 72,7 11,9 15,4 While passing over nitrogen, the mixture is heated to 150 ° C. in the course of 50 minutes and stirred at 150 ° C. for 6 hours and nitrogen is passed over. An hourly small sample is taken for GC measurement. These samples are blank. Table 3: Reaction without the aid of microgel as comparative experiment: Time [min] Amount of alcohol [%] Amount of acid [%] Amount of ester [%] 60 80.2 16.2 3.6 120 78.4 15.3 6.3 180 76.7 14.5 8.8 240 75.4 13.3 11.3 300 73.8 12.7 13.6 360 72.7 11.9 15.4

Die Prozentangaben sind Flächenprozente im GC.The Percentages are area percentages in the GC.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2005/033185 [0004] WO 2005/033185 [0004]
  • - US 2187146 [0026] US 2187146 [0026]
  • - US 5302696 [0034] US 5302696 [0034]
  • - US 5442009 [0034] US 5442009 [0034]
  • - DE 102004009396 A [0056] - DE 102004009396 A [0056]
  • - US 4460763 [0058] US 4460763 [0058]
  • - US 6399706 [0077] - US 6399706 [0077]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Römpp Lexikon der Chemie, Band 2, 10. Auflage 1997; P. A. Lovell, M. S. EI-Aasser, Emulsion Polymerization und Emulsion Polymers, John Wiley & Sons, ISBN: 0 471 96746 7; H. Gerrens, Fortschr. Hochpolym. Forsch. 1, 234 (1959) [0008] - Römpp Lexikon der Chemie, Volume 2, 10th edition 1997; PA Lovell, MS EI-Aasser, Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers, John Wiley & Sons, ISBN: 0 471 96746 7; H. Gerrens, Fortschr. Hochpolym. Forsch. 1, 234 (1959) [0008]
  • - H. G. Müller (1996) Colloid Polymer Science 267: 1113-1116 sowie W. Scholtan, H. Lange (1972) Kolloid-Z u. Z. Polymere 250:782 [0019] - HG Müller (1996) Colloid Polymer Science 267: 1113-1116 and W. Scholtan, H. Lange (1972) Kolloid-Z u. Z. Polymers 250: 782 [0019]
  • - Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Band 14/2, Seite 848 [0033] - Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, 4th Edition, Volume 14/2, page 848 [0033]
  • - H. G. Elias Makromoleküle Band 2, 5 Aufl., Hüthig & Wepf Verlag, 1992, Seite 443 ff [0058] - HG Elias Macromolecules Volume 2, 5 ed., Hüthig & Wepf Verlag, 1992, page 443 et seq. [0058]
  • - [http://www.schulchemie.de/atomems1.htm] [0084] - [http://www.schulchemie.de/atomems1.htm] [0084]

Claims (27)

