DE102009020638A1 - Nichtwässrige Dispersion von Polymerpartikeln in Reaktivverdünner - Google Patents

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Abstract

Beschrieben wird eine nichtwässrige Dispersion von organischen Polymerpartikeln in einem Reaktivverdünner. Diese nichtwässrige Dispersion ist dadurch erhältlich, dass mindestens ein Monomer unter Bildung der organischen Polymerpartikel in dem Reaktivverdünner polymerisiert wird, wobei der Reaktivitätsverdünner an dieser Polymerisation aufgrund seiner orthogonalen Reaktivität gegenüber den Monomeren nicht teilnimmt, jedoch eine Funktionalität aufweist, die eine spätere gezielte Polymerisation ermöglicht. Je nach einbezogenen organischen Polymerpartikeln beziehungsweise Reaktivverdünnern kann die nichtwässrige Dispersion vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten mit den unterschiedlichsten Anforderungsprofilen zugeführt werden. Zur Herstellung dieser nichtwässrigen Dispersion ist insbesondere eine Polymerisation von mindestens einem Monomer in einem Rührkessel in Anwesenheit eines Reaktivverdünners besonders geeignet, bei dem die Umsetzung bei einer Rührgeschwindigkeit von mindestens 2 m/s durchgeführt wird, wobei das Verhältnis von Rührerdurchmesser zu Gefäßdurchmesser auf 0,3-0,80 und der Abstand des Rührers zum Gefäßboden auf das 0,25- bis 0,5-Fache des Rührerdurchmessers eingestellt wird. Die Erfindung bietet vielfältige vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere als Schlagzähigkeitsmodifikator, insbesondere in Folien, sowie als Klebstoff, als Gießharz oder als Lack. Eine besonders vorteilhafte Verwendung besteht auch darin, hiermit einen Formkörper oder ein ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine nichtwässrige Dispersion von organischen Polymerpartikeln in einem Reaktivverdünner, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung.
  • Nichtwässrige Dispersionen von organischen Polymerpartikeln in einem Reaktivverdünner sind im Stand der Technik beschrieben. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist hier insbesondere auf die EP 1 910 436 B1 zu verweisen. Konkret ist darin beansprucht eine nichtwässrige transparente Dispersion von Polyurethan(meth)acrylatpartikeln in einem Reaktivverdünner. Diese nichtwässrige transparente Dispersion ist dadurch erhältlich, dass man ein Polyisocyanat mit mindestens einem Polyol und einem nukleophil funktionalisierten (Meth)acrylsäureester in einem Reaktivverdünner umsetzt. Besonderes Kennzeichen dieser nichtwässrigen transparenten Dispersion ist der mittlere Durchmesser der Polyurethan(meth)acrylatpartikel mit weniger als 40 nm.
  • In der EP 1 910 436 B1 wird auch ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der beschriebenen nichtwässrigen transparenten Dispersion von Polyurethan(meth)acrylatpartikeln beschrieben. Hierbei wird ein Polyisocyanat mit mindestens einem Polyol und einem nukleophil funktionalisierten (Meth)acrylsäureester in einem Reaktivverdünner umgesetzt. Die Umsetzung erfolgt in einem Rührkessel. Wichtig ist es dabei, dass man die Umsetzung bei einer Rührerumfangsgeschwindigkeit von mindestens 5 m/s durchführt, wobei das Verhältnis von Rührerdurchmesser zu Gefäßdurchmesser 0,3 bis 0,8 beträgt und der Abstand des Rührers vom Gefäßboden das 0,25 bis 0,5-fache des Rührerdurchmessers beträgt.
  • Es werden auch vorteilhafte Verwendungen der bezeichneten Dispersion angegeben, wie als Dispersionsklebstoff oder als Bestandteil desselben oder als Gussglas oder als Bestandteil desselben. Darüber hinaus soll eine vorteilhafte Verwendung dieser Dispersion darin bestehen, sie als schlagzähigkeitsverbesserndes Mittel in Formmassen, Klebstoffen oder Gussgläsern einzusetzen. Weiterhin wird in der EP 1 910 436 B1 ein Formkörper beschrieben, der durch Härtung der vorstehend bezeichneten Dispersion erhältlich ist.
  • Die vorstehend beschriebene bekannte Lehre geht insbesondere von einem Bedürfnis nach Klebesystemen aus, durch die eine vollständig transparente Klebeverbindung erzielt werden kann. Dies soll insbesondere bei der Verklebung von Gläsern bedeutsam sein, bei denen die Transparenz auch beim Endprodukt erhalten bleiben soll. Als gleichermaßen wichtig wird herausgestellt, dass der ausgehärtete Klebstoff eine Mindestschlagzähigkeit aufweist, um eine mechanisch beanspruchbare Klebeverbindung zu erhalten. Weiterhin wurde die Bereitstellung einer nicht wässrigen Dispersion, die aus relativ wenigen Komponenten erhältlich ist, als Aufgabe der bekannten Lehre herausgestellt, um damit die Herstellung wirtschaftlicher zu machen. Schließlich wird es nach dem beschriebenen Stand der Technik angestrebt, dass die bezeichnete Dispersion einen hohen Feststoffanteil an Polyurethan enthalten soll, um die Schlagzähigkeitseigenschaften zu optimieren. Zugleich soll aber auch eine gute Handhabbarkeit und Verarbeitbarkeit der angestrebten Dispersion gegeben sein.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erweist sich in der vorstehend bereits dargestellten nichtwässrigen transparenten Dispersion von Polyurethan(meth)acrylatpartikeln in einem Reaktivverdünner unter Beachtung der bezeichneten Herstellungsmaßnahmen sowie des mittleren Durchmessers der angegebenen Polyurethan(meth)acrylatpartikel von weniger als 40 nm. Der vorstehend beschriebene Stand der Technik führt ersichtlich zu Kenntnissen, die sich bei der Verwendung der beschriebenen nichtwässrigen Dispersion von Polyurethan(meth)acrylatpartikeln als vorteilhaft erweisen, so als Klebstoff, Gussglas oder Schlagzähigkeitsmodifikator. Allerdings ist, wie ohne Weiteres erkenntlich, die beschriebene Lehre stark konkretisiert und auf spezielle Polyacrylatpartikel eingeschränkt. Die Offenbarung der EP 1 910 436 B1 gibt jedoch keinerlei Hinweise darauf, dass hier in irgendeiner Weise eine vorteilhafte Verallgemeinerung möglich wäre.
  • Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem vorstehend bezeichneten Stand der Technik, diesen in einer Weise zu verallgemeinern, dass vielfältige organische Polymerpartikel in Form von nichtwässrigen Dispersionen in einem Reaktivverdünner eingesetzt werden können, dies insbesondere im Hinblick auf gleichermaßen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten mit den dort gestellten Anforderungen.
  • Erfindungsgemäß wird die bezeichnete Aufgabe gelöst durch eine nichtwässrige Dispersion von organischen Polymerpartikeln in einem Reaktivverdünner, die dadurch erhältlich ist, dass mindestens ein Monomer unter Bildung der organischen Polymerpartikel in dem Reaktivverdünner polymerisiert wird, wobei der Reaktivitätsverdünner an dieser Polymerisation aufgrund seiner orthogonalen Reaktivität gegenüber den Monomeren nicht teilnimmt, jedoch eine Funktionalität aufweist, die eine spätere gezielte Polymerisation ermöglicht. Demzufolge kann die Polymerisation quasi „kontrolliert” durchgeführt werden.
  • Zentrale Erkenntnis der Erfinder ist es demzufolge, dass mindestens ein Monomer, gegebenenfalls im Beisein eines davon verschiedenen weiteren Monomers, unter Bildung organischer Polymer- oder Copolymerpartikel in dem Reaktivverdünner polymerisiert wird. Der Reaktivverdünner erfüllt dabei die folgenden Funktionen: Der Reaktivverdünner dient als flüssiges Reaktionsmedium für die Reaktion der Ausgangsmonomeren und dergleichen, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion eingesetzt werden. An der Polymerbildungsreaktion nimmt er nicht teil. Er ist aber auch ein Lösungsmittel für weitere zugegebene Monomere und Comonomere, die beispielsweise nachträglich an die Polymerpartikel angehängt werden und dazu vorzugsweise nukleophil funktionalisiert sind. Diese optionale Vorgehensweise wird im Folgenden noch eingehender beschrieben bzw. ergibt sich aus dem Anspruch 5. Der Reaktivverdünner ist nach Abschluss der Polymerisation zur Bildung der organischen Polymerpartikel das flüssige Dispergiermittel für die gebildeten organischen Polymerpartikel. Zudem ist der Reaktivverdünner in einem weiteren Schritt, wie bereits angesprochen, durch Polymerisation aushärtbar, wobei am Ende dieser Reaktion die zuvor gebildeten organischen Polymerpartikel im ausgehärteten Reaktivverdünner eingebettet sind. Dazu enthält der Reaktivverdünner eine Funktionalität, deren Reaktivität mit der der mit zu den Partikeln bildenden Monomeren orthogonal ist. Das Merkmal ”orthogonale Reaktivität”, soll demzufolge so verstanden werden, dass während der Polymerisation der Polymerpartikel die wachsenden Polymerketten nicht mit dem Reaktivverdünner reagieren können.
  • Die Wahl eines geeigneten Reaktivverdünners ist dem Fachmann unter Berücksichtigung der vorgenannten Bedingungen problemlos möglich. Durch Polymerisation des Reaktivverdünners werden, wie vorstehend erwähnt, die organischen Polymerpartikel irreversibel in den Reaktivverdüner eingebettet. Das auf diese Weise erhaltene Produkt kann auch als ”ausgehärtete Dispersion” bezeichnet werden.
  • Diese Polymerisation kann im Anwendungsfall mit vorgegebenen Reaktionspartnern erfolgen, so die Ausbildung einer Klebverbindung unter Einsatz geeigneter Katalysatoren. Darüber hinaus besteht aber auch die Möglichkeit, die erhaltenen organischen Polymerpartikel im Rahmen der bezeichneten Polymerisation so zu modifizieren, dass sie ein weiteres Monomer tragen, das mit dem Reaktivverdünner im Rahmen einer Polymerisation reagieren kann. Das Gesamtsystem kann so eingestellt werden, dass der Reaktivverdünner mit den derart funktionalisierten organischen Polymerpartikeln in Reaktion treten kann. Die Reaktion kann beispielsweise durch Erhitzen, Bestrahlen, beispielsweise mit UV- oder Infrarot-Licht, und/oder durch Einbringen eines geeigneten Katalysators oder Aushärtemittels erfolgen.
  • Die oben beschriebene Funktionalisierung der Oberfläche der Polymerpartikel kann zur Stabilisierung der Dispersionen beitragen, sie ist jedoch keineswegs essentiell für die Ausbildung stabiler Dispersionen.
  • Die Erfindung besteht demzufolge in einer außergewöhnlich vorteilhaften Verallgemeinerung des vorstehend bezeichneten Standes der Technik und erweist sich insbesondere im Hinblick auf die angesprochene erweiterte Anwendungsbreite als besonders vorteilhaft. Dies soll nachfolgend im Einzelnen erörtert werden:
    In einer Variante A der vorliegenden Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das mindestens eine Monomer zur Bildung der organischen Polymerpartikel mit Hilfe eines Stufenwachstumsmechanismus, insbesondere eines Additions- oder Kondensationsmechanismus, polymerisiert worden ist. Diese Begriffe sind dem Fachmann uneingeschränkt geläufig.
  • Bei der Auswahl des Monomers bzw. der Monomeren zur Bildung der organischen Polymerpartikel unterliegt die Erfindung keinen wesentlichen Einschränkungen. Bevorzugt ist es jedoch, dass die Monomere bzw. Monomeren gezielte Kombinationen von Verbindungen darstellen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Carbonsäuren bzw. Derivaten davon und Aminen, Epoxiden und Diolen, Harnstoffderivaten und Aldehyden, Alkylpolysilikaten und Disiloxanen, Phosgen und Diolen, Dialkoxyarylderivaten und Aryldiolen, oder 1,4-Dichlorbenzol und Natriumsulfid besteht. Der Fachmann kann dieser beispielhaft aufgeführten Liste von Kombinationen ohne weiteres entnehmen, dass diese entsprechend im Rahmen einer Polymerisation unter Ausbildung von Polyamiden bzw. Polyimiden, Epoxyharzen, Harnstoffharzen, Silikonharzen, Polycarbonaten, Polyaryletherketonen und Polyphenylensulfiden reagieren.
