DE1420179A1 - Verfahren zur Vergroesserung der dispergierten Teilchen in einem synthetischen Kautschuklatex - Google Patents

Description

.Aa Ha. 142017S

., - 443?55 Case 1927

IKIITED STAT G RUBBER OOMPAtfY, of Rockefeller Center, 123o Avenue of the Americas, New York, ϊ.Υ· (V.St.A.)

Verfahren aur Vergrößerung der diepergierten Teilchen In einem synthetischen Kautschuklatex.

Die Erfindung "betrifft die Vergrößerung der Teilchen von eynthetischem Kautschuk in Latices und ermöglicht es iia besonderen, dass diese zu flüssigen latices mit hohem 2^re st stoff gehalt konzentriert werden können.

rirfindungsgemäß wurde festgestellt, daso die Teilchen-/irösse eines synthetischen Kautschuklatex, der nach einem Polymerisationsrezept, das 1 bis 2 Teile Alkaliaal zelektrolyt pro 1oo Teile polymerisierbar kautschuk· tildonde Monomere enthielt, hergestellt wurde, durch die Zugabe von PolyvinylmethylHther etark erhöht werden kann. Latices, denen Polyvinylmethyläther zugegeben wurde, können leicht konzentriert werden, Vorzugs—

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weise durch Eindampfen, und ergeben dabei flüssige Latices mit hohem Feststoffgehalt.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung werden zu einein synthetischen Kautschuklatex, der den übrigen Alkalioalzelektrolyten von der Polymerisation der kautschukbildenden Monomeren in Gegenwart von 1 bie 2 Teilen Alkalisalzelektrolyt pro 1oo Teile der kautechukbildenden Monomeren enthält, o,o1 £ bis 1 «C Polyvinylmethyl« äther, bezogen auf das Gewicht der Pestbestandteil· des Latex, hinzugegeben. Der Alkalisal«elektrolyt kann das Kalium- oder Natriumsalz einer Säure, wie Kohlensäure, Ameisensäure, Essigsäure, Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäuren, sein. Kalium- und STatriumsulfate sind erfiudungsgemäß die bevorzugten Alkalisalzelektrolyten bei der Polymerisation. Der Latex hat üblicherweise einen Feststoffgehalt von 2p bie 5q >% und nach Zugabe des Polyvinylmethyläthers nimmt die Teilchengröße des Latex zu, und der Latex kann leicht zu einem Feststoffgehalt von 55 bis 7ο,¹? konzentriert werden und ergibt dabei einen flfiosi^en Late* mit hohem Feststoffgehalt, ν,βηη die Menge des Alkalielektrolyten weniger ale 1 Teil pro 1oo Teile polymerisierbaren kautschukbildenden Monomeren beträgt, erhöht die Zugabe des Polyvinylmetnyläthers zu dem Latex die Teilchengröße des Latex nicht genügend, um den Latex zu einem flüssigen Latex mit hohem Feststoffgehalt zu konzentrieren. Der Late«

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kann konzentriert werden, indem der Peststoffgehalt auf "bekannte Art, z.B. durch Auf cremen mit Pflanzenochleim, wie Aciinoniumalf'fcnat, erhöht wird. Ils ist jedoch yorsuziehen, den Fentstoff^ehalt durch Sindanpfen zu erhöhen Die Dehandlun&stemperatur des Latex hei dem erfindungs-Verfahren iet ia allgemeinen in Bereich von

0° bis 1GO°C· Der durchschnittliche Teilchendurchmeeser der erfindunfsgesaäß zu behandelnden Laticea kann ungefähr 5oo Ms 1$no Sngströra-Einheiten sein, und der durchschnittliche Tcilchendurchmesoer dieser Latices kann durch dan erfindungß^emäße Verfahren uai 200 bis 2500 Angstrom-Einheiten vergrößert werden.