Verwendung von durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm, enthaltend ionogene Gruppen, als protonenliefernde und/oder protonenakzeptierende Substanz in heterogenen chemischen Prozessen.Use of by emulsion polymerization produced polymer particles having an average particle diameter in the range of 5 to 500 nm, containing ionogenic groups, as proton donating and / or proton-accepting substance in heterogeneous chemical Processes. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen oberflächenständige und/oder nicht-oberflächenständige ionogene Gruppen enthalten,Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles surface and / or contain non-surface-active ionogenic groups, Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen kautschukartig oder nicht-kautschukartig sind.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles produced by emulsion polymerization are rubbery or non-rubbery. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die kautschukartigen Polymerteilchen solche auf Basis von konjugierten Dienen wie Butadien, Isopren, 2-Chlorbutadien und 2,3-Dichlorbutadien, sowie Ethen, Ester der Acryl- und Methacrylsäure, Vinylacetat, Styrol oder Derivate davon, Acrylnitril, Acrylamide, Methacrylamide, Tetrafluorethylen, Vinylidenfluorid, Hexafluorpropen, doppelbindungshaltige Hydroxyverbindungen wie z. B. Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, Acrolein oder Kombinationen davon sind.Use according to one of the preceding claims, wherein the rubbery polymer particles are those based on conjugated dienes such as butadiene, isoprene, 2-chlorobutadiene and 2,3-dichlorobutadiene, and ethene, esters of acrylic and methacrylic acid, vinyl acetate, Styrene or derivatives thereof, acrylonitrile, acrylamides, methacrylamides, Tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, hexafluoropropene, double bond-containing Hydroxy compounds such. B. hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, Hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, acrolein or combinations thereof. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen eine Glasübergangstemperatur, Tg, von –100°C bis 150°C aufweisen.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles have a glass transition temperature, Tg, from -100 ° C to 150 ° C have. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen solche auf Basis von Methacrylaten, Insbesondere Methylmethacrylat, Styrol oder Styrolderivaten, wie alpha-Methylstyrol, para-Methylstyrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylcarbazol oder Kombinationen davon sind.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles are based on methacrylates, in particular Methyl methacrylate, styrene or styrene derivatives, such as alpha-methylstyrene, para-methylstyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylcarbazole or Combinations of these are. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen mindestens teilweise vernetzt sind.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles produced by emulsion polymerization at least partially cross-linked. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerteilchen mindestens teilweise durch den Zusatz von polyfunktionellen Monomeren bei der Polymerisation vernetzt sind,Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles produced by emulsion polymerization at least partially by the addition of polyfunctional monomers are crosslinked in the polymerization, Verwendung nach Anspruch 8, worin die polyfunktionellen Monomere aus der Gruppe ausgewählt werden, die besteht aus: Verbindungen mit mindestens zwei, vorzugsweise 2 bis 4 copolymerisierbaren C=C-Doppelbindungen, wie Diisopropenylbenzol, Divinylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, 1,2-Polybutadien, N,N'-m-Phenylenmaleimid, 2,4-Toluylenbis(maleimid), Triallyltrimellitat, Acrylate und Methacrylate von mehrwertigen, vorzugsweise 2- bis 4-wertigen C2 bis C10 Alkoholen, wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2, Butandiol, Hexandiol, Polyethylenglykol mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 8 Oxyethyleneinheiten, Neopentylglykol, Bisphenol-A, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit sowie ungesättigten Polyestern aus aliphatischen Di- und Polyolen und Maleinsäure, Fumarsäure, und/oder Itaconsäure.Use according to claim 8, wherein the polyfunctional Monomers are selected from the group consisting from: compounds having at least two, preferably 2 to 4 copolymerizable C = C double bonds, such as diisopropenylbenzene, divinylbenzene, divinyl ether, Divinyl sulfone, diallyl phthalate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, 1,2-polybutadiene, N, N'-m-phenylenemaleimide, 2,4-tolylenebis (maleimide), Triallyl trimellitate, acrylates and methacrylates of polyvalent, preferably 2- to 4-valent C 2 to C 10 alcohols, such as ethylene glycol, Propandiol-1,2, butanediol, hexanediol, polyethylene glycol with 2 to 20, preferably 2 to 8 oxyethylene units, neopentyl glycol, bisphenol A, Glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and unsaturated Polyesters of aliphatic di- and polyols and maleic acid, Fumaric acid, and / or itaconic acid. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen eine annähernd kugelförmige Geometrie aufweisen. Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles are approximately spherical Have geometry. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 350 nm aufweisen.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles have an average particle diameter of less than 350 nm. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen in Toluol bei 23°C unlösliche Anteile von mindestens etwa 70 Gew.-% aufweisen.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles are insoluble in toluene at 23 ° C Have levels of at least about 70 wt .-%. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen in Toluol bei 23°C einen Quellungsindex von weniger als etwa 80 aufweisen.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles in toluene at 23 ° C a swelling index less than about 80. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Polymerteilchen eine Breite des Glasübergangsbereichs von größer als etwa 5°C aufweisen.Use according to one of the preceding claims, wherein the polymer particles have a width of the glass transition region greater than about 5 ° C. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Ionogenen Gruppen ausgewählt werden aus einer oder mehreren der folgenden funktionellen Gruppen: -COOH, -SO3H, -OSO3H, -P(O)(OH)2, -O-P(OH)2 und -OP(O)(OH)2 und/oder deren Salzen und/oder deren Derivate.Use according to any one of the preceding claims, wherein the ionogenic groups are selected from one or more of the following functional groups: -COOH, -SO 3 H, -OSO 3 H, -P (O) (OH) 2 , -OP (OH) 2 and -OP (O) (OH) 2 and / or their salts and / or their derivatives. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die ionogenen Gruppen durch Einpolymerisation entsprechend funktionalisierter Monomere und/oder durch Modifikation nach der Polymerisation in die Polymerteilchen eingebracht werden.Use according to one of the preceding claims, wherein the ionogenic groups by copolymerization accordingly functionalized monomers and / or by modification according to the Polymerization are introduced into the polymer particles. Verwendung nach Anspruch 16, worin die funktionalisierten Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylbenzoesäure, Itakonsäure, Maleinsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Phosponsäuregruppen-enthaltenden Monomeren mit polymerisierbaren C=C-Doppelbindungen, wie Vinylphosphonsäure, 2-Phosphonomethyl-acrylsäure und 2-Phosphonomethyl-acrylsäureamid, Phosphorsäure- oder Phosphonsäureester von hydroxyfunktionellen, polymerisierbare C=C-Doppelbindungen-aufweisenden Monomeren oder Salzen oder Derivaten davon,Use according to claim 16, wherein the functionalized Monomers are selected from the group consisting of: Acrylic acid, methacrylic acid, vinylbenzoic acid, Itaconic acid, maleic acid, crotonic acid, fumaric acid, Vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, containing phosphonic acid groups Monomers with polymerizable C = C double bonds, such as vinylphosphonic acid, 2-phosphonomethylacrylic acid and 2-phosphonomethylacrylamide, Phosphoric acid or phosphonic acid esters of hydroxy-functional, polymerizable C = C double bond-containing monomers or Salts or derivatives thereof, Verwendung nach Anspruch 17, worin die Phosphorsäureester von hydroxyfunktionellen polymerisierbare C=C-Doppelbindungen-aufweisenden Monomeren die folgenden Formeln (I) bis (II) aufweisen:
Figure 00370001
worin R eine zweiwertige organische Gruppe, wie insbesondere C1 bis C10-Alkylen ist.
Use according to claim 17, wherein the phosphoric acid esters of hydroxy-functional polymerizable C =C double bond-containing monomers have the following formulas (I) to (II):
Figure 00370001
wherein R is a divalent organic group, such as in particular C1 to C10 alkylene.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die ionogenen Gruppen -OSO3H oder -OP(O)(OH)2 sind, die durch Umsetzung von hydroxylmodifizierten Polymerteilchen mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure, durch Addition von Schwefelsäure oder Phosphorsäure an doppelbindungshaltige Polymerteilchen, durch Zersetzung von Persulfaten oder Perphosphaten in Gegenwart doppelbindungshaltiger Polymerteilchen, sowie durch Umesterung mittels Schwefel- oder Phosphorsäure in die Polymerteilchen eingebracht werden.Use according to any one of the preceding claims, wherein the ionic groups are -OSO 3 H or -OP (O) (OH) 2 obtained by reaction of hydroxyl-modified polymer particles with sulfuric acid or phosphoric acid, by addition of sulfuric acid or phosphoric acid to double-bond-containing polymer particles, by decomposition of persulfates or perphosphates in the presence of double-bond-containing polymer particles, as well as by transesterification by means of sulfuric or phosphoric acid are introduced into the polymer particles. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die ionogenen Gruppen -SO3H oder -P(O)(OH)2 sind und durch Sulfonierung bzw. Phosphonierung von aromatischen Vinylpolymeren eingebracht werden,Use according to any one of the preceding claims, wherein the ionic groups -SO 3 are H or -P (O) (OH) 2 and are introduced by sulfonation or phosphonation of vinyl aromatic polymers, Verwendung nach einem der vorstehend erwähnten Ansprüche, worin die Polymerteilchen – als Katalysator in säurekatalysierten Reaktionen, wie die Oligomerisierung von Isobuten, die säurekatalysierte Herstellung von Bisphenol A, Veresterungsreaktionen, Friedel-Crafts-Acylierungen und -Alkylierungen oder Dehydratisierungsreaktionen eingesetzt werden, – als stationäre Phase in Säulen und Platten für Trennoperationen eingesetzt werden, – in elektrochemischen Verfahren eingesetzt werden, – in Ionenabsorptionsverfahren eingesetzt werden, – als Antifouling-Wirkstoff eingesetzt werden, – in Anstrichmitteln eingesetzt werden, – in Funktionsbekleidung eingesetzt werden, – in medizinischen Artikeln eingesetzt werden, – in Polymermatrices, wie in der Form von Formkörpern, wie Folien oder Membranen, wie für Brennstoffzellen, eingebettet eingesetzt werden, – in deprotonierter Form als Hydrolyseschutzmittel eingebettet eingesetzt werden.Use according to one of the above-mentioned Claims, wherein the polymer particles - when Catalyst in acid-catalyzed reactions, such as the oligomerization of isobutene, the acid-catalyzed production of bisphenol A, esterification reactions, Friedel-Crafts acylations and alkylations or dehydration reactions are used, - when stationary phase in columns and plates for Separation operations are used - in electrochemical Procedures are used In ion absorption processes be used - Used as an antifouling agent become, - used in paints, - in Functional clothing are used, - in medical Articles are used, In polymer matrices, as in the form of shaped articles, such as films or membranes, as used for fuel cells, embedded, - in deprotonated form used as hydrolysis protection embedded become. Polymerteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 500 nm, erhalten durch Emulsionspolymerisation, enthaltend Ionogene Gruppen ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: -SO3H, -OSO3H, -P(O)(OH)2, -O-P(OH)2 und -O-P(O)(OH)2 und/oder deren Salze und/oder Derivate davon.Polymer particles having an average particle diameter in the range of 5 to 500 nm, obtained by emulsion polymerization, containing ionogenic groups selected from the group consisting of: -SO 3 H, -OSO 3 H, -P (O) (OH) 2 , - OP (OH) 2 and -OP (O) (OH) 2 and / or their salts and / or derivatives thereof. Polymerteilchen nach Anspruch 22, worin die ionogenen Gruppen oberflächenständige und/oder nicht-oberflächenständige ionogene Gruppen sind.Polymer particles according to claim 22, wherein the ionic Groups surface and / or non-surface are ionogenic groups. Polymerteilchen nach Anspruch 23, worin die Derivate aus Estern ausgewählt werden.Polymer particles according to claim 23, wherein the derivatives be selected from esters. Verwendung der Polymerteilchen nach einem der Ansprüche 22 bis 24, – als Katalysator in säurekatalysierten Reaktionen, wie die Oligomerisierung von Isobuten, die säurekatalysierte Herstellung von Bisphenol A, Veresterungsreaktionen, Friedel-Crafts-Acylierungen und -Alkylierungen oder Dehydratisierungsreaktionen eingesetzt werden, – als stationäre Phase in Säulen und Platten für Trennoperationen eingesetzt werden, – in elektrochemischen Verfahren eingesetzt werden, – in Ionenabsorptionsverfahren eingesetzt werden, – als Antifouling-Wirkstoff eingesetzt werden, – in Anstrichmitteln eingesetzt werden, – in Funktionsbekleidung eingesetzt werden, – in medizinischen Artikeln eingesetzt werden, – in Polymermatrices, wie in der Form von Formkörpern, wie Folien oder Membranen, wie für Brennstoffzellen, eingebettet eingesetzt werden, – in deprotonierter Form als Hydrolyseschutzmittel eingebettet eingesetzt werden.Use of the polymer particles according to one of the claims 22 to 24, - As a catalyst in acid-catalyzed Reactions, such as the oligomerization of isobutene, the acid-catalyzed Preparation of bisphenol A, esterification reactions, Friedel-Crafts acylations and -alkylations or dehydration reactions are used, - when stationary phase in columns and plates for Separation operations are used - in electrochemical Procedures are used In ion absorption processes be used - Used as an antifouling agent become, - used in paints, - in Functional clothing are used, - in medical Articles are used, In polymer matrices, as in the form of shaped articles, such as films or membranes, as used for fuel cells, embedded, - in deprotonated form used as hydrolysis protection embedded become. Verbundmaterial, enthaltend Polymerteilchen nach einem der Ansprüche 22 bis 24 und mindestens ein Trägermaterial.Composite material containing polymer particles after one of claims 22 to 24 and at least one carrier material. Formkörper, aufweisend Polymerteilchen nach einem der Ansprüche 22 bis 24.Shaped body comprising polymer particles according to one of claims 22 to 24.
DE200710011427 2007-03-08 2007-03-08 Use of proton-delivering and / or proton-accepting polymer particles Withdrawn DE102007011427A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710011427 DE102007011427A1 (en) 2007-03-08 2007-03-08 Use of proton-delivering and / or proton-accepting polymer particles
EP08717460A EP2131956A1 (en) 2007-03-08 2008-03-06 Use of proton-supplying and/or proton-accepting polymer particles
PCT/EP2008/052713 WO2008107470A1 (en) 2007-03-08 2008-03-06 Use of proton-supplying and/or proton-accepting polymer particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710011427 DE102007011427A1 (en) 2007-03-08 2007-03-08 Use of proton-delivering and / or proton-accepting polymer particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007011427A1 true DE102007011427A1 (en) 2008-09-11

