DE10311584A1

DE10311584A1 - Verdicker für wässrige Klebstoffe

Info

Publication number: DE10311584A1
Application number: DE2003111584
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr. Nörenberg; Heiko Diehl
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-09-23

Abstract

Wässrige Polymerdispersionen, enthaltend ein in der wässrigen Phase dispergiertes Polymer und einen alkoxylierten Alkohol als Verdicker.

Description

Die Erfindung betrifft wässrige Polymerdispersionen, enthaltend ein in der wässrigen Phase dispergiertes Polymer und einen alkoxylierten Alkohol als Verdicker sowie die Verwendung der wässrigen Polymerdispersionen als oder in Klebstoffen.
Wässrige Polymerdispersionen werden als Klebstoffe in Beschichtungsverfahren bei hohen Geschwindigkeiten auf Papiere, z.B. Silikonpapier für Klebeetiketten aufgebracht. Damit es nicht zu Fehlstellen bei der Beschichtung und Trocknung kommt, wird die Viskosität und das Benetzungsverhalten an den Prozess angepasst. Dafür werden häufig Verdicker zugesetzt. Die eingestellt Viskosität muss unter der Scherbelastung des Aufbringens (Rakel, Düse etc.) dünnflüssig sein, nach der Applikation auf dem Papier aber sehr schnell eine hohe Viskosität haben, damit Entnetzungsprozesse kinetisch gehemmt werden. Für solche Anwendungen werden meist Assoziativverdicker eingesetzt. Assoziativverdicker sind im allgemeinen hochmolekular, relativ teuer und sie müssen an die jeweilige Klebstoffzusammensetzung angepasst sein. Ebenso ist die homogene Einarbeitung der üblicherweise hochviskosen Verdicker in niedrigviskose Dispersionen im allgemeinen schwierig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung waren daher wässrige Klebstoffe, welche auch ohne Zusatz von hochmolekularen Assoziativverdickern die für Beschichtungsprozesse erforderliche Viskosität haben.
Insbesondere war Aufgabe Verdicker für wässrige Klebstoffe zur Verfügung zu stellen, die zunächst eine geringe Viskosität haben und sich daher leicht in wässrige Polymerdispersionen einarbeiten lassen, dann aber in den wässrigen Polymerdispersionen als Verdicker möglichst mindestens genauso wirksam sind wie die Assoziativverdicker.
Demgemäss wurde die eingangs definierte Polymerdispersion und ihre Verwendung als Klebstoff gefunden.
Das in der wässrigen Dispersion dispergierte Polymer ist vorzugsweise durch radikalische Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Verbindungen (Monomere) erhältlich.
Das Polymer besteht vorzugsweise zu mindestens 40 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-% aus sogenannten Hauptmonomeren.
Die Hauptmonomeren sind ausgewählt aus C₁-C₂₀-Alkyl(meth)acrylaten, Vinylestern von bis zu 20 C-Atome enthaltenden Carbonsäuren, Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atomen, ethylenisch ungesättigten Nitrilen, Vinylhalogeniden, Vinylethern von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 8 C-Atomen und ein oder zwei Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren.
Zu nennen sind z.B. (Meth)acrylsäurealkylester mit einem C₁-C₁₀-Alkylrest, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
Insbesondere sind auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester geeignet.
Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen sind z.B. Vinyllaurat, -stearat, Vinylpropionat, Versaticsäurevinylester und Vinylacetat.
Als vinylaromatische Verbindungen kommen Vinyltoluol, a- und p-Methylstyrol, a-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugsweise Styrol in Betracht. Beispiele für Nitrile sind Acrylnitril und Methacrylnitril.
Die Vinylhalogenide sind mit Chlor, Fluor oder Brom substituierte ethylenisch ungesättigte Verbindungen, bevorzugt Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.
Als Vinylether zu nennen sind z.B. Vinylmethylether oder Vinylisobutylether. Bevorzugt wird Vinylether von 1 bis 4 C-Atome enthaltenden Alkoholen.
Als Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 8 C-Atomen und zwei olefinischen Doppelbindungen seien Butadien, Isopren und Chloropren genannt.
