DE1284550B

DE1284550B - UEberzugsmittel fuer Gegenstaende aus alkenylaromatischen Polymerisaten

Info

Publication number: DE1284550B
Application number: DED42287A
Authority: DE
Inventors: Stickelmeyer Jerome Henry
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1962-08-22
Filing date: 1963-08-20
Publication date: 1968-12-05
Also published as: GB1015405A; BE636482A; US3392133A; NL296986A

Description

Die erfindungsgemäß verwendeten überzugsmittel sind besonders zur Behandlung von Filmen bzw. Bögen aus festen thermoplastischen Styrolpolymerisaten brauchbar. Ganz allgemein lassen sich mit ihnen Gegenstände aus Polymerisaten von alkenylaromatischen Verbindungen überziehen, die zu mindestens etwa 50 Gewichtsprozent aus Einheiten eines Monomeren der allgemeinen

Ar-CR

werden. Werden zur Schaustellung der Ware in der Packung durchsichtige Fenster verwendet, dann kann ihr Wert durch diese Feuchtigkeitsabscheidung praktisch völlig verlorengehen.

Es sind verschiedene Überzugsmassen und Behandlungsverfahren für geformte Gegenstände aus alkenylaromatischen Polymerisaten entwickelt worden, um das Trübewerden dieser Gegenstände auszuschalten.

Wenn z. B. Filme aus Polymerisaten von alkenylaromatischen Monomeren zur Verpackung von Feuchtigkeit enthaltenden Gütern verwendet werden, ist es wünschenswert, daß sich die Feuchtigkeit, die

sich auf der Filmoberfläche kondensiert, nicht in io alkenylaromatischen
Form von einzelnen Tröpfchen abscheidet. Die BiI- Formel
dung solcher einzelnen Tröpfchen macht die Folien
bzw. Bögen unansehnlich, insbesondere dann, wenn
die zum Verpacken verwendeten Polymerisatfolien

durchsichtig sind. Durch die Abscheidung der 15 bestehen, wobei R Wasserstoff oder eine Methyl-Wassertröpfchen können die Filme undurchsichtig gruppe und Ar einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise der Benzolreihe, mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet (die Kohlenstoffatome etwaiger Ringsubstituenten des aromatischen 20 Kerns sind in dieser Zahl eingeschlossen). Thermoplastische Polymerisate und Mischpolymerisate von Styrol und Polymerisate und Mischpolymerisate von α-Methylstyrol, ar-Methylstyrol (oder Vinyltoluol), ar-Dimethylstyrolen und Pfropfmischpolymerisate

Diese überzüge verleihen den Gegenständen jedoch 25 mit anderen polymeren Substanzen (wie elastischen im allgemeinen keine zufriedenstellenden Gleiteigen- Polymerisaten) können häufig mit guten Ergebnissen schäften. Unter »Gleiteigenschaften« wird die relative behandelt werden.

Leichtigkeit verstanden, mit der sich einander be- Der Polyoxyäthyleniest der erfindungsgemäß verrührende Oberflächen gegeneinander bewegen lassen. wendeten Alkylphenylpolyäthylenglykoläther besteht Es ist ferner besonders günstig, wenn ein solcher 30 vorzugsweise aus 8 bis 30 Oxyäthyleneinheiten. Ent-Uberzug neben der Eigenschaft, ein Trübewerden der hält das Molekül weniger als 8 Oxyäthyleneinheiten, Folien zu verhindern, und guten Gleiteigenschaften wird das Trübewerden der überzogenen Gegenauch die Eigenschaft besitzt, ein Heißsiegeln mit sich stände häufig nur in ungenügendem Maße verhindert, selbst zu ermöglichen, ohne daß ein Verwerfen und Verbindungen mit mehr als etwa 30 Oxyäthylenein-Schrumpfen stattfindet, insbesondere wenn gereckte 35 heiten führen dazu, daß die Heißsiegelfähigkeit yer-Polymerisatbögen oder -filme verwendet werden. schüchtert wird. Ist die Zahl der Oxyäthyleneinheiten

