DE1520637A1 - Additionsmischpolymere und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Additionsmischpolymere und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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- C07D239/08—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms directly attached in position 2
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Description
AdditionBmisohpolymere und Verfahren zu
deren Herstellung
Die Erfindung betrifft Additionsmischpolyraere, bestehend aus 0,1 bis 2o Gew.% Einheiten von Estern aus Malein-,
Fumar-, Chlormalein-, Citracon-, Mesacon- oder Itaconeäure
mit einem Cyolodiazolidin-2-on der allgemeinen Formel;
in der R eine Alkylengruppe mit Z bis 8, vorzugsweise
2 bis 3 C-Atomen, bei der wenigstens 2 C-Atome eine beiderseits an je ein Heteroatom Sauerstoff oder Stickstoff gebundene
Kette bilden, R° eine 2 bis 3 C-Atome enthaltende Alkylengruppe, in der wenigstens 2 C-Atome eine beiderseits
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an je ein Heteroatom gebundene Kette bilden, η eine ganze Zahl von 1 bis lo, A eine 2 bis 3 C-Atome enthaltende Alkylengruppe, wobei wenigstens 2 C-Atome 3J.eh zwischen den
benachbarten N-Atomen befinden, und einem Rest aus Einheiten wenigstens eines anderen monoäthylenisch ungesättigten misohpolymerisierbaren Monomeren in polymerisierter
Form und ein Verfahren zu deren Herstellung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man monomere Monoester aus Mafien-,
Pumar-, Chlormalein-, Citraoon-, Mesacon- oder Itaconsäure
und üyelodiazolidin-2-one der obigen allgemeinen Formel
in Gegenwart eines radikalischen Katalysators polymerisiert oder daß man die Anhydride von Maleinsäure, Chlormaleinsäure, Citraconsäure oder Ztaconsäure im Gemisch mit
monomeren, wenigstens eine äthylenisch-ungesättigte Gruppe enthaltenden Verbindung in Gegenwart eines radikalischen
Katalysators polymerisiert und anschließend mit Cyclodiazolidin-2-onen der obigen allgemeinen Formel umsetzt.
Diese neuartigen Polymeren, die heterocyclische Ringe enthalten, können allein durch Anwendung von Wärme oder
äußere Reaktionsmittel zu vernetzten unlöslichen und unschmelzbaren Produkten kondensiert werden, die sich
als Überzugs- oder Imprägnationsmittel verwenden lassen und gegenüber Metall-, Glas- und Kunststoffunterlagen
ein hervorragendes Haftvermögen aufweisen.
Beispiele für die erfindungsgemäß polymerfeierbaren Monoester
sind diejenigen der Mai3Jgn-, Fumar-, Chlormalein-, Itacon-,
Mesacon- oder Citraconsäure mit einem Monohydroxyalkohol,
der im allgemeinen als ein N-(Hydroxyalkyl)-l,3-cyolodiazolid4n-2-on bezeichnet.werden kann, bei dem die Alkyl- ·
gruppe 2 bis ■ 8 Kohlenstoffatome enthält und die Hydroxylgruppe an einem der Kohlenstoffatome aitzt, das nicht unmittelbar mi^ dem Stickstoffatom verbunden ist, oder bei dem
die Alky!gruppe durch eine Alkylgruppe* ersetzt ist, die von
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Äthereawerstoffatomen unterbrochen ist. Der Monohydroxyalkohol kann auch als ein N-(Hydroxyalkyl)- oder ein N-
(Hydrp^falkyl-oxalkjfl^N.N1 -(C2-Cg)- alkylenharnstoff
bezeichnet werden. Bevorzugt werden die Ester der Maleinoder Fuaarfcäure, die die folgende allgemeine Formel haben:
O O
« w
H0G-9te0H-ö-0R-{0Ro)n-1 -ϊ
(D
| Alkylengruppe mit 2 bis 8 und vorzugsweise
2 bis 3 Kohlenstoffatome, von denen wenigstens 2 Kohlen-
8toff&t?ome eine Kette zwischen benachbarten heterogenen
Atomen (0 oder H) bilden,
R0 eine Alkylengruppe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen,
wobei wenigstens 2 Kohlenstoffatome eine Kette zwischen
benachbarten heterogenen Atomen bilden,
η eine ganze Zahl, die vorzugsweise zwischen 1 und liegt, und
A eine Alkylengruppe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, wie z.B. Äthylen (-CH2CIi2-), Propylen (-CH2-
C(CH3)H-) und Trimethylen (-CH2CII2CH2), wobei wenigstens
2 Kohlenstoffatome sich zwischen benachbarten Il-Atomen
befinden.