Als Hauptmonomere bevorzugt sind die C₁- bis C₁₀-Alkylacrylate und -methacrylate, insbesondere C₁- bis C₈-Alkylacrylate und -methacrylate und Vinylaromaten, insbesondere Styrol und deren Mischungen.
Ganz besonders bevorzugt sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, n-Hexylacrylat, Octylacrylat und 2-Etyhlhexylacrylat, Styrol sowie Mischungen dieser Monomere.
Neben den Hauptmonomeren kann das Polymer weitere Monomere enthalten, z.B. Monomere mit Carbonsäure, Sulfonsäure oder Phosphonsäuregruppen. Bevorzugt sind Carbonsäuregruppen. Genannt seien z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure oder Fumarsäure.
Weitere Monomere sind z.B. auch Hydroxylgruppen enthaltende Monomere, insbesondere C₁-C₁₀-Hydroxyalkyl(meth)acrylate, (Meth)acrylamid.
Als weitere Monomere seien darüberhinaus Phenyloxyethylglykolmono-(meth-)acrylat, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Amino-(meth-)acrylate wie 2-Aminoethyl-(meth)acrylat genannt.
Als weitere Monomere seien auch vernetzende Monomere genannt.
Insbesondere ist das Polymer zu mindestens 40 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 60 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-% aus C₁ bis C₂₀ Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut.
Die Herstellung der Polymere erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform durch Emulsionspolymerisation, es handelt sich daher um ein Emulsionspolymerisat.
Bei der Emulsionspolymerisation werden ionische und/oder nicht-ionische Emulgatoren und/oder Schutzkolloide bzw. Stabilisatoren als grenzflächenaktive Verbindungen verwendet.
Eine ausführliche Beschreibung geeigneter Schutzkolloide findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 411 bis 420. Als Emulgatoren kommen sowohl anionische, kationische als auch nichtionische Emulgatoren in Betracht. Vorzugsweise werden als begleitende grenzflächenaktive Substanzen ausschließlich Emulgatoren eingesetzt, deren Molekulargewicht im Unterschied zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 2000 g/mol liegen. Selbstverständlich müssen im Falle der Verwendung von Gemischen grenzflächenaktiver Substanzen die Einzelkomponenten miteinander verträglich sein, was im Zweifelsfall an Hand weniger Vorversuche überprüft werden kann. Vorzugsweise werden anionische und nichtionische Emulgatoren als grenzflächenaktive Substanzen verwendet. Gebräuchliche begleitende Emulgatoren sind z.B. ethoxylierte Fettalkohole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C₈- bis C₃₆), ethoxylierte Mono-, Di- und Tri-Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C₄- bis C₉), Alkalimetallsalze von Dialkylestern der Sulfobernsteinsäure sowie Alkali- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C₈- bis C₁₂), von ethoxylierten Alkanolen (EO-Grad: 4 bis 30, Alkylrest: C₁₂- bis C₁₈), von ethoxylierten Alkylphenolen (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C₄- bis C₉), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C₁₂- bis C₁₈) und von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C₉- bis C₁₈).
Weitere geeignete Emulgatoren sind Verbindungen der allgemeinen Formel II
worin R⁵ und R⁶ Wasserstoff oder C₄- bis C₁₄-Alkyl bedeuten und nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, und X und Y Alkalimetallionen und/oder Ammoniumionen sein können. Vorzugsweise bedeuten R⁵, R⁶ lineare oder verzweigte Alkylreste mit 6 bis 18 C-Atomen oder Wasserstoff und insbesondere mit 6, 12 und 16 C-Atomen, wobei R⁵ und R⁶ nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sind. X und Y sind bevorzugt Natrium, Kalium oder Ammoniumionen, wobei Natrium besonders bevorzugt ist. Besonders vorteilhaft sind Verbindungen II in denen X und Y Natrium, R⁵ ein verzweigter Alkylrest mit 12 C-Atomen und R⁶ Wasserstoff oder R⁵ ist. Häufig werden technische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis 90 Gew.-% des monoalkylierten Produktes aufweisen, beispielsweise Dowfax^®2A1 (Warenzeichen der Dow Chemical Company).
Geeignete Emulgatoren finden sich auch in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/1, Makromolekulare Stoffe, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1961, Seiten 192 bis 208.