Polyvinylmethylfither werden im allgemeinen nach der spezifischen ViskositHt eingestuft, die ein Maß für das durchschnittliche ?iolekulargewicht ist. Polyvinylmethyläther mit einer spezifischen VifkositHt von o,o15 bis 1,1, wae durchschnittlichen Molekulargewichten im Bereich von 16o bis 6ooo entspricht, können erfindungsgemäß verwendet werden. Die Bevorzugten Polyvinylmethyläther sind diejenigen nit spezifischen Viskositäten zwischen o,1 und 1,1, die Molekulargewichten von 4ooo bis <ίοοο entsprechen. Obwohl die Menge den ?olyvinylaethyl^rithers von o,o1 bis Teil pro 1oo Teile Late-jcfestbestandteile nein !rann, ist der bevorzugte Bereich o,o5 bis o,5 Teile pro 1oo T'-ile Latexfestbestandteile. Bei Laticen, die über 5 Teile Seife pro 1oo Teile Latexfestbestandteile enthalt n, 'urde es als einstig befunden, iiindestene .">,1 Teil l'olyvinylniethyläther pro 1oo Teile Latexfe~tt estcndteile zu ve-8 0 9 8 0 6/0572 ^{BAD öimmM}- - 4 -

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wenden.

Der synthetische Kautschuklatex kann ein wässeriges JSaulßionspolymerisat von einem oder mehreren Butadienea-1,3 sein, z.B. Butadien-1,3, 2-Methylbutadien-1,3 (Isopren), 2,3-Dimethyl-butadien-1,3, Piperylen oder eine Mischung einer oder mehrerer dieser Butadiene- 1,3 mit einer oder mehreren anderen polymerisierbaren Verbindungen, die mit Butadienen-1,3 Kautschukmischpolymerisate bilden können, z.B. bis zu 7o Gev.^ dieser Mischung einer oder mehrerer Monoäthylenverbindungen, die die firuppe CH₂««C ζ enthalten, in welcher mindestens eine der freien Valenzen an eine elektronegative Gruppe gebunden ist, d.h. eine Gruppe, welche die elektrische Disyamsetrie oder den polaren Charakter des Moleküls erhöht. Die Beispiele von Verbindunren, die eine CHp^C^ Gruppe enthalten, und die mit Eutadienen-1,3 raischpolynerisierbar sind, sind: Arylolefine, wie Styrol, Vinyltoluol, (A. -Methylstyrol, Chlorstyrol, Dichlorstyrol, Vinylnaphthalin; die oC -iäethylenkarbonsäuren und ihre ^eter, Nitrile und Amide, wir Acrylsäure, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylsäurenitril, Methacrylsilurenitril, !»!ethacrylaaidj Vinylpyridine, wie 2-Vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin; Methylvinylketon; Vinylidenchlorid. Solch ein synthetischer Kautschuklatex kann als "synthetischer Butadienpolyaerisatkautrchuklatex" bezeichnet werden. Die Laticee enthalten als Dispersionsmittel von der Polymerisation her"allge-

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meinen eines oder eine Mischung von anionischen oberflächenaktiven Dispersionsmitteln in einer Menfte von 2 bis Gevj. *?. der Pestbestandteile deo Latex. Diese anionischen oberflächenaktiven Dispersionsmittel können wasserlösliche Seifen von seifenbildenden MonokarlionsMuren sein, wie Alkalimetall-, Ammonium- oder Aminsalze von höheren Fettsäuren mit 1o bis 24 Kohlenstoffatomen im : olekül oder von Harzsäuren, einschl. der hydrierten, dehydriert-n und disproportionierten Harzsäuren. Die anionischen oberflächenaktiven Dispersionsmittel können sulfonierte oder sulfatierte Verbindungen sein, die ita allgemeinen dio Porsiel R-SO^?« oder R-OSOjM haben, in v/elcher U ein Alkalimetall, Asiioniuii oder ein Aminrest und Il ein organischer Rest ist, der eine Gruppe mit 9 "bis 23 Kohlenstoffatomen enthält, wie Alkylsulfonate, 2.3. rodecylnatriumsulfonatj Alkyl sulfate, s.B· !iatriunoleylsulfat} Alkylarylsulfonate, z.B. Dodecyltenzolsulfanatj Alkylsulfosuccinate, z.B· Dioctylnatriurasulfosuccinatj Arylsulfonat-Poraaldehyd-Kondensationsprodukte, z.B. Kondensationsprodukt von Hatriuainaphthalinsulfonat und Formaldehyd♦