Zur Herstellung der Ilonoester können verschiede Verfahren
angewendet werden. Die Pdfcrneren können, wie nachfolgend
beschrieben wird, entweder durch Polymerisation der "lonomeren
oder Umsetzung mit Polymeren des IlaleinsäureAnhydrid,
Itaconsäureanliydrid oder Citraconsäureanhydriu erbalten
werden.
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Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Monomeren besteht in der Umsetzung von Maleinsäureanhydrid, Chlormaleinsäureanhydrid,
Itaconsäureanhydrid oder Citraconsäureanhydrid mit einem Alkohol der Formel II in der nachfolgenden
Gleichung, Wobei A, R, R° und η die vorstehende Bedeutung haben und Maleinsäureanhydrid (formel III) als
Beispiel für die Anhydride verwendet wird.
iic-cooH
Ill II IV cis-isomer
Die Umsetzung kann in einem inerten Lösungsmittel, wie z.B.
Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid, Toluol, Xylolen, Dioxan oder Tetrahydrofuran vorgenommen werden.
Das Mengenverhältnis von Anhydrid zu Alkohol kann «war weitgehend variiert werden; es ist jedoch zweckmäßig,
äquimolare Mengen zu verwenden, da dann das Mengenverhält nis gegeben ist, bei dem sie sich unter Bildung dee Monoesters
umsetzen. Die Umsetzung kann bei 4 bis 2oo°Cvorgenommen
werden. Vorzugsweise liegt die Temperatur bei 4o bie
650C. Ein Katalysator ist nicht erforderlich, jedoch kann
ggf. eine kleine Spur eines starken Säurekatalysators, wie z.B. Par at oluolsulfonsäuradsuge setzt werden, um die Umsetzung
zu beschleunigen. Die Umsetzung läuft schnell ab, und im allgemeinen ist es ratsam, den Alkohol allmählich zu einer
Lösung oder Suspension des Anhydrids in dem inerten Lösungsmittel
zuzugeben. Die für die Umsetzung erforderliche Zeit
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— ET —
hängt natürlich von den umzusetzenden Mengen und der Geschwindigkeit
ab, mit der der Alkohol, zugegben wird. Im allgemeinen
genügen für die meisten Verfahren 1 bis 8 Stunden. Das Produkt fällt allgemein als unlösliches Material aus und
wird in diesem Fall filtriert, mit dem gleichen Lösungsmittel, daafoei der Umsetzung verwendet wird, gewaschen und ggf. aus
der Lösung oder Alkoholen, wie z.B. Methyl-, Äthyl- oder Isopropylalkohol, umkristallisiert. Man kann das Lösungsmittel
anstelle des Filtrierens oder V/aschens auch abdampfen, insbesondere,
wenn das Produkt in demselben nicht vollständig löslich ist.
Die Alkohole der Formel II sind bekannte Verbindungen (siehe U.S.-Patent 2.727.ol9), die nach zahlreichen Verfahren
hergestellt werden können. Beispielsweise wird Harnstoff durch Erhitzen mit einem N-Hydroxyalkylalkylendiamin, z.B. N-ß-Hydroxyäthyläthylendiamin
geschmolzen. Dieses Produkt kann dann mit Äthylenoxyd, Propylenoxyd oder Trimethylenoxyd unter
Bildung der Oxaalkylen-Derivate umgesetzt werden.
Die Fumarsäuremonoester können aus den Monomaleaten sowie
die Mesaconsäuremonoester können aus den Monoestern der Citraconsäure durch Isomeriation durch Anwendung von Wärme
(z.B. 15o*-2oo°), ultraviolettem Licht, Zugabe einer kleinen
Jodmenge oder einer Kombination von zwei oder sämtlichen drei Maßnahmen dieser Art hergestellt werden.
Die erhaltenen monomeren Monaester sind im allgemeinen
Feststoffe mit hohen Schmelzpunkten, die alleine nicht leicht zu Homopolymeren polymerisierbar sind, mit Ausnahme der aus
Itaeonsäureanhydrid hergestellten Verbindungen, die homopolymerisleren,
überraschenderweise sind jedoch alle Monomeren mit einer großen Anzahl von Vinyl- und Acryleäuremonomeren mit
einer oder mehreren CH2 « CJ-^HIL Gruppen unter Verwendung eines
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freie Radikale bildenden Initiators mis einpolymerisierbar.
j Durch Verwendung von herkömmlichen, freie Radikale bildenden
Initiatoren* wie z.B. Peroxyden, Pe.rsulfaten oder Azoverbindttrtj,
kann die Polymerisation nach Schutt-, Lösungs-,
j Emulsions- oder Suspensionsverfahren bewirkt werden. Die ' Molekulargewichte hängen zu einem großen Teil von dem Mischmonomeren
ab* Polymere mit Molekulargewichten von 5.0.000 bis Soö.oqq können leicht nach Lösungsverfahren erhalten werden,
wogegeji höhere Molekulargewichte bis zu mehreren Millionen
durch Schutt-, Emulsions- und Suspensionspolymerisation erhalten
werden.