  • Im Rahmen der Erfindung ist der Reaktivverdünner von besonderer Bedeutung, wie oben gezeigt. Vorteilhaft ist es, wenn dieser bei Anwendung der oben angesprochenen Variante A, in Form einer oder mehrerer ein- oder mehrfach olefinisch ungesättigter Monomerer vorliegt. Um einen diesbezüglichen gewissen Eindruck zu vermitteln, werden in der folgenden Aufzählung A bevorzugte Beispiele angegeben: Alkyl(meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, n-Hexyl(meth)acrylat, n-Octyl(meth)acrylat, n-Decyl(meth)acrylat, Isooctyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat usw.; Alkyl(meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. Oleyl(meth)acrylat, 2-Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat usw.; Amide und Nitrile der (Meth)acrylsäure, wie N-(3-Dimethylaminopropyl)(meth)acrylamid, N-(Diethylphosphono)(meth)acrylamid, N-(3-Dibutylaminopropyl)(meth)acrylamid, N-t-Butyl-N-(diethylphosphono)(meth)acrylamid, N,N-bis(2-Diethylaminoethyl)(meth)acrylamid, (Meth)acryloylamidoacetonitril, N-(Methoxymethyl)(meth)acrylamid, N-Acetyl(meth)acrylamid, N-(Dimethylaminoethyl)(meth)acrylamid, N-Methyl-N-phenyl(meth)acrylamid, N,N-Diethyl(meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid; Aminoalkyl(meth)acrylate, wie tris(2-(Meth)acryloxyethyl)amin, N-methylformamidoethyl(meth)acrylat, 3-Diethylaminopropyl(meth)acrylat, 2-Ureidoethyl(meth)acrylat; andere stickstoffhaltige (Meth)acrylate, wie N-((Meth)acryloyloxyethyl)diisobutylketimin, 2-(Meth)acryloyloxyethylmethylcyanamid, Cyano-methyl(meth)acrylat, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl(meth)acrylat; Aryl(meth)acrylate, wie Nonylphenyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, 2-Naphthyl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können; carbonylhaltige (Meth)acrylate, wie 2-Carboxyethyl(meth)acrylat, Carboxymethyl(meth)acrylat, N-(2-(Meth)acryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-(Meth)acryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon, N-(Meth)acryloylmorpholin, Oxazolidinylethyl(meth)acrylat, N-((Meth)acryloyloxy)formamid, Acetonyl(meth)-acrylat, N-(Meth)acryloyl-2-pyrrolidinon; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclobutyl(meth)acrylat, Cyclopentyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Cyclooctyl-(meth)acrylat, 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat, 3,3,5-Trimethylcyclohexyl(meth)acrylat, Bornyl-(meth)acrylat, Cyclopenta-2,4-dienyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, 1-Methylcyclo-hexyl(meth)acrylat; Glycoldi(meth)acrylate, wie 1,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1,3-Butan-dioldi(meth)acrylat, Triethylenglycoldi(meth)acrylat, 2,5-Dimethyl1,6-hexandioldi(meth)acrylat, 1,10-Decandioldi(meth)acrylat, 1,2-Propandioldi(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Ethylenglycoldi(meth)acrylat; (Meth)acrylate von Etheralkoholen, wie Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Vinyl-oxyethoxyethyl(meth)acrylat, Methoxyethoxyethyl(meth)acrylat, 1-Butoxypropyl(meth)acrylat, 1-Methyl-(2-vinyloxy)ethyl(meth)acrylat, Cyclohexyloxymethyl(meth)acrylat, Methoxymethoxyethyl(meth)acrylat, Benzyloxymethyl(meth)acrylat, Phenyloxyethylmethacrylat, Furfuryl(meth)acrylat, 2-Butoxyethyl(meth)acrylat, 2-Ethoxyethoxymethyl(meth)acrylat, 2-Ethoxyethyl(meth)acrylat, Allyloxymethyl(meth)acrylat, 1-Ethoxybutyl(meth)acrylat, Methoxymethyl(meth)acrylat, 1-Ethoxyethyl(meth)acrylat, Ethoxymethyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate von halogenierten Alkoholen, wie 2,3-Dibromopropyl(meth)acrylat, 4-Bromophenyl(meth)acrylat, 1,3-Dichloro-2-propyl(meth)acrylat, 2-Bromoethyl(meth)acrylat, 2-Iodoethyl(meth)acrylat, Chloromethyl(meth)acrylat; Oxiranyl(meth)acrylate, wie 10,11-Epoxyundecyl(meth)acrylat, 2,3-Epoxycyclohexyl(meth)acrylat, 2,3-Epoxybutyl(meth)acrylat, 3,4-Epoxybutyl(meth)acrylat, Glycidyl(meth)acrylat; Phosphor-, Bor- und/oder Silicium-haltige (Meth)acrylate, wie 2-(Dibutylphosphono)ethyl(meth)acrylat, 2,3-Butylen(meth)acryloylethylborat, 2-(Dimethylphosphato)propyl(meth)acrylat, Methyldiethoxy(meth)acryloylethoxysilan, 2-(Ethylenphosphito)propyl(meth)acrylat, Dimethylphosphinomethyl(meth)acrylat, Dimethylphosphonoethyl(meth)acrylat, Diethyl(meth)acryloylphosphonat, Diethylphosphatoethyl(meth)acrylat, Dipropyl(meth)acryloylphosphat; schwefelhaltige (Meth)acrylate, wie Thiomethyl(meth)acrylat, Thiocyclohexyl(meth)acrylat, Thiophenyl(meth)acrylat, Ethylsulfinylethyl(meth)acrylat, 4-Thiocyanatobutyl(meth)acrylat, Ethylsulfonylethyl(meth)acrylat, Thiocyanatomethyl(meth)acrylat, Methylsulfinyl methyl(meth)acrylat, Bis((meth)acryloyloxyethyl)sulfid; Tri(meth)acrylate, wie Trimethyloyl propantri(meth)acrylat, Glycerintri(meth)acrylat; Tetra(meth)acrylate, wie Pentaerythrittetra(meth)acrylat, Styrole, funktionalisierte Styrole, und mehrfach olefinisch ungesättigte Monomere wie Divinylether, Diallylphthalat und Divinylbenzol. Die genannten Verbindungen könne selbstverständlich auch als Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden.