Aus der USA.-Patentschrift 3 022 178 ist bekannt, geringer als die Zahl der Kohlenstoffatome in der daß Polyäthylenoxydkondensationsprodukte wert- Alkylgruppe, werden die gewünschten Eigenschaften Volle überzugsmittel für Polystyrol sind. Sie verhin- im allgemeinen nicht erhalten. Für die meisten Zwecke dem wirksam das Trübewerden von Polymerisat- 40 werden Verbindungen mit 10 bis 25 Oxyäthyleneinfilmen, haben jedoch den Nachteil, daß die Filme eine heiten je Molekül verwendet,
unerwünschte Klebrigkeit entwickeln und die trü- Die in den Polymerisatdispersionen der erfindungs-

bungsverhindernden Eigenschaften des Überzugs- gemäß verwendeten überzugsmittel enthaltenen alkemittels nach längerem Erhitzen der Filme verloren- nylaromatischen Harze ähneln bzw. gleichen den gehen, da durph Wärmeeinwirkung das wäßrige 45 Harzen, aus denen die als Unterlagen verwendeten Lösungsmittel verdampft und das überzugsmittel in Gegenstände selbst bestehen, mit der Ausnahme, daß ~" "' es sich um harte Polymerisate handelt. Diese harten

Polymerisate bestehen vorzugsweise zu mindestens 75 Gewichtsprozent aus Einheiten eines der obenge-

Eigenschaften an der Nahtstelle heiß verschweißbar. 50 nannten alkenylaromatischen Monomeren.
Erfindungsgemäß lassen sich diese Nachteile aus_: Bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwen

deten überzugsmittel wird im allgemeinen der Alkylphenylpolyäthylenglykoläther in einer geeigneten Menge Wasser dispergiert oder gelöst. Der Auflösungs- bzw. Dispergiervorgang kann häufig durch Erhitzen beschleunigt werden. Eine geeignete Menge der auf diese Weise erhaltenen Lösung des Alkylphenylpolyäthylenglykoläthers wird sodann zu einer geeignet verdünnten Dispersion eines alkenylaromatischen Harzes gegeben und gründlich mit dieser vermischt, worauf die Masse zum Gebrauch fertig ist.

die Filmmasse hineinwandert. Daher sind mit diesen bekannten Überzugsmitteln ausgerüstete Polystyrolfilme nur unter Verlust der trübungsverhindernden

schalten, indem man Mischungen von a) Alkylphenylpolyäthylenglykoläthern der Formel

0(C₂H₄O)_nH

in der R einen Alkylrest mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und η eine Zahl von 8 bis 30 bedeutet, die der Zahl der Kohlenstoffatome in R mindestens gleich ist, und b) einer wäßrigen Dispersion eines harten alkenylaromatischen Harzes im Verhältnis von 1 : 100 bis IQ : 1 als überzugsmittel für Gegenstände aus Polymerisaten von alkenylaromatischen Verbindungen verwendet, die zu mindestens etwa 50% aus

Vorzugsweise werden die beiden Bestandteile in einem Verhältnis von Alkylphenylpolyoxyäthylenäther zu Polymerisatdispersionsfestbestandteilen von etwa 1 : 100 bis etwa 10 : 1 vermischt. Innerhalb dieses Bereiches werden die trübungsverhindernden Eigenschaften und die verbesserten Gleiteigenschaften erzielt. Werden maximale trübungsverhindernde

Eigenschaften und Gleiteigenschaften gewünscht, wählt man das Verhältnis von Alkylphenylpolyoxyäthylenäther zu Polymerisatfestbestandteilen besonders vorteilhaft innerhalb des Bereiches von 1 : 100 bis 1 : 30. Sollen überzüge mit Antitrübungs- und Gleiteigenschaften erreicht werden, mit denen sich die Oberflächen der überzogenen Gegenstände, wie z. B. Bögen oder Filme, heißsiegeln lassen, wählt man das Verhältnis von Alkylphenylpolyäthylenglykoläther zu Dispersionspolymerisatfestbestandteilen am besten innerhalb des Bereiches von etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 15. Am vorteilhaftesten läßt sich diese Kombination von Eigenschaften erzielen, wenn ein Verhältnis von etwa 3 : 1 bis 1 : 3 gewählt wird.