Die Lösungspolymerisation kann in Lösungsmitteln, wie z.B.
j Wasser, Dimethylformamid oder anderen der vorstehend erwähnten
Lösungsmittel durchgeführt werden, in denen die monomeren Verbindungen, beispielsweise die mit der Formel I
und alle verwendeten Misöhmonomeren löslich sind. Obgleich
die Verbindungen nach Formel I in Wasser eine angemessene
Löslichkeit haben, können diese Verbindungen sowie die an- .
deren erfindungsgemäßen Misehmönömeren, ganz gleich, ob sie
weniger oder mehr löslieh in Wasser sind, mit wasserunlöslichen
Monomeren nach einem Emulsionsverfahren misehpolymerisiert
werden* bei dem die Misehmanomeren und ein evt.
Überschuß der Verbindung nadh Formel 1 über die in Wasser
lösliche Menge durch nidht-ionische* kationische oder anionische
Emulgatoren oder geeignete Gemische derselben emulgiert
werden*
Die Polymerisation wird Mit Hilfe einen freien Radikale
bildenden Initiators oder"Katalysators, wie 2«B. einem
organischen oder anorganischen Feffoxydkatalysators* Peroxydkatalysatoreni
wie z*B» fersulfaten uni Agökatalysatoren
durchgeführt, 0,1 bis 3 % ödet» mehr am Initiators ©der K«ttp-Iyaator0,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren« können
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verwendet werden. Um ein hohes Molekulargewicht zu erzielen, werden vorzugsweise 0,1 bis QS % dee Initiators verwendet.
Beispiele vonorganischen Peroxydkatalysatören, die eingesetzt
werden können, sind Benzoylperoxyd, Acetylperoxyd, Caproylpeföxyd, Butylperbenzoat und BufeyIhydroperoxyd. Beiöpiele
von Asokatalysatoren sind Azodiisobutyronitril, AzodilBobutyraniiä,
Dimethyl-, Diäthyl- oder Dibutylazodiisobuty- !■mt. Azo- bis^(a,&-Dimethylvaleronitril), Azo-bis-(oirMethylbutyiioni.tri.1)»
AzoHbis'CoL-methyl-valeronitril), Dimethyl-' oder
Difithyl-azo-bis-raethylvalerat und dergleichen.
Insbesondere im Fall der Emulsionspolymerisation ist ein
Redoxsystem außerordentlich wirksam. Dazu kann ein orga- ■
nische« Peroxyd oder ein anorganisches Peroxyd, wie z.B.
Vaeeeritoffperoxyd, Ammoniumpersulfat, Katriumpersulfat
öder iftiiUBperBulfat in den vorstehend angegebenen Mengen
verwendet werden. Per Peroxydkataltfysator wird zweckraäßigermit
einem Reduktionsmittel, wie z.B. einem Alkali- -, bieulfit, oder -metabisulfit, -hydrosulfit oder
*hydf«iin (gekuppelt. Bie Wirkung des Redoxsystems kann durch
Verwendung eines Kettenübertragungsmittels oder eines Regulators,
wie z.B. Mercaptoäthanol oder einem anderen Mercaptan,
gesteuert werden. Ein sol.her Regulator wird auch außerhalb
von RedoxsySternen mit organischen oder anorganischen Peroxyden
und mit Azokatalysatoren, wie s.B. Azodiisobutyronitril, Azodiisobutyramid
oder Diäthylasodii^obutyrat verwendet.
Wird ein Lösungsverfahren angewendet, dann ist das unmittelbare
Produkt der Polymerisation eine viskose Lösung des Polymeren oder das Polymere fällt je nach dem besonderen.
Lösungsmittel, den besonderen Monomeren und ihren Eigenr
schäften aus der Lösung aus. Fallen die Polymeren wegen =-..
ib.rer Unlöslichkeit in der Lösung automatisch aus, ist, es ...,,
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lediglich notwendig, das Produkt zu filtrieren und das Polymere
auszuwaschen. Wenn das Produkt eine viskose Lösung des Polymeren ist, kann es durch'Zugabe eines Lösungsmittels für
das Polymerisationslösungsmittel, in tiem das Polymere unlöslMi
ist, gefällt werden, und dann kann die Suspension oder Schlämmung filtriert oder dekantiert und das Polymere
gewaschen werden. Das Lösungsmittel kann auch abdestilliert werden, um das Polymere zurückzubehalten.