  • Bei Verwendung der angesprochenen Variante A ist es auch vorteilhaft möglich, ein weiteres Monomer im Anschluss an die Bildung der organischen Polymerpartikel einzubeziehen, das sowohl mit dem Monomer bzw. den Monomeren des Polymers, als auch mit dem Reaktionsverdünner in Reaktion treten kann. Diese Reaktion kann gezielt gesteuert werden kann, weil die Monomere selektiv an die Enden der jeweiligen Polymerketten gebunden werden können. Der Einsatz dieser weiteren Monomeren führt zu einer ”Verkappung” (oder als ”Endcapping” bezeichnet) der organischen Polymerteilchen. Die angesprochene Reaktion zwischen Reaktionsverdünner und diesen ”funktionalisierten” und einpolymerisierten Monomeren kann gesteuert und geleitet werden. Hierbei können die oben beschriebenen Maßnahmen des Erwärmens, der Bestrahlung etc. in geeigneter Weise und gesteuert eingesetzt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion besteht gemäß einer Variante B darin, dass das mindestens eine Monomer bzw. die Monomeren zur Bildung der Polymerpartikel mit Hilfe eines Kettenwachstumsmechanismus, insbesondere eines radikalischen oder ionischen Kettenwachstumsmechanismus, polymerisiert werden. Auch hierbei handelt es sich um übliche Sachbegriffe, die keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Bevorzugt ist es hierbei, dass das mindestens eine Monomer bzw. die Monomeren zur Bildung der Polymerpartikel ein bzw. mehreren einfach auch mehrfach olefinisch ungesättigte Monomerer darstellen, wobei die in der vorstehenden Aufzählung A genannten Monomeren vorteilhaft verwendet werden können.
  • Die genannten Verbindungen könne selbstverständlich oder als Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden.
  • Bei der Variante B ist es besonders zweckmäßig, dass die Reaktivverdünner Komponenten von Polyurethanharzen, Epoxyharzen, Polyamiden, Polyimiden, Polyestern, Polyharnstoffen, Polysiloxanen oder Polyformaldehydharzen darstellen. Bei diesen kann leicht gewährleistet werden, dass sie nicht in die Polymerisation der olefinischen Monomeren einbezogen werden. Beispielhaft sind in Tabelle 1 verschiedene Komponentenkombinationen angegeben, mit denen sich die obengenannten Polymere realisieren lassen.
  • Es ist nicht erforderlich, das die zur Bildung der obengenannten Polymere notwendigen Komponenten zusammen als Reaktivverdünner eingesetzt werden, was jedoch auch nicht vollständig ausgeschlossen ist. So kann beispielsweise entweder die Polyolkomponente oder die Isocyanatkomponente eines zu bildenden Polyurethans als Reaktivverdünner verwendet werden und die fehlende zweite Komponente erst nach Bildung der Polymerpartikel zugegeben werden, wie dies in Tabelle 1 angedeutet ist. Diese Vorgehensweise kann der Fachmann leicht auf andere Reaktivverdünnerkomponenten übertragen.
  • Als besonders vorteilhaft im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben sich Kombinationen von Komponenten erwiesen, wie sie in Tabelle 2 angegeben sind.
  • Werden die Komponenten im entsprechenden Gemisch verwendet hat der Fachmann darauf zu achten, dass die Polymerisation des Reaktivverdünners nicht spontan ablaufen kann. Dies kann beispielsweise gewährleistet werden indem ein Katalysator oder Initiator erst nach Bildung der Polymerpartikel zugegeben wird. Dem Fachmann sind solche und äquivalente Maßnahmen zur Reaktionskontrolle selbstverständlich geläufig.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, den mittleren Durchmesser der Polymerpartikel kritisch einzuschränken. Dem Fachmann ist es ohne Weiteres möglich, bei der Herstellung dieser nichtwässrigen Dispersion solche Bedingungen, insbesondere in herangezogenen Rückkesseln, einzustellen, mit denen problemlos in wünschenswerter Weise der mittlere Durchmesser eingestellt werden kann. Im Regelfall ist es vorteilhaft, wenn die Polymerpartikel der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion einen mittleren Durchmesser von weniger als 50 μm aufweisen. Weitergehend ist es bevorzugt, wenn der mittlere Durchmesser der Polymerpartikel weniger als 10 μm, insbesondere weniger als 250 nm, beträgt. Ein Durchmesser von weniger als 40 nm ist dann besonders vorteilhaft, wenn für die nicht wässrige Dispersion Transparenz angestrebt wird. Die angegebenen Durchmesser können, insbesondere wenn sie im kolloidalen Bereich liegen, mittels Lichtstreuung bestimmt werden. Die Erfindung bietet hier auch eine vorteilhafte Steuerung bzw. Flexibilität bei der Einstellung des im Hinblick auf den Anwendungsfall vorteilhaften mittleren Durchmessers der Polymerpartikel.
  • Der Fachmann wird die Konzentration der organischen Polymerpartikel in der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion ebenfalls wunschgemäß nach den Anforderungen der jeweiligen Verwendung einstellen. Als vorteilhafte Regel kann angegeben werden, dass die Polymerpartikel in der nichtwässrigen Dispersion zweckmäßigerweise in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% vorliegen. Der Bereich von 30 bis 60 Gew.-% ist besonders bevorzugt. Ganz besonders vorteilhaft ist eine nichtwässrige Dispersion bei der Mehrzahl der Verwendungsmöglichkeiten, wenn der Gehalt an Polymerpartikeln zwischen 40 und 50 Gew.-% liegt.
  • Die Erfindung belässt auch die Möglichkeit der vorteilhaften Ausbildung, wenn zusätzlich Additive einbezogen werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die nichtwässrige Dispersion Additive aus der Gruppe enthält, die besteht aus Beschleunigern, Antioxidantien, Polymerisationsinitiatoren für den Reaktivverdünner, polymeren und oligomeren Bindemitteln, Vernetzungsmitteln, farb- und/oder effektgebenden Mitteln, organischen und anorganischen, transparenten oder opaken Füllstoffen, UV-Absorbern, Lichtschutzmitteln, Entlüftungsmitteln, Entschäumern, Emulgatoren, Netz- und Dispergiermitteln, Haftvermittlern, Haftvermittlern, rheologiesteuernden Additiven, Flammschutzmitteln, Trocknungsmitteln, Korrosionsinhibitoren, Wachsen und Mattierungsmitteln, Stabilisatoren oder Gemischen hiervon. Im Allgemeinen muss der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion kein Stabilisator zur Stabilisierung der Partikel in der flüssigen Phase zugesetzt werden. Falls jedoch ein oder mehrere Stabilisatoren zugesetzt werden, können solche verwendet werden, die vom Fachmann im allgemeinen zur Stabilisierung von Dispersionen der beschriebenen Art in Betracht gezogen werden, insbesondere Dimethylolpropionsäure und deren Ester, Phasenvermittler auf Basis von Ethylenglykol und 2-Amino-2-methylpropanol oder Salze, Amide und Ester höherer Fettsäuren, deren Salze, Amide und Ester gegebenenfalls mit Funktionalitäten, die einen Einbau in die Matrix der Polymerpartikel ermöglichen, modifiziert sind.
