DE1220135B - Verfahren zur Herstellung kaeltebestaendiger Polyvinylesterlatices - Google Patents

Verfahren zur Herstellung kaeltebestaendiger Polyvinylesterlatices

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DE1220135B
DE1220135B DES84749A DES0084749A DE1220135B DE 1220135 B DE1220135 B DE 1220135B DE S84749 A DES84749 A DE S84749A DE S0084749 A DES0084749 A DE S0084749A DE 1220135 B DE1220135 B DE 1220135B
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DE
Germany
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dispersion
ethylene oxide
cold
sample
polyvinyl ester
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DES84749A
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English (en)
Inventor
Bruno Beradi
Massimo Scatena
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Edison SpA
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Edison SpA
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/06Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung kältebeständiger Polyvinylesterlatices Die Verwendung einer Dispersion wasserunlöslicher Polymerisate, insbesondere aus Polyvinylacetat, als Bindemittel in Wasserfarben, Klebstoffen, Leimmaterialien oder Zementzusätzen ist wegen ihrer vielen Vorteile, wie Wirtschaftlichkeit, leichte Verwendung und sichere Behandlung, allgemein üblich geworden. Bei diesen Anwendungsgebieten ist es besonders wichtig, daß die wäßrigen Polyvinylesterdispersionen, z. B. Polyvinylacetat allein oder als Mischpolymerisat mit anderen Vinylmonomeren, z. 13.
  • Butyl- oder Octylmaleat oder -fumarat, gegenüber dem Gefrieren beständig sind. Da Wasser ein Haupt bestandteil dieser Dispersionen ist, treten bekanntlich bei Absinken der Temperatur unter 0°C Schwierigkeiten auf, die auf das Gefrieren des Wassers zuriìckzuführen sind. Beispielsweise koaguliert die Polymerlsatdispersion, wenn sie einer Temperatur unter 0°C ausgesetzt wird. Sie verbleibt in dem koagulierten Zustand, wenn sie wieder auf Raumtemperatur erwärmt wird. Die Eigenschaft der Gefrierbeständigkeit würde alle während der Wintersaison auftretenden Schwierigkeiten vermeiden, beispielsweise kanfi eine kälteunbeständige Dispersion nicht an kalten Steilen gelagert und nicht bei kalter Witterung versandt werden. Während der kalten Jahreszeiten ist daher der Markt für diese Erzeugnisse beschränkt.
  • Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten sind bereits nach Eintreten der Polymerisation verschiedene Substanzen mit stabilisierender Eigenschaft zugesetzt worden. So bringt ein Zusatz von Äthylenglycol gute Ergebnisse; allerdings kann durch diese Fremdstoffe die gute Verwendbarkeit der wäßrigen Dispersion beeinträchtigt werden. Dariiber hinaus vermindert der Zusatz des Äthylenglycols die Viskosität der Dispersion, was in manchen Fällen nicht erwünscht ist.
  • Außerdem wird der Polymerisatgehalt in bezug auf das Gesamtgewicht der Dispersion verringert. Alle diese Schwierigkeiten treten bei Verfahren auf, bei denen nach der Polymerisation Fremdstoffe zugesetzt werden.
  • Es sind darüber hinaus schon Polymerisationsverfahren bekannt, bei denen Vinylacetat in gegend wart von Kondensaten aus Polyäthylenoxyd und alkylierten Phenolen zu wäßriger Dispersion polymerisiert wird. Dabei hat die Äthylenoxydkette einen Polymerisationsgrad von 1 bis 100, vorzugsweise von 5 bis 50. Durch diesen Zusatz kann die Beständigkeit der Dispersion gegenüber Verdünnung und die mechanische Stabilität, z. B. gegenüber Rthrung-und Erschütterung, gesteigert werden. Außerdem wird dadurch erreicht, daß die aus diesen Dispersionen entstehenden Filme weitgehend wasserbeständig sind und nicht redispergieren, ohne daß eine chemische oder thermische Behandlung notwendig wäre.
  • Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung kältebeständiger Polyvinylesterlatices durch Polymerisation von Vinylestern, insbesondere Vinylacetat, allein oder zusammen mit anderen mischpolymerisierb aren Monomeren in wäßriger Dispersion mit Schutzkolloiden und Katalysatoren in Gegenwart von Äthylenoxydkondensaten der Formel in der R eine Alkyigruppe mit 6 bis 12 C-Atomen darstellt, gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in Gegenwart von Äthylenoxydkondensaten polymerisieht wird, bei denen in der Formel n zwischen 175 und 225 liegt.
  • Der - Mengenanteil dieser Äthylenoxydkondensate liegt bei 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Dispersion. Das Molekulargewicht der Kondensate liegt über etwa 000 und vorzugsweise zwischen 8000 und 10000.
  • Nach dem Verfahren der Erfindung entstehen kältebeständige wäßrige Polyvinylesterlatices, insbesondere aus Polyvinylacetat und -deren Mischpolymerisaten, die beim Gefrieren bei 12C C während der Prüfung eine kompakte feste Form annehmen und diese aufgeben, wenn sie bei --Temperaturen über 0°C wieder aufgetaut werden. Diesen gefrierbeständigen Polyvinylesterdispersionen brauchen keine Fremdstoffe nach der Polymerisation zugesetzt zu werden, so daß die Latices nicht verunreinigt werden und ihre Verwendungsmöglichkeit nicht beeinträchtigt wird.
  • Äthylenoxydkondensate mit erheblich geringerem Molekulargewicht, als sie beim Verfahren der Erfindung eingesetzt werden, wurden bisher bei der Polymerisation von Vinylestern allgemein als Netzmittel verwendet. Sie verleihen den gewonnenen Dispersionen jedoch keine Gefrierbeständigkeit. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, daß bei entsprechend höherem Molekulargewicht des Äthylenoxydkondensates synthetische Latices entstehen, die überraschenderweise gefrierbeständig-sind.
  • Die Ergebnisse sind überraschend, da auch Polyvinylesterdispersionen mit Weichmacherzusatz gefrierbeständig sind. Bekanntlich sind diese Zusätze für den richtigen Einsatz der Polyvinylesterdispersionen auf den verschiedenen Anwendungsgebieten bestimmend.
  • Es genügten bisher kleine Weichmachermengen; um die Kältebständigkeit von ursprünglich gefrierbeständigen Dispersionen zu beeinträchtigen. Den erfindungsgemäß hergestellten Latices können ziemlich große Weichmachermengen zugesetzt werden, und zwar je nach der Menge des Äthylenoxydkondensates zwischen 5 und 20% des Trockengewichtes, ohne daß dadurch die Gefrierbeständigkeit beeinträchtigt wird. Der Gegenstand der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.
  • Beispiel 1 Als Umsetzungsgefäß für die Polymerisation der folgenden Bestandteite in einer Emulsion dient eine 2-l-Flasche mit vier Hälsen, welche mit einem Rückflußkondensator, einer Rührvorrichtung, einem Thermometer und einem Trenntrichter zur Zufuhr der Zusätze ausgestattet ist.
  • Gewichtsteile Vinylacetat ........... ......... . 540 Hydroxyäthylcellulose . ............. 10 Typ 1 - Äthylenoxydkondensat, in dem R eine aliphatische Nonylkette und n = 220 ist . 10,0 K2S2O8 ... .................... .... 0,5 Wasser ... ......... ..... . 440 Das Wasser, die Hydroxyäthylcellulose, das Emulgiermittel, das Kaliumpersulfat und 20% des Monomeren werden zunächst in die Flasche eingeführt.
  • Der Inhalt der Flasche wird erwärmt, und wenn die Temperatur des Bades 70°C erreicht hat, wird die verbleibende Menge - ,des Monomeren allmählich zugesetzt. Das gesamteMonomere -wird innerhalb von 2 Stunden zugesetzt, die Temperatur des'Bades steigt auf ein Maximum, wonach sie langsam zu fallen beginn. An diesem Punkt kann die Polymerisation als'beendet angesehen werden und der Inhalt der Flasche wird daher abgekühlt.