Handelsnamen von Emulgatoren sind z.B. Dowfax^®2 A1, Emulan^® NP 50, Dextrol^® OC 50, Emulgator 825, Emulgator 825 S, Emulan^®OG, Texapon^® NSO, Nekanil^® 904 S, Lumiten^®I-RA, Lumiten^® E 3065, Disponil^® FES 77, Lutensol^® AT 18, Steinapol VSL, Emulphor NPS 25.
Für die vorliegende Erfindung sind ionische Emulgatoren oder Schutzkolloide bevorzugt. Besonders bevorzugt handelt es sich um ionische Emulgatoren, insbesondere Salze und Säuren, wie Carbonsäuren, Sulfonsäuren und Sulfate, Sulfonate oder Carboxylate.
Die grenzflächenaktive Substanz wird üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der zu polymerisierenden Monomeren verwendet.
Wasserlösliche Initiatoren für die Emulsionspolymerisation sind z.B. Ammonium- und Alkalimetallsalze der Peroxidischwefelsäure, z.B. Natriumperoxodisulfat, Wasserstoff peroxid oder organische Peroxide, z.B. tert-Butylhydroperoxid.
Geeignet sind auch sogenannte Reduktions-Oxidations(Red-Ox)-Initiator Systeme.
Die Red-Ox-Initiator-Systeme bestehen aus mindestens einem meist anorganischen Reduktionsmittel und einem anorganischen oder organischen Oxidationsmittel.
Bei der Oxidationskomponente handelt es sich z.B. um die bereits vorstehend genannten Initiatoren für die Emulsionspolymerisation.
Bei der Reduktionskomponenten handelt es sich z.B. um Alkalimetallsalze der schwefligen Säure, wie z.B. Natriumsulfit, Natriumhydrogensulfit, Alkalisalze der Dischwefligen Säure wie Natriumdisulfit, Bisulfitadditionsverbindungen aliphatischer Aldehyde und Ketone, wie Acetonbisulfit oder Reduktionsmittel wie Hydroxymethansulfinsäure und deren Salze, oder Ascorbinsäure. Die Red-Ox-Initiator-Systeme können unter Mitverwendung löslicher Metallverbindungen, deren metallische Komponente in mehreren Wertigkeitsstufen auftreten kann, verwendet werden.
Übliche Red-Ox-Initiator-Systeme sind z.B. Ascorbinsäure/Eisen(II)sulfat/Natriumperoxidisulfat, tert-Butylhydroperoxid/Natriumdisulfit, tert-Butylhydroperoxid/Na-Hydroxymethansulfinsäure. Die einzelnen Komponenten, z.B. die Reduktionskomponente, können auch Mischungen sein z.B. eine Mischung aus dem Natriumsalz der Hydroxymethansulfinsäure und Natriumdisulfit.
Die genannten Verbindungen werden meist in Form wässriger Lösungen eingesetzt, wobei die untere Konzentration durch die in der Dispersion vertretbare Wassermenge und die obere Konzentration durch die Löslichkeit der betreffenden Verbindung in Wasser bestimmt ist. Im allgemeinen beträgt die Konzentration 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Lösung.
Die Menge der Initiatoren beträgt im allgemeinen 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren. Es können auch mehrere, verschiedene Initiatoren bei der Emulsionspolymerisation Verwendung finden.
Bei der Polymerisation können Regler eingesetzt werden, z.B. in Mengen von 0 bis 0,8 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der zu polymerisierenden Monomeren, durch die Molmasse verringert wird. Geeignet sind z.B. Verbindungen mit einer Thiolgruppe wie tert.-Butylmercaptan, Thioglycolsäureethylacrylester, Mercaptoethynol, Mercaptopropyltrimethoxysilan oder tert.-Dodecylmercaptan.