Family

ID=39494639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710011427 Withdrawn DE102007011427A1 (en) 2007-03-08 2007-03-08 Use of proton-delivering and / or proton-accepting polymer particles

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2131956A1 (en)
DE (1) DE102007011427A1 (en)
WO (1) WO2008107470A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008002457A1 (en) 2008-06-16 2009-12-17 Elcomax Membranes Gmbh Use of a proton conductivity-imparting material in the manufacture of fuel cells
EP2186651A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-19 Lanxess Deutschland GmbH Hydroxyl modified microgel lattices which can be stored safely for a long time
DE102012103159A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation emitting device, transparent material and filler particles and their production process

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105732371B (en) * 2016-03-22 2018-04-13 和夏化学(太仓)有限公司 A kind of preparation method of the benzoic acid ethylhexyl of water white transparency
CN115785513B (en) * 2021-09-09 2023-11-03 佛山市云米电器科技有限公司 Weak acid substrate with high specific surface area and application thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2187146A (en) 1936-10-24 1940-01-16 Du Pont Process of coagulation
US4460763A (en) 1981-08-07 1984-07-17 E. I. Dupont De Nemours And Company Preparation of small particle polybenzimidazole
US5302696A (en) 1989-05-16 1994-04-12 Olin Corporation Process for minimizing residual free hydrazine in polymer latices
US5442009A (en) 1994-03-21 1995-08-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for the preparation of hydrogenated rubber
US6399706B1 (en) 1999-06-26 2002-06-04 Bayer Aktiengesellschaft Microgel-containing rubber compounds which comprise sulfur-containing organosilicon compounds
WO2005033185A1 (en) 2003-09-27 2005-04-14 Rhein Chemie Rheinau Gmbh Thermoplastic elastomer composition containing microgels
DE102004009396A1 (en) 2004-02-24 2005-09-08 Schuster, Robert H., Prof. Dr. Membrane for hydrogen-powered fuel cell consists of a polymer and proton conducting substance of microscopic spherical particles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2691969B1 (en) * 1992-06-04 1994-09-23 Prolabo Sa Nanoparticles of functionalized polymers, their preparation process and their use.
US5922635A (en) * 1997-05-07 1999-07-13 Olah; George A. Nanoscale solid superacid catalysts with pendant fluoroalkylsulfonic acid or fluoro, perfluoroalkylsulfonic acid groups
DE69831899T2 (en) * 1997-06-05 2006-07-13 Kansai Paint Co., Ltd., Amagasaki Phosphoric acid-containing non-aqueous dispersion and method for its use
US7189767B2 (en) * 2001-03-30 2007-03-13 Rohm And Haas Company Colorants, dispersants, dispersions, and inks
US6867275B2 (en) * 2001-03-30 2005-03-15 Rohm And Haas Company Solid media

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2187146A (en) 1936-10-24 1940-01-16 Du Pont Process of coagulation
US4460763A (en) 1981-08-07 1984-07-17 E. I. Dupont De Nemours And Company Preparation of small particle polybenzimidazole
US5302696A (en) 1989-05-16 1994-04-12 Olin Corporation Process for minimizing residual free hydrazine in polymer latices
US5442009A (en) 1994-03-21 1995-08-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for the preparation of hydrogenated rubber
US6399706B1 (en) 1999-06-26 2002-06-04 Bayer Aktiengesellschaft Microgel-containing rubber compounds which comprise sulfur-containing organosilicon compounds
WO2005033185A1 (en) 2003-09-27 2005-04-14 Rhein Chemie Rheinau Gmbh Thermoplastic elastomer composition containing microgels
DE102004009396A1 (en) 2004-02-24 2005-09-08 Schuster, Robert H., Prof. Dr. Membrane for hydrogen-powered fuel cell consists of a polymer and proton conducting substance of microscopic spherical particles

