DE1208879B

DE1208879B - Verfahren zur Herstellung niedrigviskoser waessriger Synthesekautschukdispersionen

Info

Publication number: DE1208879B
Application number: DEC23421A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Schlueter; Dr Paul Kraenzlein
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1961-02-16
Filing date: 1961-02-16
Publication date: 1966-01-13
Also published as: GB939151A; NL274852A; US3228906A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

'AUSLEGESCHRIFT

Int Cl.

COSd

Deutsche Kl. 39 b - 4/01 (u ?)

Nummer
Aktenzeichen:
Anmeldetag
Auslegetag

1 208 879
C 23421IV d/39 b
16 Februar 1961
13 Januar 1966

Bei der Herstellung von Synthesekautschuk erhalt man im allgemeinen wäßrige Kautschukdispersionen, deren Feststoffgehalte verhältnismäßig niedrig liegen Da die Latexteilchen dieser Dispersionen zumeist sehr klein sind und auch der Dichteunterschied der Synthesekautschukteilchen und der wäßrigen Phase gering ist, kann man solche Dispersionen nur bis zu einem relativ niedrigen Feststoffgehalt eindampfen oder aufrahmen Fur viele technische Zwecke werden aber Dispersionen mit sehr hohen Feststoffgehalten gefordert

Es ist bekannt, daß man zu relativ großen Teilchen und damit zu hohen Feststoffgehalten kommen kann, wenn man wahrend der Polymerisation den Emulgator portionsweise zugibt Diese und ähnliche Verfahren haben den Nachteil, daß die Polymerisation wesentlich langsamer verlauft Andere Verfahren, konzentrierte Dispersionen zu erhalten, gehen davon aus, die Latexteilchen nach der Polymerisation zu vergrößern, wie ζ B die Gefneragglomensationsmethode Diese Methode erfordert neben einer sehr sorgfaltigen Kontrolle des Emulgatorgehaltes hohe Kalteenergien Weiter ist es bekannt, Synthesekautschukdispersionen durch Zugabe von Elektrolyten und organischen Losungsmitteln zu konzentrieren Auch ist es bekannt, daß man durch Zusatz von geeigneten Substanzen, deren Molekulargewichte durch bestimmte Grenzen festgelegt sind, wie PoIyvinylmethylather, Polyathylenpolyamine und Polyvinylalkohole, konzentrierte Dispersionen herstellen kann Diese Substanzen sind jedoch entweder schwer zuganglich oder ergeben nur in Verbindung mit hohen Elektrolyt- und/oder Dispergiermittelzusatzen, in Gegenwart von organischen Losungsmitteln bzw den nach der Polymerisation noch vorhandenen Restmonomeien oder bei pH-Änderungen Dispersionen mit hohen Feststoffgehalten

Es wurde nun gefunden, daß man niedrigviskose wäßrige Synthesekautschukdispersionen mit hohen Feststoffgehalten durch Konzentrieren der Dispersionen m Gegenwart von teilchenvergroßernden Substanzen und gegebenenfalls Elektrolyten oder organischen Losungsmitteln vorteilhaft herstellen kann, wenn man als teilchenvergroßernde Substanz 0,01 bis 2% eines Polyathylenoxyds mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 30 000 verwendet Die Prozentzahlen beziehen sich auf den Feststoffgehalt der Dispersion

Geeignete Synthesekautschukdispersionen werden erhalten durch Emulsionspolymerisation von Diolefinen, wie Butadien oder substituierten Butadienen, wie Isopren und Chlorbutadien, ferner von Mischun-

Verfahren zur Herstellung niedngviskoser
wäßriger Synthesekautschukdispersionen

Anmelder

Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft, Mari

Als Erfinder benannt
Dr Herbert Schlüter,
Dr Paul Kranzlein, Mari

gen dieser Diolefine mit Vinylverbindungen, wie Styiol, Acrylsaurenitnl, Acrylsauieamid oder Vinylpyridin Das Verfahren eignet sich ebenfalls zum Konzentrieren von Dispersionen aus Mischpolymen-