Die Emulsionspolymerisation erfolgt in der Regel bei 30 bis 130, vorzugsweise 50 bis 90°C. Das Polymerisationsmedium kann sowohl nur aus Wasser, als auch aus Mischungen aus Wasser und damit mischbaren Flüssigkeiten wie Methanol bestehen. Vorzugsweise wird nur Wasser verwendet. Die Emulsionspolymerisation kann sowohl als Batchprozeß als auch in Form eines Zulaufverfahrens, einschließlich Stufen- oder Gradientenfahrweise, durchgeführt werden. Bevorzugt ist das Zulaufverfahren, bei dem man einen Teil des Polymerisationsansatzes vorlegt, auf die Polymerisationstemperatur erhitzt, anpolymerisiert und anschließend den Rest des Polymerisationsansatzes, üblicherweise über mehrere räumlich getrennte Zuläufe, von denen einer oder mehrere die Monomeren in reiner oder in emulgierter Form enthalten, kontinuierlich, stufenweise oder unter Überlagerung eines Konzentrationsgefälles unter Aufrechterhaltung der Polymerisation der Polymerisationszone zuführt. Bei der Polymerisation kann auch z.B. zur besseren Einstellung der Teilchengröße eine Polymersaat vorgelegt werden.
Die Art und Weise, in der der Initiator im Verlauf der radikalischen wässrigen Emulsionspolymerisation dem Polymerisationsgefäß zugegeben wird, ist dem Durchschnittsfachmann bekannt. Es kann sowohl vollständig in das Polymerisationsgefäß vorgelegt, als auch nach Maßgabe seines Verbrauchs im Verlauf der radikalischen wässrigen Emulsionspolymerisation kontinuierlich oder stufenweise eingesetzt werden. Im einzelnen hängt dies von der chemischen Natur des Initiatorsystems als auch von der Polymersiationstemperatur ab. Vorzugsweise wird ein Teil vorgelegt und der Rest nach Maßgabe des Verbrauchs der Polymerisationszone zugeführt.
Zur Entfernung der Restmonomeren wird üblicherweise auch nach dem Ende der eigentlichen Emulsionspolymerisation, d.h. nach einem Umsatz der Monomeren von mindestens 95 %, Initiator zugesetzt.
Die einzelnen Komponenten können dem Reaktor beim Zulaufverfahren von oben, in der Seite oder von unten durch den Reaktorboden zugegeben werden.
Bei der Emulsionspolymerisation werden wässrige Dispersionen des Polymeren in der Regel mit Feststoffgehalten von 15 bis 75 Gew.-%, bevorzugt von 40 bis 75 Gew.-% erhalten.
Für eine hohe Raum/Zeitausbeute des Reaktors sind Dispersionen mit einem möglichst hohen Feststoffgehalt bevorzugt. Um Feststoffgehalte > 60 Gew.-% erreichen zu können, sollte man eine bi- oder polymodale Teilchengröße einstellen, da sonst die Viskosität zu hoch wird, und die Dispersion nicht mehr handhabbar ist. Die Erzeugung einer neuen Teilchengeneration kann beispielsweise durch Zusatz von Saat ( EP 81083 ), durch Zugabe überschüssiger Emulgatormengen oder durch Zugabe von Miniemulsionen erfolgen. Ein weiterer Vorteil, der mit der niedrigen Viskosität bei hohem Feststoffgehalt einhergeht, ist das verbesserte Beschichtungsverhalten bei hohen Feststoffgehalten. Die Erzeugung einer neuen/neuer Teilchengeneration/en kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen. Er richtet sich nach den für eine niedrige Viskosität angestrebten Teilchengrößenverteilung.
Das so hergestellte Polymer wird vorzugsweise in Form seiner wässrigen Dispersion verwendet.
Die Glasübergangstemperatur des Polymeren, bzw. des Emulsionspolymerisats beträgt bei der Verwendung für Klebstoffe vorzugsweise –60 bis 0°C, besonders bevorzugt –60 bis –10°C und ganz besonders bevorzugt –50 bis –20°C.
Die Glasübergangstemperatur lässt sich nach üblichen Methoden wie Differentialthermoanalyse oder Differentail Scanning Calorimetrie (s. z.B. ASTM 3418/82, sog. "midpoint temperature") bestimmen.
Die erfindungsgemäße Polymerisation enthält neben dem dispergierten Polymer einen alkoxylierten Alkohol als Verdicker.
Der alkoxylierte Alkohol enthält mindestens eine alkoxylierte, vorzugsweise eine ethoxylierte oder propoxylierte, besonders bevorzugt eine ethoxylierte Alkoholgruppe. Der Alkohol enthält weiterhin vorzugsweise mindestens eine Alkyl- oder Alkylengruppe mit 5 bis 30 C-Atomen.