  • Die entstehende wäßrige Dispersion wird einer Kälteprüfung gemäß der folgenden Beschreibung unterworfen. Es werden 100 g der Dispersion in einen Behälter eingebracht und bis auf eine Temperatur von -12°C in einer Kältemaschine 12 Stunden lang gekühlt. Nåch Ablauf dieser~Zeit wird die Dispersion bei einer Temperatur von 120 C aus der Kältemaschine entfernt und für weitere 12 Stunden bei Raumtemperatur aufgetaut. Es wird somit ein Gefrier-und Tauzyklus gebildet. Die Dispersion verbleibt bei einer Untersuchung unverändert und bleibt einer Probe derselben Dispersion, die während der ganzen Testzeit bei Raumtemperatur gelagert wurde, ganz gleich. Dieselbe Probe, die für die erste Gefrierprobe verwendet wurde, wird dann noch viermal denselben Bedingungen unterworfen. Nach fünf Gefrier- und Tauzyklen ist die Probe unverändert und immer der bei Raumtemperatur gelagerten Probe gleich.
  • Danach werden 500 g der nach Beispiel 1 bereiteten Dispersion mit Dibutylphthalat versetzt: Gewichtsteile Dispersion nach Beispiel 1 . . . 500 Dibutylphthalat ...................... 13,7 Wasser . . ...................... 11,0 In der Praxis werden 500 g der Dispersion in ein Gefäß mit 1 1 Inhalt eingebracht und das Wasser sowie der Weichmacher derselben bei ständigem Rühren getrennt zugesetzt. Der Zusatz wird in einer Zeit von etwa 30 Minuten beendet. Die so weichgemachte Dispersion enthält 5% des Weichmachers, gerechnet auf das Trockengewicht.
  • Nach 24 Stunden wird ein Teil der Dispersion einer Kälteprüfung - wie bereits beschrieben - bei -12"C unterworfen. Nach fünf Zyklen bei -12°C war die weichgemachte Dispersion mit einem Gehalt von 501, Dibutylphthalat unverändert und blieb in ihrem Aussehen und hinsichtlich der Viskosität der bei Raumtemperatur gelagerten Vergleichsprobe gleich.
  • Beispiel 2 Das Verfahren wird in derselben Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt; jedoch wird als Äthylenoxydkondensat der angegebenen allgemeinen Formel ein solches eingesetzt, in dem R eine Octylkette und n = 180 ist.
  • Eine Probe dieser Dispersion, welche der Gefrierprobe gemäß der vorhergehenden Beschreibung unterworfen wird, bleibt bei fünf Zyklen bei einer Temperatur von -12°C unverändert und verhält sich genauso wie die nach Beispiel 1 hergestellte Dispersion.
  • Somit verbleibt dasselbe Probestück- nach fünf durchgeführten Gefrier- und Tauproben unverändert und ist mit einem bei Raumtemperatur gehaltenen Vergleichsprobestück identisch.
  • Die nach Beispiel 2 erzielte Dispersion, der 5°/0 Dibutylphthalatweichmacher zugesetzt wurden, ist ebenfalls nach fünf Zyklen beständig und verhält sich genauso wie die nach Beispiel 1 hergestellte Dispersion.
  • Beispiel 3 Das Verfahren wird genauso durchgeführt wie im Beispiel 1, wobei die folgenden Zusätze polymerisiert werden: Gewichtsteile Vinylacetat ............... . 540 Hydroxyäthylcellulose. .... .......... 10 Äthylenoxydkondensat, in dem R eine aliphatische Octylkette und n = 180 ist 20 K2S2O8 .............................. 0,5 Wasser .............................. 440 Die endgültig erzielte und den Gefrierzyklen bei -12°C unterworfene Dispersion bleibt nach dem fünften Zyklus unverändert.
  • Dieselbe Dispersion wird mit Dibutylphthalat weichgemacht, und zwar bei einem ersten Probestück mit einem Gehalt von 5 O/o. Die weichgemachte Dispersion wird Gefrierzyklen bei -12°C ausgesetzt und zeigt sich beim fünften Zyklus noch unverändert.
  • Bei einer zweiten Probe sind der Dispersion 1001o Dibutylphthalat zugegeben worden. Nach dem fünften Zyklus bei 120 C bleibt diese Dispersion unverändert.