Beispiele für geeignete, nichtionische Emulgatoren, die bei der Emulsionspolymerisation verwendet werden können,
sind die höheren Alkylphenoxypolyäthoxyäthanole, in denen die Alkylgruppe 6 bis 18 Kohlenstoffatome hat, wie z.B. Octyl,
Dodecyl oder Octadecyl, wobei 8 bis 5o oder mehr Oxyäthylen-' einheiten zugegen sein können. ,Beispiele von anionischen
Emulgatoren sind die höheren Fettalkoholsulfate, wie z.B. Natriumlaurylsulfat. Beispiele von kationischen· Emulgatoren
sind die höheren Alky!pyridiniumsalze, wie z.B. Laurylpyridiniumchlorid,
(OctylbenzylJ-trimethylammoniumchlorid
Beispiele von monoäthylenisch ungesättigten Verbindungen, die nach dem erfindungsger.iäßen Verfahren mischpolymerisiert
v/erden können, sind Acrylnitril, Methacrylnitril, Acryl- und /lethacrylsäure, deren Ester, Amide und Salze, Itaconsäure
und ihre funktioneilen Derivate, insbesondere ihre Ester, Ilaleinsäureanhydrid oder lialein- undfumarsäure und deren
xister, Vinylather und -ester, Vinylsulfide, -styrole
und ihre Homologen und Analogen, insbesondere die Vinyltoluole und AIy!ester der Monocarbonsäuren. Spezifische
Vinylidenverbindungen sind die Methyl-, Kthyl-, Isopropyl-,
Butyl-j tert. Butyl-, Octyl-, Dodecyl-, Octadecyl-, Octenyl-
oder Oleylacrylate, -methacrylate oder -itaconate, Dirnethyl-
- maleat oder -fünarat,. Diäthylmaleät, Diätiiylfumarat, Di-
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«·. Q —
äthylcitraconat, Diäthylchlormaleat, Dimethylaminoäthylacrylät
oder -methacrylat, tert. Butylaminoäthylacrylat oder -methacrylat, Dimethylaminopropylacrylat oder -methacrylat,
Acrylamidmethacr/lamid, M-IIethylacrylamid, N-Butylrnethacrylamidi
HydroxyäthyIvinylather, OctyIvinylather,
Dodecylvinylather, Üreidoäthylvinylather, Ureidoisobutylvinyläther,
ivthy Iviny lather, Butylvinylather, Butylvinylsulfid,
MethylvinyIsulfid, Dodecylvinylsulfid, Vinylacetat,
VinylpropiGnat, Vinyllaurat, /x-liethy!styrol, p-Methylstyrol,
p-Chlorstyrol, Viny!naphthalin usw. Wenn zwei oder mehrere
Vinylidengruppen vorliegen, deren freier Rest polymerisiert
werden kann, wie z.B. bei Divinylbenzol, Trivinylbenzol,
iithylendiacrylat oder -methacrylat, bis-(Vinyloxyäthyl)-harnstoff
oder Vinyloxyäthylacrylat oder -methacrylat, dann
werden unlösliche Interpolymers^ erhalten.
Die monomeren M"onoester von Itaconsäureanhydrid bilden
eine besondere Gruppe von Verbindungen, da sie jeweils zu Polymeren homopolymerisiert werden können, deren Molekulargewicht
gewünschtenfalls zwischen lo.ooo und mehr als 500.000 liegt. Die auf diese Weise erhaltenen Homopolymeren werden
als wass-erlÖ3liche und auch als wasserunlösliche Produkte je
nach der Hydrophilizität oder Hydrophobizität erhalten, die
ihnen durch die Substituenten, R, R° und A, verliehen werden,
wobei die langkettigen Alkylengruppen R die weniger löslichen
Monomeren bilden. Die wasserlöslichen Homopolymeren sind als Kettenappreturen, Harze zur Herstellung von,naßfesten Papieren,
Verdickern und Flockungsmitteln von Wert. Mischpolymere, die etwa 0,5 bis 2o Gew.$ oder mehr der Monoester des Itaconsäureanhydrids
mit verschiedenen Mischmonomeren enthalten, sind zur Herstellung von wertvollen Überzugsmaterialien geeignet, die
gewünschtenfalls pigmentiert sein und Weichmacher enthalten
können. Im Falle von Emulsionsmischpolymeren sind sie zur Herstellung
von wertvollen Wasserfarben geeignet. Beispiele von
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- Io -
Weichmachern, die verwendet werden können, sind Dibutylphthalat, Butylbenaylphthalat».Triphenylphpsphat, Die-nhexyladipat
, Methy labietat.g Äthylphthalyl-äthylglycolattributy!phosphat,
di-Isooetylphthalat,'und GIycerinmonoricinoleat.