Die Bestandteile des erfindiingsgemäß verwendeten überzugsmittel lassen sich in bequemer Weise miteinander vermischen, wenn man sie in einem flüssigen Medium, wie Wasser, niederen aliphatischen Alkoholen oder einem Gemisch aus Wasser und einem niederen Alkylalkohol, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, n-Propanol oder tert.-Butylalkohol, dispergiert, wobei das flüssige Medium für das älkenylaromatische Harz des als Unterlage verwendeten Gegenstandes oder das Dispersionspolymerisat ein Nichtlösungsmittel darstellt. Die präzise Aufbringung extrem dünner überzüge einer Flüssigkeit auf eine feste Oberfläche ist verhältnismäßig schwierig. Man dispergiert die Uberzugsstoffe daher gewöhnlich in verhältnismäßig niedrigem Mengenverhältnis in einem inerten Lösungsmittel bzw. Träger. Vorzugsweise werden Dispersionen mit einem Gehalt von 0,1 bis 5% Alkylphenylpolyäthylenglykoläther verwendet. Konzentrationen innerhalb des Bereiches von etwa 0,5 bis 2% sind besonders vorteilhaft.

Das überzugsmittel enthält ausreichende Mengen an beiden Bestandteilen a) und b), daß nach dem Trocknen ein überzug von etwa 5,4 bis 108 mg, vorzugsweise etwa 9,7 bis 32,3 mg je Quadratmeter überzogener Oberfläche zurückbleibt. Uberzugsgewichte von mehr als etwa 108 mg/m² liefern im allgemeinen keinen weiteren Vorteil, und unterhalb von etwa 5,4 mg/m² werden die gewünschte Heißsiegelfähigkeit und die trübungsverhinderrfden Eigenschaften merklich geringer.

Die überzugsmasse läßt sich auf die Gegenstände aus den alkenylaromatischen Harzen leicht durch Spritzen, Tauchen, Aufwalzen, Streichen und ähnliche Verfahren aufbringen. In den Fällen, in denen wäßrige Dispersionen der überzugsmittel verwendet werden,. muß die Konzentration des Alkylphenylpolyäthylenglykoläthers genügend hoch sein, um eine gleichmäßige Benetzung der Unterlage zu ermöglichen. Die Oberflächen der aus den alkenylaromatischen Harzen bestehenden Gegenstände können durch Vorbehandlung mit Koronaentladungen, Ozon, Sulfonierung und ähnliche wohlbekannte Verfahren leichter benetzbar gemacht werden.

Die frisch aufgebrachten feuchten überzüge werden vorzugsweise durch Erwärmen mit Hilfe von Infrarotstrahlen oder Kontaktwärme getrocknet, um auf der Oberfläche der aus den alkenylaromatischen Harzen bestehenden Gegenstände einen gleichmäßigen, dünnen, klaren, haftenden, heißsiegelbaren überzug zu erzielen. Die Temperatur des feuchten Überzuges sollte während des Trocknens unterhalb des Siedepunktes des inerten Dispergiermittels bzw. Trägers und vorzugsweise unterhalb der Verformungstemperatur des alkenylaromatischen Harzes, aus dem der überzogene Gegenstand besteht, gehalten werden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, sind jedoch nicht als Begrenzung des Erfindungsbereiches aufzufassen.