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
[http://www.schulchemie.de/atomems1.htm]
H. G. Elias Makromoleküle Band 2, 5 Aufl., Hüthig & Wepf Verlag, 1992, Seite 443 ff
H. G. Müller (1996) Colloid Polymer Science 267: 1113-1116 sowie W. Scholtan, H. Lange (1972) Kolloid-Z u. Z. Polymere 250:782
Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Band 14/2, Seite 848
Römpp Lexikon der Chemie, Band 2, 10. Auflage 1997; P. A. Lovell, M. S. EI-Aasser, Emulsion Polymerization und Emulsion Polymers, John Wiley & Sons, ISBN: 0 471 96746 7; H. Gerrens, Fortschr. Hochpolym. Forsch. 1, 234 (1959)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008002457A1 (en) 2008-06-16 2009-12-17 Elcomax Membranes Gmbh Use of a proton conductivity-imparting material in the manufacture of fuel cells
EP2186651A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-19 Lanxess Deutschland GmbH Hydroxyl modified microgel lattices which can be stored safely for a long time
US8119728B2 (en) 2008-11-13 2012-02-21 Lanxess Deutschland Gmbh Storage-stable, hydroxy-modified microgel latices
DE102012103159A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation emitting device, transparent material and filler particles and their production process
US9748451B2 (en) 2012-04-12 2017-08-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation-emitting component, transparent material and filler particles, and method of producing same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008107470A1 (en) 2008-09-12
EP2131956A1 (en) 2009-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2137783B1 (en) Polymer electrolyte membrane with functionalized nanoparticles
EP2186651A1 (en) Hydroxyl modified microgel lattices which can be stored safely for a long time
EP2286477B1 (en) Gas diffusion electrodes comprising functionalised nanoparticles
WO2012107510A1 (en) Nanofiltration membrane
DE102007011427A1 (en) Use of proton-delivering and / or proton-accepting polymer particles
DE102008002457A1 (en) Use of a proton conductivity-imparting material in the manufacture of fuel cells
EP0048320B1 (en) Aqueous dispersions of synthetic materials without emulsifier
EP1724301B1 (en) Microgel-containing vulcanizable composition
DE10035493A1 (en) Process for the production of crosslinked rubber particles
EP3253809B1 (en) Compositions containing nbr-based microgels
DE1720058A1 (en) Process for agglomerating aqueous synthetic rubber dispersions
EP1757652B1 (en) Weakly acid cation exchange resin
DE1620839A1 (en) Process for the agglomeration of aqueous latices
DE19852667A1 (en) Process for the preparation of monodisperse gel-like cation exchangers
EP0850956A2 (en) Process for preparing aqueous polymer dispersions by radical aqueous emulsionspolymerisation
DE1720897A1 (en) Improved process for the production of large-sized latices
EP2291421A1 (en) Proton conductivity-imparting material
EP0897939B1 (en) Process for preparation of spherical polymers
EP1130035A2 (en) Polymerization initiating supported systems for radical polymerization of conjugated dienes and for copolymerization of these with further monomers in a suspension or gas phase process
EP0605856A2 (en) Process for the manufacture of p-hydroxystyrene polymers and use thereof
WO2014016345A1 (en) Nanofiltration membrane having a layer made of polymer particles produced by emulsion polymerization
DE102010034103A1 (en) Hydrocarbon PEM membranes with perfluorosulfonic acid groups for fuel cells in vehicles
DE965166C (en) Process for the preparation of cation exchange polymers of the carboxylic acid type
DE1720668A1 (en) Process for the production of ion exchangers based on crosslinked acrylic acid ester polymers
EP0086894A1 (en) Process for isomerising isolated double bonds to conjugated double bonds in low-molecular homopolymers and/or copolymers of 1,3-dienes

Legal Events

Date Code Title Description
8130 Withdrawal