  • Vergleichsversuch 1 Für Versuchszwecke wurden unter Anwendung derselben Polymerisationstechnik wie im Beispiel 1 die folgenden Zusätze polymerisiert: Gewichtsteile Vinylacetat ..... . . 540 Hydroxyäthylcellulose ................. 10 Äthylenoxydkondensat, in dem R eine aliphatische Nonylkette und n 8 ist 10 K2S2O8 .............................. 0,5 Wasser . .... ................... 440 Die endgültig gewonnene Dispersion, die bei den erwähnten Versuchsbedingungen der Gefrierprobe bei -12°C unterworfen wurde, koaguliert nach dem ersten Zyklus. Bei Raumtemperatur nach der ersten Gefrierprobe gewinnt sie den kristallinen Zustand des Vergleichsprobestückes nicht zurück, sondern bleibt ein koagulierter Block.
  • Vergleichsversuch 2 Für weitere Vergleichszwecke wurde bei Durchführung des Verfahrens nach Beispiel 1 das Äthylenoxydkondensationsmittel mit R = Nonylkette und n = 220 durch ein anderes Erzeugnis ersetzt, das jedoch immer der allgemeinen Form entsprach, in welcher R eine aliphatische Octylkette und n = 8 ist.
  • Diese Dispersion bestand gleichfalls die Gefrierprobe bereits beim ersten Zyklus nicht. Die Dispersion koaguliert also nach dem Tauen schon beim ersten Zyklus bis -12"C.
  • Vergleichsversuch 3 Das Verfahren wurde durchgeführt wie im Beispiel 1, das in diesem Beispiel eingesetzte Äthylenoxydkondensationsmittel wurde jedoch durch eine Ver- bindung derselben allgemeinen Formel ersetzt, in der aber R eine aliphatische Nonylkette und n = 40 ist.
  • Eine Probe dieser Dispersion koaguliert beim Gefrieren genauso wie die in den Vergleichsversuchen 1 und 2 gewonnenen Dispersionen.
  • Beispiel 4 Es wird nach dem im Beispiel 3 beschriebenen Verfahren gearbeitet, und zwar mit einem Äthylenoxydkondensat nach der angegebenen Formel, in der R eine aliphatische Nonylkette und n = 220 ist.
  • Die so hergestellte Dispersion bleibt unverändert und identisch mit der Vergleichsprobe, nachdem sie dem Gefrierzyklus bei -12°C unterworfen wurde.
  • Wenn dieselbe Dispersion in einer ersten Probe mit 5% Dibutylphthalat und in einer zweiten Probe mit 10% Dibutylphthalat versetzt wurde, verbleibt sie nach dem fünften Zyklus unverändert, genau wie die Vergleichsprobe.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung kältebeständiger Polyvinylesterlatices durch Polymerisation von Vinylestern allein oder zusammen mit anderen mischpolymerisierbaren Monomeren in wäßriger Dispersion mit Schutzkolloiden und Katalysatoren in Gegenwart von Äthylenoxydkondensaten der Formel in der R eine Alkylgruppe mit 6 bis 12 C-Atomen darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart von Äthylenoxydkondensaten polymerisiert wird, bei denen in der Formel n zwischen 175 und 225 liegt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylenoxydkondensat in Mengen zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Dispersion, verwendet wird.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 (J64 700.
DES84749A 1962-04-20 1963-04-18 Verfahren zur Herstellung kaeltebestaendiger Polyvinylesterlatices Pending DE1220135B (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT773562 1962-04-20
FR932139A FR1382085A (fr) 1962-04-20 1963-04-19 Procédé pour la production de latex synthétiques d'esters polyvinyliques

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1220135B true DE1220135B (de) 1966-06-30

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ID=26200894

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DES84749A Pending DE1220135B (de) 1962-04-20 1963-04-18 Verfahren zur Herstellung kaeltebestaendiger Polyvinylesterlatices

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FR (1) FR1382085A (de)
GB (1) GB1044915A (de)

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Publication number Publication date
GB1044915A (en) 1966-10-05
FR1382085A (fr) 1964-12-18
BE631142A (de)

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