  • Darüber hinaus besteht, wenngleich selbstverständlich nicht zwingend, die Möglichkeit, Lösungsmittel einzusetzen, sofern sie dem erfindungsgemäßen technologischen Grundgedanken nicht entgegenstehen, wie er oben beschrieben wurde. Auf jeden Fall müssen sie inert sein. Als Beispiele können angegeben werden: Kohlenwasserstoffe, Ether, Ester, Ketone und/oder Halogenkohlenwasserstoffe, insbesondere Pentan, Hexan, Cyclohexan, Petrolether, Toluol, Benzol, THF, Diethylether, Essigsäureethylester, Aceton, Methylethylketon, Chloroform, Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff.
  • Diese können einerseits die gewünschte Bildung der organischen Polymerpartikel begünstigen, andererseits auch bei den verschiedenen möglichen Anwendungsfällen von Vorteil sein. So kann die Viskosität der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion auf den jeweiligen Verwendungszweck vorteilhaft abgestimmt werden. Eine niedrige Viskosität ist dann von Vorteil, wenn die Materialien durch enge Düsen oder Rohrleitungen gepumpt oder in enge Poren oder Kavitäten gegossen werden müssen. Beim Einsatz von Klebstoffen oder Zweikomponentenharzen ist gegebenenfalls auch eine Viskositätsanpassung erforderlich, um die Harze für Oberflächen benetzbar zu machen oder deren Mischbarkeit in Statikmischern zu ermöglichen.
  • Die erfindungsgemäße allgemeine Lehre, wie sie vorstehend dargestellt und im nachfolgenden Anspruch 1 beansprucht wird, ergibt sich nicht unmittelbar und eindeutig aus dem eingangs beschriebenen Stand der Technik. Dennoch soll dieser selbstverständlich nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sein, dies in ihren verschiedenen Ausgestaltungen, d. h. in ihrer Ausgestaltung als nichtwässrige Dispersion und auch nicht in der Ausgestaltung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens und der nachstehend beschriebenen Verwendungsmöglichkeiten. Ausgeschlossen sein soll demzufolge eine nichtwässrige transparente Dispersion von Polyurethan(meth)acrylatpartikeln in einem Reaktivverdünner, wobei diese Partikel einen mittleren Durchmesser von weniger als 40 nm aufweisen und wobei die Partikel zusätzlich mit einem nukleophil funktionalisierten (Meth)acrylsäureester umgesetzt wurden. Ebenfalls sollen nichtwässrigen transparenten Dispersion die Polyurethan(meth)acrylatpartikel Mit einem mittleren Durchmesser von weniger als 40 nm und einen Reaktivverdünner enthalten, in denen zusätzlich ein nukleophil funktionalisierter (Meth)acrylsäureester in dem Reaktivverdünner vorliegt nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sein.
  • Wie vorstehend bereits ausgeführt, besteht bei der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion keine relevante Einschränkung auf die Art der darin enthaltenen bzw. ausgebildeten organischen Polymerpartikel: Polyamide aus Carbonsäuren und Aminen, Epoxidharze aus Epoxiden und Diamine oder Disäuren, Harnstoff- und Melaminharze aus Harnstoffderivaten und Aldehyden, Phenolharze aus Phenolen und Aldehyden, Polyolefine aus einzelnen Olefinen, Silikonharze aus Ethylpolysilikaten und Disiloxanen, Polycarbonate aus Phosgen und Diolen, Polyaryletherketone aus Dialkoxyarylderivaten und Aryldiolen, Polyimide aus Aminen und Carbonsäurederivaten und Polyphenylensulfide aus 1,4-Dichlorbenzol und Natriumsulfid. Es sei mit Nachdruck darauf hingewiesen, dass diese Auflistung nicht erschöpfend ist. Vielmehr ist es für einen Fachmann ohne Weiteres erkennbar, dass hier noch vielfältige andere polymere Materialien in Betracht kommen.
  • Des Weiteren ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer nichtwässrigen Dispersion von organischen Polymerpartikeln der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Art, wie auch in den Ansprüchen 1 bis 15 dargestellt, wobei dieses Verfahren eine Polymerisation zu den organischen Polymerpartikeln von mindestens einem Monomer in einem Rührkessel in Anwesenheit des bereits beschriebenen Reaktivverdünners umfasst. Dieses Verfahren ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einer Rührerumfangsgeschwindigkeit von mindestens 2 m/s durchgeführt wird, wobei das Verhältnis von Rührerdurchmesser zu Gefäßdurchmesser auf 0,3–0,80 und der Abstand des Rührers zum Gefäßboden auf 0,25 bis 0,5 fache des Rührerdurchmessers eingestellt wird.
  • Zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, dass die Rührerumfangsgeschwindigkeit auf mindestens 5 m/s, insbesondere auf mindestens 8 m/s eingestellt wird. Dem Fachmann ist es aus der oben stehenden Beschreibung klar ersichtlich, dass die Rührerumfangsgeschwindigkeit einen signifikanten Einfluß auf die Partikelgröße der entstehenden Polymerpartikel hat. Der Fachmann ist daher ohne weiteres in der Lage, die Rührerumfangsgeschwindigkeit so einzustellen, dass die gewünschte Partikelgröße erhalten wird. Bei der praktischen Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich auch gezeigt, dass es von Vorteil ist, wenn als Rührer eine Dispergierscheibe verwendet wird.
  • Vorstehend wurde im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion bereits darauf hingewiesen, dass verschiedene Additive einbezogen werden können. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei auf die diesbezüglichen vorausgegangenen Ausführungen verwiesen. Dabei können diese Additive sowohl während der Verfahrensführung als auch nach Abschluss des Verfahrens, je nach Funktionalität derselben, eingesetzt werden. Von Vorteil ist es allerdings, dass das erfindungsgemäße Verfahren in Gegenwart eines zur Polymerisation der Partikel-bildenden Monomeren geeigneten Katalysators bzw. Reaktionsinitiatoren durchgeführt wird. Als Katalysatoren können je nach Reaktionsmechanismus beispielsweise Säuren, Basen, tertiäre aromatische Amine oder Metallseifen und als Reaktionsinitiatoren beispielsweise Peroxide, Azoverbindungen oder Benzoinether angegeben werden.