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile und Prozentangaben beziehen eich auf das Sewicht.

>Vie in der folgenden T belle gezeigt, werden latex A nach Rezept A und Latex B nach Rezept B hergestellt.

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Diese Resepte sind in wesentlichen gleich mit der Ausnahme, daß Rezept A o,5 Teile Kaliumsulfat und Resept B 1,5 Teile Kaliumsulfat pro 1oo Teile polymerisierbare Monomere enthält.

Rezeptanteile

L S

Butadien-1,3 7o 7o

Styrol 3o 3o

Kaliuraoleat 3,25 3,25 Kaliumoeife von disproportionierter

Harzsäure 1,75 1,75

Ifatriumsalz des Formaldehyd- Haphthalinsulfonsäure-

kondensationsprodulctes o,5 o,5

Kaliumsulfat ο,5 1,5 Diisopropylbenzolperoxyd o,1 o,1 Hatriuaformaldehyd8ulfo3cylat o,1 o,1 Perrosulfatheptahydrat o,o2 o,o4 Äthylendiamintetraeesigsäure-

tetranatriumsalz

Hatriumdithioait

tert·-Dodecylaerkaptaa Wasser

O,o8	0,16
o,o3	o,o3
o,o7	o,o7
15o	15o

"" 7 mm

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Die obigen Reeepte Jl und B wurden bei 5° C bis zu 8o# ÜHwandlung polymerisiert, und zwar Rezept A 22 Std. und Rezept B 2o rtd. lang. Hach Entfernung der restlichen Monomere war der Peststoffgehalt der Latices zwischen 33 und 34 i>· Die Latices wurden in einem Laboratoriumscheibenkonsentrator bei 4o°C bio 45⁰C Je auf 44,8·^ Peststoffgehalt konzentriert. Der durchschnittliche Teilchendurchmesoer jeder der so behandelten latices war 77o Angströraeinheiten, was ungefähr die Teilchengröße der Latices vor der Konzentration auf 44,8 ^ Pestbestandteile war. Die Oberflächenspannung von Latex A bei einer Pestetoffteilekonzentration von 44_tß £ war 6o,2 dyn/ca, und die Oberflächenspannung von Latex B %>ei 44,8^ Feststoffkon-Eentration war 56,9 dyn/cm, Knderuniren der Oberflächenspannung bei darauffolgenden Behandlungen zeigen Änderungen in der Teilchengröße· ^enn die Teilchengröße zunimmt, fällt die Oberflächenspannung· Wahrscheinlich wird diese Abnahme der Oberflächenspannung: durch Seife verursacht, die von der Tpilchenoberfliehe freigegeben wird, wenn eich die kleinen Teilchen zu größeren zusammenballen und so die Oberfläche der Teilchen verkleinert wird·. Einen Teil 3«^·** der Laticeo A und B mit 44,8 * Teststoff ftehalt wurden o,15 Teile (pro 1oo Teile Latexfestbestandteile) von Polyvinylmethyläther (spezifische Viekositflt ungefähr o,28) als lo^ige wässrige Lösung zugegeben. Die Anteile der Latices A und B tait 44,8 f. Peststoffkonzentration mit und ohne hinzugefügtem Polyvinylmethyläther wurden bei 93⁰C 1 Std· lang er-

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hitzt und dann In einem Laboratoriumsscheibenkonzentrator auf unpef'ihr 4ooo Oentipoise konzentriert. Nur der den Polyvinyl*aethyl?ither enthaltende Teil von Latex B konnte zu eineii flüssigen Latex mit hohen Feststoffbostandteilen von ^r5ber 60 *■■ mit einer Viskosität von ungefähr 4ooo Centipoise konzentriert werden.