Vorzugsweise enthält der Alkohol ein oder zwei alkoxylierte Alkoholgruppen, vorzugsweise eine alkoxylierte Alkoholgruppe.
Vorzugsweise enthält der Alkohol ein oder zwei Alkyl- oder Alkylengruppen, vorzugsweise eine Alkyl- oder Alkylengruppe, vorzugsweise eine Alkyl- oder Alkylengruppe mit 5 bis 30 C-Atomen.
Insbesondere handelt es sich um Alkohole der Formel I R-(A-O)xH I,wobei R für eine C₈ bis C₂₄ Alkylgruppe, A für eine C₂ bis C₄ Alkylengruppe und x für eine ganze Zahl von 1 bis 15 steht.
R steht besonders bevorzugt für eine C₈ bis C₁₈, ganz besonders bevorzugt für eine C₁₀ bis C₁₆ Alkylgruppe; A steht besonders bevorzugt für eine C₂ Alkylgruppe, der Alkohol ist also ethoxyliert; x steht vorzugsweise für eine Zahl um 2 bis 10.
Besonders geeignete Verbindungen der Formel 1 sind z.B. solche mit R = C₁₂ oder C₁₄, A = C₂-Alkylen und x = 3, 4 oder 7.
Derartige Verbindungen werden z.B. von BASF Aktiengesellschaft unter dem Handelsnamen Lutensol^® angeboten.
Die alkoxylierten Alkohole können der wässrigen Dispersion unmittelbar zugegeben werden.
Sie können aber auch zuvor in Wasser gelöst und dann als wässrige Lösung zugegeben werden. Die wässrigen Lösungen haben nur geringe Viskosität und sind leicht zu handhaben.
Die Menge des alkoxylierten Alkohols beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew. Teile, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gew. Teile und ganz besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gew. Teile, bezogen auf 100 Gew. Teile Polymer.
Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße wässrige Dispersion als Klebstoff, besonders bevorzugt als Haftklebstoff.
Die wässrige Polymerdispersion kann dazu ohne weitere Zusatzstoffe Verwendung finden.
Bei der Verwendung als Haftklebstoff kann der wässrigen Dispersion ein Tackifier, d.h. ein klebrigmachendes Harz zugesetzt werden. Tackifier sind z.B. aus Adhesive Age, Juli 1987, Seite 19–23 oder Polym. Mater. Sci. Eng. 61 (1989), Seite 588–592 bekannt.
Tackifier sind z.B. Naturharze, wie Kolophoniumharze und deren durch Disproportionierung oder Isomerisierung, Polymerisation, Dimerisation, Hydrierung entstehenden Derivate. Diese können in ihrer Salzform (mit z.B. ein- oder mehrwertigen Gegenionen (Kationen) oder bevorzugt in ihrer veresterten Form vorliegen. Alkohole, die zur Veresterung verwendet werden, können ein- oder mehrwertig sein. Beispiele sind Methanol, Ethandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,3-Propanthiol, Pentaerythrit.
Des weiteren finden auch Kohlenwasserstoffharze, z.B. Cumaron-Inden-Harze, Polyterpen-Harze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis ungesättigter CH-Verbindungen, wie Butadien, Penten, Methylbuten, Isopren, Piperylen, Divinylmethan, Pentadien, Cyclopenten, Cyclopentadien, Cyclohexadien, Styrol, a-Methylstyrol, Vinyltoluol Verwendung.
Als Tackifier werden zunehmend auch Polyacrylate, welche ein geringes Molgewicht aufweisen, verwendet. Vorzugsweise haben diese Polyacrylate ein gewichtsmittleres Molekulargewicht M_w unter 30 000. Die Polyacrylate bestehen bevorzugt zu mindestens 60, insbesondere mindestens 80 Gew.-% aus C₁-C₈ Alkyl(meth)acrylaten.
Bevorzugte Tackifier sind natürliche oder chemisch modifizierte Kolophoniumharze. Kolophoniumharze bestehen zum überwiegenden Teil aus Abietinsäure oder Abietinsäurederivaten.