  • Der Wert der vorliegenden Erfindung erweist sich insbesondere in der flexiblen praktischen Verwirklichung einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Diese Flexibilität geht insbesondere auf die Art der einbezogenen organischen Polymerpartikel, aber auch auf die in Kombination damit eingesetzten Reaktivverdünner zurück. Hier hat der Fachmann dann vielfältige Möglichkeiten der weitergehenden Steuerung durch beispielsweise geeignete Temperatureinwirkung, und/oder durch zusätzliches Einbringen von Additiven in der gewünschten Art bzw. Funktionalität.
  • Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersion besteht darin, dass sie als Schlagzähigkeitsmodifikator, insbesondere in Folien, eingesetzt werden können. Bei den Folien kann es sich beispielsweise um Polyamide, Polyvinylacetate, Polyester, Polyvinylidenchlorid, oder PVC handeln.
  • Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Dispersion auch direkt zur Bildung einer Klebeverbindung oder eines Gießkörpers ausgehärtet werden. Außer einem Härtungsinitiator brauchen keine weiteren Substanzen zugegeben zu werden. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemäße Dispersion mit herkömmlichen Klebesystemen oder Gießmassen zu vermischen und anschließend die Mischung auszuhärten.
  • Zu Formkörpern ausgehärtete Dispersionen gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen durch die darin enthaltenen organischen Polymerteilchen, je nach Art, die wünschenswerten Anwendungseigenschaften, so im Einzelfall hervorragende Schlagzähigkeitseigenschaften und wertvolle sonstige mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Zugfestigkeit.
  • Wegen der angesprochenen vorteilhaften Schlagzähigkeit und Zugfestigkeit der erfindungsgemäßen nichtwässrigen Dispersionen eignen sie sich hervorragend für Klebeanwendungen, die durch entsprechend niedrige Einstellung des mittleren Teilchendurchmessers sogar mit hoher Transparenz realisiert werden können. So kann die erfindungsgemäße Dispersion mit Vorteil als Klebstoff für Glas eingesetzt werden. Durch die gesteuert eingestellte Transparenz und die hervorragende Schlagzähigkeit eignet sich die Dispersion gemäß der Erfindung auch als Gussmasse zur Herstellung transparenter, schlagzäher Produkte. Von Vorteil ist es auch, dass die erfindungsgemäße Dispersion über längere Zeit, z. B. mindestens zwei Monate, bei Raumtemperatur stabil ist und somit wünschenswert lange lagerungsfähig. Auch erweist es sich von Vorteil, dass die erfindungsgemäße Dispersion einen hohen Feststoffgehalt aufweisen kann, d. h. insbesondere an den organischen Polymerpartikeln.
  • Im Allgemeinen hat die erfindungsgemäße nichtwässrige Dispersion auch für die verschiedenen Anwendungsfälle die geeignete Viskosität. Im Einzelfall kann es jedoch zweckmäßig sein, zur Herabsetzung der Viskosität ein geeignetes Lösungsmittel vor der Anwendung oder auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens bereits einzusetzen.
  • Weitere vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten der nichtwässrigen Dispersion der vorliegenden Erfindung sind zusammen mit den dazu verwendeten Polymerpartikeln und Reaktivverdünnern in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Beispiele näher erläutert, die jedoch in keiner Weise als beschränkend angesehen werden dürfen.
  • Herstellung von Polyethylhexylacrylat-Polymerpartikeln in verschiedenen Medien
  • Beispiel 1: Herstellung von 2-Ethylhexylacrylat-Partikeln in einer Polyurethan-Matrix
  • Auf einer Oberschalenwaage werden 0,076 mol (150 g) Reaktivverdünner Polyetherpolyol (Mw = 1965 g/mol) und 0,54 mol (100 g) 2-Ethylhexylacrylat (M = 184,3 g/mol) eingewogen. Die Mischung wird unter Rühren auf 90°C (2 m/s) erhitzt. Anschließend werden 0,003 mol Azo-bis(isobutyronitril) (AIBN, 0,5 g (0,5 Gew.-%) gelöst in 10 ml 2-Ethylhexylacrylat) zugegeben. Die Polymerisation erfolgt bei 90°C unter Rühren (2 m/s) für 3 h. Es wird eine Lösung mit einem Feststoffgehalt von 40% erhalten. Anschließend werden 5 g der Dispersion mit 0,0015 mol Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI) (0,38 g, M = 250,25 g/mol) unter Zugabe des Katalysators Dibutylzinnlaurat (DBTDL, 0,02 g, M = 631,55 g/mol) auf 60°C erhitzt, um das Polyetherpolyol mit dem Isocyanat (Molverhältnis Polyol:Isocyanat 1:1) zu Polyurethan zu polymerisieren.
  • Beispiel 2: Herstellung von 2-Ethylhexylacrylat-Partikeln unter Verwendung von Dodecylmercaptan als Kettenregler in einer Polyurethan-Matrix
  • Auf einer Oberschalenwaage werden 0,076 mol (150 g) Reaktivverdünner Polyetherpolyol (Mw = 1965 g/mol) und 0,54 mol (100 g) 2-Ethylhexylacrylat (M = 184,3 g/mol) eingewogen. Die Mischung wird unter Rühren auf 90°C (2 m/s) erhitzt. Anschließend werden 0,003 mol Azo-bis(isobutyronitril) (AIBN, 0,5 g (0,5 Gew.-%) gelöst in 10 ml 2-Ethylhexylacrylat) zugegeben. Zu der Reaktion wird als Kettenregler 1% Dodecylmercaptan (M = 202,4 g/mol) zugegeben. Die Polymerisation erfolgt bei 90°C unter Rühren (2 m/s) für 3 h. Anschließend werden 5 g der Dispersion mit 0,0015 mol Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI) (0,38 g, M = 250,25 g/mol) unter Zugabe des Katalysators Dibutylzinnlaurat (DBTDL, M = 631,55 g/mol) auf 60°C erhitzt, um das Polyetherpolyol mit dem Isocyanat (Molverhältnis Polyol:Isocyanat 1:1) zu Polyurethan zu polymerisieren.