Die 'Änderungen in der Oberflächenspannung und die durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Teile der Latices A und B mit 44,8 ^ Peststoffbeetandteilen mit und ohne hinzueefÜRtem Polyvinylmethyläther*(PYM) bei Erhitzung und Konzentration sind in der folgenden Tabelle gezeigt*

Latex

	A	,2	A + 0.15 PVM	B	B +	9	0 1	5 PVM
Oberflächenspannung
(dyn/cm)		,4				5
Vor Erwärmen	60	,9	59,7	56,	5	55	,0
Nach Erwärmen
1 Std. bei 930C	59	59,o	55,	43	,3
Nach Konzentrieren	57	55,9	55,	4o	,8

Durchschnittlicher

Teilchendurchmeseer (Xngetromeinheiten)	77o	77o	77o	800	BAD ORiQINAL
Vor Erwärmen	82o	85o	800	1330
Nach Erwärmen I.Std. bei 930C	82o	1o2o	82o	137o
Nach Konzentrieren	41I0	4I60	4110	4I60
Viskosität nach Konzentrieren (Centipoise)	80	9806/057	- 9 r\

Latex L A -ι- 0.15 PVM B B + 0.15 TYM

Feststoffgehalt

nach Konzentrieren

(J) 51,1 53,1 53,4 61,8

Aus der obigen Tabelle ist ?.u ersehen, daß die Teilchengröße eines mit 1 his 2 Teilen. Kaliumsulfat pro 1oo Teile polysierlGierlraren Monomeren hergestellten Lrtex durch Zugabe einer kleinen üen/^e von Polyvinylmethylftther zu deni Latex stark vergrößert wird und daß ein ßo behandelter Latex leicht zu einem flüssigen Latex mit hohem Teststoffgehalt konzentriert werden kann.

Die Latices mit erfinduno-s^emSß vergrößerten Teilchen, besonders die mit hohem feststoffbehalt, können bei der üblichen Anwendung von Laticen verwendet werden, wie ζ. T? · "bei der Schwärmers teilung, beim Tauchen von Reifenkord, beim Verbinden un& Imprägnieren von verschiedenen ''atorialien, boi ά^τ Herstellung von Kletrstof "en u.H·

- Patentansprüche -

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Claims (4)

1420178 Patentansprüche

1.) Verfahren zur Vergrößerung von dispergierten Polymerisatteilchen in einem synthetischen Kautschuklatex eines Butadienpolyaerisates oder Butadienstyrolmischpolymtrlsates, dae den von der Polymerisation einer wässrigen Emulsion von kautschukbildenden Monomeren mit 1 bis 2 Teilen eines Alkalisalzelektrolyten pro 1>o Teile von kautschukbildenden Monomeren zurückbleibenden Alkallsalzelektrolyten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Latex o,o1 bis 1 i» Polyvinylmethyläther» bezogen auf die Feststoffbeatandteile des Latex, hinzugegeben werden·

2·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkalisalzelektrolyt Kaliumsulfat ist.

3·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi der synthetische Kautschuklatex einen Feststoffgehalt von 2o bis 5o $> hat.

4.) Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser des Latex verdampft wird bis der Latex auf 7o 5* Feststoff gehalt konzentriert ist.

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5·) Verfahren nach einem der vorhergehendon Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Ilautechuklatex einen Festetoffgehalt von 2o bis 5o :' hat and das ■'asRer des Latex schließlich bis zu einem Pestotofffrehalt von 55 ^ "bis 7o ?■ verdampft wird·

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