-o säten des Butadiens mit hohen Anteilen Styrol Die Dispersionen können als Emulgatoren oder Dispergiermittel beispielsweise lonogene Verbindungen, wie Alkalisalze von Fettsauren, disproportionierte Harzsauren, Alkyl- oder Aralkylsulfonsauren, ferner die durch Anlagerung von Athylenoxyd an Alkohol entstehenden nichtionogenen Verbindungen, die im allgemeinen Molekulargewichte von 400 bis 2000 besitzen, enthalten
Diese Polyathylenoxyde können sowohl allem als

v> auch in Verbindung mit einer geringen Menge eines Elektrolyten und/oder eines organischen Losungsmittels verwendet werden Als Elektrolyte dienen die Alkali- und Ammoniumsalze der Kohlensaure, Ameisensaure, Essigsaure, Schwefelsaure,

is Salpetersaure, Phosphorsaure und Chlorwasserstoffsaure Als organische Losungsmittel werden Kohlenwasserstoffe oder auch Chlorkohlenwasserstoffe verwendet
Es werden wäßrige Kautschukdispersionen emgesetzt, deren Feststoffgehalte im allgemeinen zwischen 20 und 50⁰/o hegen Zu diesen Dispersionen werden die genannten Polyathylenoxyde als wäßrige Losungen, gegebenenfalls in Verbindung mit geringen Mengen eines Elektrolyten und eines Kondensationsproduktes aus Formaldehyd und Naphthahnsulfonsaure gegeben Die Dispersionen werden unter Ruhren im Vakuum bei Temperaturen von 0 bis 100⁰C, insbesondere bei 40 bis 6O⁰C bis auf Feststoffgehalte von 55 bis 72% eingedampft, ohne die zur Weiterverarbeitung notwendige Fließfähigkeit verloren zu haben Die Latexteilchen vergrößern sich wahrend des Eindampfens, gleichzeitig fällt

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die Oberflachenspannung um etwa 10 bis 25 Einheiten Die Teilchenvergrößerung erfolgt wahrend der Aufkonzentnerung über den Feststoffbereich von etwa 35 bis 70%, insbesondere jedoch von 45 bis 60%, und betragt etwa 500 bis 10 000 A (Gewichtsmitte)) und 200 bis 2000 Ä (Zahlenmittel) Die Dispersionen können zur Herstellung von Schaumstoffen, fur Impragnierzwecke sowie als Streichmittel und Klebstoff verwendet werden

Beispiel 1

Durch Polymerisation von 72 Gewichtstellen Butadien und 28 Gewichtstellen Styrol in Gegenwart eines Mischemulgators aus 3 Gewichtsteilen disproportionierter Harzseife, 1,1 Gewichtstellen Kahumstearat, 0,75 Gewichtsteilen Kahumoleat, 0,14 Gewichtsteilen Trikahumphosphat und 0,3 Gewichtsteilen Kaliumchlorid bis zu 60%igem Umsatz ist eine Synthesekautschukdispersion mit einem Feststoffgehalt von 23% hergestellt worden Der Durchmesser der Latexteilchen betrug 520 Ä (Gewichtsmittel) und 500 Ä (Zahlenmittel) Die Dispersion wird unter Zusatz von 0,11 Gewichtsteilen Kaliumsulfat, 0,11 Gewichtsteilen eines Kondensationsproduktes aus Formaldehyd und Naphthahnsulfonsaure und 0,11 Gewichtstellen eines Polyathylenoxyds mit einem Molekulargewicht von 12 000, das durch Polyaddition von Äthylenoxyd bei 160 bis 180⁰C in Gegenwart von 0,2% NaOH hergestellt worden ist, bei 50 bis 60⁰C durch Eindampfen im Vakuum konzentriert Hierbei werden die aus der Tabelle 1 ersichtlichen Werte (1) erhalten Die Werte (2) entsprechen einer gleichen Dispersion, die ohne Zusatz des Polyathylenoxyds konzentriert wurde