  • Beispiel 3: Herstellung von 2-Ethylhexylacrylat-Partikeln unter Verwendung von 12-Hydroxystearinsäure als Stabilisator in einer Polyurethan-Matrix
  • Auf einer Oberschalenwaage werden 0,076 mol (150 g) Reaktivverdünner Polyetherpolyol (Mw = 1965 g/mol) und 0,54 mol (100 g) 2-Ethylhexylacrylat (M = 184,3 g/mol) eingewogen. Die Mischung wird unter Rühren auf 90°C (2 m/s) erhitzt. Anschließend werden 0,003 mol Azo-bis(isobutyronitril) (AIBN, 0,5 g (0,5 Gew.-%) gelöst in 10 ml 2-Ethylhexylacrylat) zugegeben. Zu der Reaktion wird 0,5% 12-Hydroxystearinsäure als Stabilisator zugegeben. Die Polymerisation erfolgt bei 90°C unter Rühren (2 m/s) für 3 h. Anschließend werden 5 g der Dispersion mit 0,0015 mol Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI) (0,38 g, M = 250,25 g/mol) unter Zugabe des Katalysators Dibutylzinnlaurat (DBTDL, M = 631,55 g/mol) auf 60°C erhitzt, um das Polyetherpolyol mit dem Isocyanat (Molverhältnis Polyol:Isocyanat 1:1) zu Polyurethan zu polymerisieren.
  • Beispiel 4: Herstellung von 2-Ethylhexylacrylat-Partikeln in einer Polyharnstoff-Matrix
  • Auf einer Oberschalenwaage werden 0,076 mol (150 g) Reaktivverdünner (Hexamethylendiamin (M = 116,21 g/mol) und 0,54 mol (100 g) 2-Ethylhexylacrylat (M = 184,3 g/mol) eingewogen. Die Mischung wird unter Rühren auf 90°C (2 m/s) erhitzt. Anschließend werden 0,003 mol Azo-bis(isobutyronitril) (AIBN, 0,5 g (0,5 Gew.-%) gelöst in 10 ml 2-Ethylhexylacrylat) zugegeben. Die Polymerisation erfolgt bei 90°C unter Rühren (2 m/s) für 3 h. Anschließend werden 5 g der Dispersion mit 0,0015 mol Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI) (0,38 g, M = 250,25 g/mol) unter Zugabe des Katalysators Dibutylzinnlaurat (DBTDL, M = 631,55 g/mol) auf 60°C erhitzt, um das Hexamethylendiamin mit dem Isocyanat (Molverhältnis Diamin:Isocyanat 1:1) zu Polyharnstoff zu polymerisieren.
  • Beispiel 5: Herstellung von 2-Ethylhexylacrylat-Partikeln in einer Polyamid-Matrix
  • Auf einer Oberschalenwaage werden 0,076 mol (150 g) Reaktivverdünner Hexamethylendiamin (M = 116,21 g/mol) und 0,54 mol (100 g) 2-Ethylhexylacrylat (M = 184,3 g/mol) eingewogen. Die Mischung wird unter Rühren auf 90°C (2 m/s) erhitzt. Anschließend werden 0,003 mol Azo-bis-(isobutyronitril) (AIBN, 0,5 g (0,5 Gew.-%) gelöst in 10 ml 2-Ethylhexylacrylat) zugegeben. Die Polymerisation erfolgt bei 90°C unter Rühren (2 m/s) für 3 h. Anschließend wird die Dispersion mit 0,076 mol Azelainsäure (M = 188,22 g/mol) unter Zugabe des Katalysators p-Toluolsulfonsäure (M = 172,20 g/mol) auf 130°C erhitzt, um das Hexamethylendiamin mit der Säure zu Polyamid zu polymerisieren.
  • Beispiel 6: Herstellung von 2-Ethylhexylacrylat-Partikeln in einer Polyester-Matrix
  • Auf einer Oberschalenwaage werden 0,076 mol (150 g) Reaktivverdünner Polyetherpolyol (Mw = 1965 g/mol) und 0,54 mol (100 g) 2-Ethylhexylacrylat (M = 184,3 g/mol) eingewogen. Die Mischung wird unter Rühren auf 90°C (2 m/s) erhitzt. Anschließend werden 0,003 mol Azo-bis(isobutyronitril) (AIBN, 0,5 g (0,5 Gew.-%) gelöst in 10 ml 2-Ethylhexylacrylat) zugegeben. Die Polymerisation erfolgt bei 90°C unter Rühren (2 m/s) für 3 h. Anschließend wird die Dispersion mit 0,076 mol Azelainsäure (M = 188,22 g/mol) unter Zugabe von p-Toluolsulfonsäure (M = 172,20 g/mol) auf 130°C erhitzt, um das Polyetherpolyol mit der Azelainsäure zu Polyester zu polymerisieren. Tabelle 1. Beispiele für Polymertypen
    (1) Reaktivverdünner (2) Monomer (für Reaktivverdünner) Polymer (aus (1) und (2))
    Diamin Dianhydrid Polyimid
    Diamin Diisocyanat Polyharnstoff
    Diamin Dicarbonsäure Polyamid
    Polyalkohol/Diol Dicarbonsäure Polyester
    Ungesättigtes Polyester-Harz - Polyester
    Polyalkohol/Diol Diisocyanat Polyurethan
    Styrol - Polystyrol
    (Meth)acrylat - Poly(meth)acrylat
    Phenol Formaldehyd Phenolharz
    Furan Formaldehyd Furanharz
    Melamin Formaldehyd Melamin-Formaldehydharz
    Harnstoff Formaldehyd Harnstoff-Formaldehydharz
    Tabelle 3. Anwendungsbeispiele für Polymerpartikel/Reaktivverdünner Kombinationen
    Polymerpartikel auf der Basis von Reaktivverdünner Matrix-Polymer Anwendungsbeispiel
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Diamine Polyimid Folien (Elektrotechnik), Isolationsmittel
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Diamine Polyharnstoff Beschichtungen, Klebstoffe, Schaumstoffe
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Diamine Polyamid Polyamidharze, Fasern, Formmassen
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Polyalkohol/Diol Polyester Lacke, Formmassen
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Ungesättigtes Polyesterharz Polyester Farben, Gießharze
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Polyalkohol/Diol Polyurethan Beschichtungen, Klebstoffe, Schäume (Automobilindustrie)
    Polyurethane Styrol Polystyrol Schaumstoffe, Folien
    Polyurethane (Meth)acrylate Poly(meth)acrylat Lacke, Klebstoffe
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Phenol Phenolharz Füllstoffe, Hartschaumplatten
    Poly(meth)acrylate, Polystyrole Furan Furanharz Formstoffe
    Tabelle 2. Beispielsreaktionen für Polymertypen
    (1) Reaktivverdünner (2) Monomer (für Reaktivverdünner) Polymer (aus (1) und (2))
    Isophorondiamin Pyromellitsäuredianhydrid Polyimid
    Ethylendiamin 3,3',4,4'-Benzophenontetracarboxyldianhydrid Polyimid
    Hexamethylendiamin Diethylentriaminpentaessigsäuredianhydrid Polyimid
    Isophorondiamin Isophorondiisocyanat Polyharnstoff
    Ethylendiamin 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat Polyharnstoff
    Hexamethylendiamin Hexamethylendiisocyanat Polyharnstoff
    Isophorondiamin Adipinsäure Polyamid
    Ethylendiamin Sebacinsäure Polyamid
    Hexamethylendiamin Azelainsäure Polyamid
    Ethylenglykol Adipinsäure Polyester
    1,2-Propandiol Sebacinsäure Polyester
    1,4-Butandiol Azelainsäure Polyester
    Ungesättigtes Polyesterharz - Polyester