Beispiel 1

Eine biaxial orientierte Polystyrolfolie von etwa 0,025 mm Dicke wurde auf beiden Seiten mit einer Lösung überzogen, die 0,5% eines Nonylphenylpolyäthylenglykoläthers mit 15 Polyäthylenglykoleinheiten und 0,5 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats aus 80 Teilen Styrol und 20 Teilen Butadien enthielt. Die überzugsmasse wurde in einem Luftofen etwa 1 Minute bei 8O⁰C getrocknet und lieferte einen trockenen überzug mit einem Gewicht von 21,5 mg pro Quadratmeter überzogener Oberfläche. Der überzogene Film wies ausgezeichnete Klarheit und Gleiteigenschaften auf. Die Trübungsverhinderung wurde geprüft, indem der Film mit Hilfe eines Kautschukbandes über einem 946-ccm-Glasgefäß befestigt wurde, das etwa 177 ecm Wasser von 25 ⁰C enthielt. Das Gefäß wurde 2 Minuten in einen Kühlschrank gestellt, worauf der Film darauf untersucht wurde, ob er trübe bzw. undurchsichtig geworden war. Der überzogene Film blieb auch nach längerer Zeit unter den im vorstehenden genannten Bedingungen klar und durchsichtig. Die Proben widerstanden den Bedingungen 30 Minuten ohne merkliche Verringerung der trübungsverhindernden Eigenschaften.

Mehrere Proben des überzogenen Filmes wurden in einer Heißsiegelvorrichtung mit glatten Klemmen heißgesiegelt. Die Klemmen wurden auf einer Temperatur von etwa 8O⁰C gehalten, und es wurde mit einer Verweilzeit von etwa \^x\i Sekunden bei einem. Druck von etwa 70 g/cm² gesiegelt. Die erhaltenen Versiegelungen wurden in einer Zugfestigkeitspriifmaschine durch Auseinanderziehen der versiegelten Filmteile geprüft. Sie zeigten durchweg Festigkeitswerte von mehr als 100 g/2,54 cm.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Abwandlung wiederholt, daß das Verhältnis von Alkylphenylpolyäthylenglykoläther zu Polymerisat in, der Dispersion 5 : 1 und die Gesamtfeststoffkonzentration 1% betrug. Die Prüfung des überzogenen Produktes ergab, daß gleich gute Trübungsverhinderung und Heißsiegelfahigkeit erzielt worden waren und daß der Film gute Gleiteigenschaften aufwies.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Änderung wiederholt, daß das Verhältnis von Alkylphenyl· polyäthylenglykoläther zu Polymerisat der Dispersion 1 : 5 und die Gesamtfeststoffkonzenti ation 3% betrug. Die Prüfung des überzogenen Produktes zeigte gleich gute Ergebnisse,

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurden andere überzugsmittel unter Verwendung von Alkyiphenylpolyglykoläthern mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und 20 und 12 Äthylenoxydeinheiten im Polyglykolrest hergestellt und geprüft, wobei ähnliche Ergebnisse erzielt wurden. In ähnlicher Weise wurden Mischungen aus Dispersionen von Polystyrol, 75/25-Styrol-Äthylacrylat-, 80/20-Styrol-

Methylmethacrylat-, Vinyltoluol- oder 90/10-Styrol-α-Methylstyrol-Polymerisaten und Nonylphenylpolyäthylenglykol verwendet, wobei überzüge erhalten wurden, die die überzogenen Gegenstände in ausgezeichneter Weise vor dem Trübewerden schützten. Weitere Versuche zeigten, daß das Nonylphenylpolyäthylenglykol mit ausgezeichneten Ergebnissen durch ein Octylphenylpolyäthylenglykol mit 9 Polyäthylenglykoleinheiten oder ein Dodecylphenylpolyäthylenglykol mit 30 Polyäthylenglykoleinheiten ersetzt werden kann.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Mischungen aus a) Alkylphenylpolyäthylenglykoläthern der Formel

0(C₂H₄O)_nH

in der R einen Alkylrest mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und η eine Zahl von 8 bis 30 bedeutet, die der Zahl der Kohlenstoffatome in R mindestens gleich ist, und b) einer wäßrigen Dispersion eines harten alkenylaromatischen Harzes im Verhältnis von 1 : 100 bis 10 : 1 als überzugsmittel für Gegenstände aus Polymerisaten von alkenylaromatischen Verbindungen, die zu mindestens etwa 50% aus Einheiten eines alkenylaromatischen Monomeren bestehen.