	Feststoff	Tabelle	1	Teilchendi Gewichts mittel Ä	iirchmesser Zahlen- mittel Ä
	66,8 44,4	Viskosität cP	8000 520	1880 500
(D (2)	1540 1500

Beispiel 2

Durch Redoxypolymerisation bei 5°C von 69 Gewich tsteilen Butadien und 31 Gewich tsteilen Styrol in Gegenwart von 2 Gewichtsteilen Kaliumoleat, 0,14 Gewichtsteilen Trikahumphosphat und 0,3 Gewichtsteilen Kaliumchlorid bis zu einem Umsatz von 60% ist eine Synthesekautschukdispersion mit 23% Feststoff erhalten werden Der Durchmesser der Latexteilchen betrug 540 Ä (Gewichtsmittel) und 510 Ä (Zahlenmittel) Die Dispersion wird unter Zusatz von 0,075 Gewichtstellen Kaliumsulfat, 0,11 Gewichtsteilen eines Kondensationsproduktes aus Formaldehyd und Naphthahnsulfonsaure und 0,08 Gewichtsteilen eines Polyathylenoxyds mit einem Molgewicht von 12 000 bei 50 bis 60⁰C durch Eindampfen im Vakuum konzentriert Hierbei werden die aus der Tabelle 2 ersichtlichen Werte (1) erhalten Die Werte (2) entsprechen einer gleichen Dispersion, die ohne Zusatz von Polyathylenoxyd konzentriert wurde.

Tabelle 2

	(D	Feststoff	Viskosität	Teilchendurchmesser	Zahlen-
	(2)	°/o	cP	Gewichts	mittel
				mittel	Ä
IO	70,3	1000	Ä	2300
46,3	1500	10000	510
	540

^IS Bei spi e I 3

Durch Redoxypolymerisation bei 5⁰C von 69 Gewichtsteilen Butadien und 31 Gewichtstellen Styrol m Gegenwart von 1,65 Gewichtstellen Kahumoleat, 0,85 Gewichtstellen Tetrapropylenbenzolsulfonat, 0,14 Gewichtstellen Trikaliumphosphat und 0,3 Gewichtsteilen Kaliumchlorid bis zu einem Umsatz von 65% ist eine Synthesekautschukdispersion mit 24% Feststoff erhalten worden. Der Durchmesser der

2s Latexteilchen betrug 500 Ä (Gewichtsmittel) und 480 Ä (Zahlenmittel) Die Dispersion wird unter Zusatz von 0,11 Gewichtsteilen Kaliumsulfat, 0,11 Gewichtsteilen eines Kondensationsproduktes aus Formaldehyd und Naphthahnsulfonsaure und 0,12 Ge-

^o wichtsteilen Polyathylenoxyd mit einem Molgewicht von 12 000 bei 50⁰C durch Eindampfen im Vakuum konzentriert Hierbei werden die aus der Tabelle 3 ersichtlichen Werte (1) erhalten Die Werte (2) entsprechen einer Dispersion, die ohne Zusatz von Polyathylenoxyd konzentriert wurde

Tabelle 3

Viskosität
cP

1256 9500
1200 700

Claims

Patentanspruch

Teilchendurchmesser

Gewichtsmittel

Zahlenmittel

2400
620

Verfahren zur Herstellung niedrigviskoser wäßriger Synthesekautschukdispersionen mit hohen Feststoffgehalten durch Konzentrieren der Dispersionen in Gegenwart von teilchenvergroßernden Substanzen und gegebenenfalls Elektrolyten oder organischen Losungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man als teilchenvergroßernde Substanz 0,01 bis 2%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion, eines Polyathylenoxyds mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 30 000 verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften
R J Noble, Latex in Industry, 2 Auflage (1953), S 132 bis 135