    Polyetherpolyole Isophorondiisocyanat Polyurethan
    Organofunktionalisierte Polysiloxane 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat Polyurethan
    Copolyesterpolyole Hexamethylendiisocyanat Polyurethan
    Styrol - Polystyrol
    (Meth)acrylate - Poly(meth)acrylat
    3,5-Dimethyoxyphenol Formaldehyd Phenolharz
    Phenol Formaldehyd Phenolharz
    m-tert. Butylphenol Formaldehyd Phenolharz
    3,5-Dimethylphenol Formaldehyd Phenolharz
    o-Cresol Formaldehyd Phenolharz
    m-Cresol Formaldehyd Phenolharz
    p-Cresol Formaldehyd Phenolharz
    Furan Formaldehyd Furanharz
    Furfural Formaldehyd Furanharz
    Furfurylalkohol Formaldehyd Furanharz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1910436 B1 [0002, 0003, 0004, 0006]

Claims (21)

  1. Nichtwässrige Dispersion von organischen Polymerpartikeln in einem Reaktivverdünner, dadurch erhältlich, dass mindestens ein Monomer unter Bildung der organischen Polymerpartikel in dem Reaktivverdünner polymerisiert wird, wobei der Reaktivitätsverdünner an dieser Polymerisation aufgrund seiner orthogonalen Reaktivität gegenüber den Monomeren nicht teilnimmt, jedoch eine Funktionalität aufweist, die eine spätere gezielte Polymerisation ermöglicht.
  2. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Monomer zur Bildung der organischen Polymerpartikel mit Hilfe eines Stufenwachstumsmechanismus, insbesondere eines Additions- oder Kondensationmechanismus, polymerisiert worden ist.
  3. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomere gezielte Kombinationen von Verbindungen sind, die aus der aus Carbonsäuren bzw. Derivaten davon und Aminen, Epoxiden und Diolen, Harnstoffderivaten und Aldehyden, Alkylpolysilikaten und Disiloxanen, Phosgen und Diolen, Dialkoxyarylderivaten und Aryldiolen, oder 1,4-Dichlorbenzol und Natriumsulfid bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
  4. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktivverdünner in Form einer oder mehrerer olefinisch ungesättigter Monomeren vorliegt.
  5. Nichtwässrige Dispersion gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Monomer im Anschluss an die Bildung der organischen Polymerpartikel einbezogen ist, das sowohl mit dem Monomer bzw. den Monomeren des Polymers als auch mit dem Reaktivverdünner in Reaktion treten kann.
  6. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Monomer zur Bildung der Polymerpartikel mit Hilfe eines Kettenwachstumsmechanismus, insbesondere eines radikalischen oder ionischen Kettenwachstumsmechanismus, polymerisiert wird.
  7. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Monomer zur Bildung der Polymerpartikel ein bzw. mehrere olefinisch ungesättigte Monomere darstellen.
  8. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktivverdünner Komponenten von Polyurethanharzen, Epoxidharzen, Polyamiden, Polyimiden, Polyestern, Polyharnstoffen, Polysiloxanen oder Polyformaldehydharzen darstellen.
  9. Nichtwässrige Dispersion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerpartikel einen mittleren Durchmesser von weniger als 50 μm aufweisen.
  10. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerpartikel einen mittleren Durchmesser von weniger als 10 μm, insbesondere weniger als 250 nm aufweisen.
  11. Nichtwässrige Dispersion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerpartikel darin in einer Menge von 20 bis 70 Gewichtsprozent vorliegen.
  12. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das die Polymerpartikel darin in einer Menge von 30 bis 60 Gewichtsprozent, insbesondere von 40 bis 50 Gewichtsprozent vorliegen.
  13. Nichtwässrige Dispersion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion zusätzlich Additive enthält.
  14. Nichtwässrige Dispersion gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion Additive aus der Gruppe enthält, die besteht aus Beschleunigern, Antioxidantien, Polymerisationsinitiatoren für den Reaktivverdünner, polymeren und oligomeren Bindemitteln, Vernetzungsmitteln, farb- und/oder effektgebenden Mitteln, organischen und anorganischen, transparenten oder opaken Füllstoffen, UV-Absorbern, Lichtschutzmitteln, Entlüftungsmitteln, Entschäumern, Emulgatoren, Netz- und Dispergiermitteln, Haftvermittlern, rheologie steuernden Additiven, Flammschutzmitteln, Trocknungsmitteln, Korrosionsinhibitoren, Wachsen und Mattierungsmitteln, Stabilisatoren, oder Gemischen hiervon.
  15. Verfahren zur Herstellung einer nichtwässrigen Dispersion von organischen Polymerpartikeln gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 umfassend die Polymerisation von mindestens einem Monomer in einem Rührkessel in Anwesenheit eines Reaktivverdünners, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einer Rührerumfangsgeschwindigkeit von mindestens 2 m/s durchgeführt wird, wobei das Verhältnis von Rührerdurchmesser zu Gefäßdurchmesser auf 0,3–0,80 und der Abstand des Rührers zum Gefäßboden auf 0,25 bis 0,5 fache des Rührerdurchmessers eingestellt wird.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührerumfangsgeschwindigkeit auf mindestens 5 m/s, insbesondere auf mindestens 8 m/s eingestellt wird.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Rührer eine Dispergierscheibe verwendet wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Gegenwart eines zur Polymerisation der Partikel-bildenden Monomere geeigneten Katalysators bzw. Reaktionsinitiatoren durchgeführt wird.
  19. Verwendung einer Dispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 als Schlagzähigkeitsmodifikator, insbesondere in Folien.
  20. Verwendung einer Dispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 als Klebstoff oder Bestandteil eines Klebstoffes, als Gießharz oder Bestandteil eines Gießharzes, oder als Lack oder Bestandteil eines Lackes.
  21. Verwendung einer Dispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung eines Formkörpers oder polymeren Halbzeuges.
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