Die Tackifier können in einfacher Weise den erfindungsgemäßen Polymerisaten, bevorzugt den wässrigen Dispersionen der Polymerisate zugesetzt werden. Vorzugsweise liegen die Tackifier dabei selber in Form einer wässrigen Dispersion vor.
Die Gewichtsmenge der Tackifier beträgt vorzugsweise 5 bis 100 Gew.-Teile. besonders bevorzugt 10 bis 50 Gew.-Teile. bezogen auf 100 Gew.-Teile Polymerisat. (fest/fest).
Neben Tackifiern können z.B. noch weitere Additive z.B. Verdickungsmittel, vorzugsweise Assoziativverdicker, Entschäumer, Weichmacher, Pigmente, Netzmittel oder Füllstoffe bei der Verwendung als Haftklebstoff Verwendung finden. Die erfindungsgemäßen Haftklebstoffe enthalten daher neben der wässrigen Polymerdispersion gegebenenfalls noch Tackifier und/oder die vorstehenden Additive.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass außer dem alkoxylierten Alkoholen keine weiteren Verdicker benötigt werden. Der Gehalt weiterer Verdicker liegt daher insbesondere unter 0,2 Gew.-Teile auf 100 Gew. Teile Polymer, besonders bevorzugt werden keine weiteren Verdicker verwendet.
Die alkoxylierten Alkohole können den Polymerdispersionen oder den Klebstoffen zu jedem beliebigen Zeitpunkt zugesetzt werden.
Die Haftklebstoffe eignen sich zur Herstellung selbstklebender Artikel wie Etiketten, Folien oder Klebebänder. Der Haftklebstoff kann durch übliche Methoden, z.B. durch Rollen, Rakeln, Streichen etc. auf Träger, z.B. Papier oder Polymer-Folien, bevorzugt bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, das biaxial oder monoaxial verstreckt sein kann, Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyamid oder Metall auf gebracht werden. Das Wasser kann bevorzugt durch Trocknung bei 50 bis 150°C entfernt werden. Die Träger können vor oder nach dem Aufbringen des Klebstoffs zu Klebebändern, Etiketten oder Folien geschnitten werden. Zur späteren Verwendung kann die mit Haftklebstoff beschichtete Seite der Substrate, mit einem Releasepapier, z.B. mit einem silikonisierten Papier, abgedeckt werden.
Die wässrigen Polymerdispersionen, bzw. Klebstoffe oder Haftklebstoffe, welche die wässrige Polymerdispersion enthalten eignen sich gut für die üblichen Beschichtungsverfahren, insbesondere auch für Hochgeschwindigkeitsbeschichtungsprozesse. Sie zeigen das hierfür gewünschte Viskositätsverhalten. Beim Aufbringen, d.h., unter Scherbebelastung ist die Viskosität gering. Ohne Scherbelastung steigt die Viskosität wieder auf das gewünschte Maß an.
Die alkoxylierten Alkohole beeinträchtigen insbesondere nicht die anwendungstechnischen Eigenschaften der Klebstoffe oder Haftklebstoffe, wie sich an den guten Werten für Schälfestigkeit (Adhäsion) und Scherfestigkeit (Kohäsion) zeigt.
Beispiele:

Lutensol^® A3N: Alkohol der Formel I mit R = C₁₂/C₁₄ Gemisch A = C₂ Alkylen X = 3
Acronal^® V 215 wässrige Polymerdispersion auf Polyacrylatbasis für Haftklebstoffe,

Lutensol^® A3N wurde der Klebstoffformulierung in Mengen gemäß den Tabellen 1 und 2 zugesetzt.
Prüfmethoden
Viskosität DIN-Becher 4 mm:
Angegeben wird die Durchlaufzeit in Sekunden.
Viskosität nach Brookfield im mPas (Millipascalsekunden)
Ein selbstklebendes Papier wurde hergestellt, in dem man Silikonpapier mit 40 g der Klebstoffformulierung (nass) beschichtet, trocknet und dann mit Etikettenpapier (80 g/m² Gewicht) laminiert.
Der beschichtete Träger wurde in 25 mm breite Prüfstreifen geschnitten. Zur Bestimmung der Scherfestigkeit wurden die Prüfstreifen mit einer verklebten Fläche von 25 mm² auf ein V2A-Stahlblech geklebt, mit einer 1 kg schweren Rolle 1 mal angerollt, 10 min gelagert (im Normklima, 50 % rel. Luftfeuchtigkeit 1 bar, 23°C) und anschließend hängend mit einem 1 kg Gewicht belastet (im Normklima). Das Maß für die Scherfestigkeit war die Zeit (in Stunden) bis zum Abfallen des Gewichts; es wurde jeweils der Durchschnitt aus 5 Messungen berechnet.
Bei der Bestimmung der Schälfestigkeit (Adhäsion) wurde jeweils ein 2,5 cm breiter Prüfstreifen auf einen Prüfkörper aus Stahl geklebt und mit einer 1 kg schweren Rolle 1 mal angerollt. Er wurde nach einer Minute bzw. nach 24 Stunden (siehe Tabelle) mit einem Ende in die oberen Backen einer Zug-Dehnungs-Prüfapparatur eingespannt. Der Klebestreifen wurde mit 300 mm/min unter einem 180° Winkel von der Prüffläche abgezogen, d.h. der Klebestreifen wurde umgebogen und parallel zum Prüfblech abgezogen und der dazu benötigte Kraftaufwand gemessen. Das Maß für die Schälfestigkeit war die Kraft in N/2,5 cm, die sich als Durchschnittswert aus fünf Messungen ergab. Die Prüfung erfolgte ebenfalls im Normklima.
Zur Bestimmung des Quickstick-Wertes (Adhäsion) wurden aus den 25 mm breiten Prüfstreifen Schlaufen geformt und mit dem oberen Ende in den Backen der Zug-Dehnungs-Prüfapparatur befestigt.
Die Schlaufe wurde auf ein Stahlblech bis zum flächigen Kontakt abgesenkt und anschließend der zum Ablösen benötigte Kraftaufwand (N/25 mm) bestimmt. Tabelle 1: Viskosität mit Lutensol^® A3N
Tabelle 2 Klebeeigenschaften

Claims

Wässrige Polymerdispersionen, enthaltend ein in der wässrigen Phase dispergiertes Polymer und einen alkoxylierten Alkohol als Verdicker.
Wässrige Polymerdispersion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polymer um ein durch radikalische Polymerisation erhältliches Polymer handelt, welches zu mindestens 40 Gew.-% aus sogenannten Hauptmonomeren ausgewählt aus C₁ bis C₂₀ Alkyl(meth)acrylaten, Vinylestern von bis zu 20 C-Atomen enthaltenden Carbonsäuren, Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atomen, ethylenisch ungesättigten Nitrilen, Vinylhalogeniden, Vinylethern von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 8 C-Atomen und ein oder zwei Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren aufgebaut ist.
Wässrige Polymerdispersionen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer mit Hilfe eines Emulgatoren oder Schutzkolloids in der wässrigen Phase dispergiert ist.
Wässrige Polymerdispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer durch Emulsionspolymerisation erhältlich ist.
Wässrige Polymerdispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem alkoxylierten Alkohol um einen Alkohol der Formel R-(A-O)xH Ihandelt, worin R eine C₈ und C₂₄ Alkylgruppe, A für eine C₂ bis C₄ Alkylengruppe und x für eine ganze Zahl von 1 bis 15 steht.
Wässrige Polymerdispersion gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass R für eine C₈ bis C₁₈ Alkylgruppe und A für Ethylen und x für eine ganze Zahl von 2 bis 10 steht.
Wässrige Polymerdispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend 0,1 bis 10 Gew. Teile des alkoxylierten Alkohols auf 100 Gew. Teile des dispergierten Polymeren.
Wässrige Polymerdispersionen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sonstige Verdicker, nicht oder nur in untergeordneten Mengen von weniger als 0,2 Gew. Teile auf 100 Gew. Teile des dispergierten Polymeren enthalten sind.
Verwendung der wässrigen Polymerdispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als oder in Klebstoffen.
Verwendung von alkoxylierten Alkoholen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 als Verdicker, insbesondere als alleiniger Verdicker, für wässrige Polymerdispersionen oder Klebstoffe, welche wässrige Polymerdispersionen enthalten.