Beispiele von Pigmenten sind Ruß, Titandioxyd, Ultramarinblau, Bleichromat, Kupferphthalocyaniriblau und -grün,
Zinkehromat, Zinkoxyd, Tonerden, Calciumcarbonate Bleicarbonat,
Bariumsulfat, Eisenoxyde, Toluidine, Preußischblau, Chromgelb, Pararottoner, Litholrot, Cadmiumrot und Chromoxyd.
Erfindungsgemäße Mischpolymere, die Einheiten der vorstehend beschriebenen monomeren Monoester enthalten, können dadurch
hergestellt werden, daß man zuerst ein Mischpolymeres aus einem der vorstehenden Anhydride, wie z.B. Maleinsäureanhydrid, It aconsäureanhydrid
oder Citraconsäureanhydrid herstellt und diese Mischpolymeren mit einem Alkohol der vorstehenden Formel II umsetzt.
Diese Umsetzung kann wie folgt dargestellt werden, wobei die Mischpolymereneinheiten des Maleinsäureanhydrid (Formel V)
als Vertreter der Anhydride gezeigt werden;
A- -CH- CH-
HOR-(OR0) ,-N NH —> O = C CO-R-(OR0Jn-1-II
:C C=O n-X \ /
-W- OH 0
0 -
V- II VI
Der Anteil an eingesetztem Alkohol hängt von der Menge der Anhydrideinheiten
in dem Mischpolymeren ab, das zu den erfindungsgemäßen Derivateinheiten umgewandelt werden soll. Die Mischpolymerenmenge der Dicarbonsäuremonoestereinheiten der vorliegenden Erfindung
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- ii - ■
können zwischen o,l und 5o Gte\i.-% des Mischpolymeren liegen;
für die meisten praktischen Zwecke liegen sie jedoch zwischen O9I und 2o ßew.-/fc. Bevorzugte Mischpolymeren enthalten o,l
bis 5 ßew.-$ der Picarbonsäuremonoestereinheiten, Für viele
Zwecke werden optimale Ergebnisse sogar mit Mischpolymeren erhalten, die nur etwa o,3 bis 1 Gew.-JS der erfindungsgemäßen
Einheiten in dem Mischpolymeren aufweisen.
Als die Anhydrideinheit enthaltenden Polymeren, die als Ausgangsmaterial
bei der vorliegenden Umsetzung mit einem Alkohol der Formel II verwendet werden können, können HomopοIymere
des Itaconsäureanhydrid und Mischpolymere der anderen Anhydride, wie z.B. Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid,
Gxtraconsäureanhydrid, mit anderen Monomeren verwendet werden, die wenigstens eine monoäthylenisch ungesättigte Gruppe der ■
Formel CH2=C<^ enthalten. Beispiele von Mischmonomeren, die
iri dem Mischpolymeren der Anhydride zugegen sein können, sind
Styrol, Äthylen, Propylen, Isobutylen, Butadien, Vinylester von Fettsäuren mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie z.E. Vinylacetat
selbst, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Chlortrifluoräthylen,
Tetrafluoräthylen, Acrylnitril, Methacrylnitril,
Ester der Acrylsäure, Methacrylsäure, oder Itaconsäure, wie z.B. die Ester mit Cyclohexanol, Benzylalkohol, Phenol und
Fettalkohole mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Methanol,
Äthanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Octanol, Dodecanol
und Octadecanol, Acrylamid9 Methacrylamid und N-substituierte
Acrylamide, wie z.B. N,i:-Dime thy !acrylamid, Ν,Ν-Dibutylmethacrylamid,
j-Äthyl-raethacrylamid, Vinyltoluole und
C^-Me thy !styrol. Die Mengenänteile der I-lischmonomeren können
zwischen etwa 1 und 99 % liegen. Die Gesamtmenge der Anhydrideinheiten
kann zu dem Honoester umgewandelt werden, oder es kann nur ein Teil auf diese Weise umgewandelt werden, wobei
AnhydriReinheiten in dem fertigen Mischpolymeren, das die
Säuremonoestereinheiten enthält, verbleiben.
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Die Umsetzung des die Anhydrideinheit enthaltenden Polymeren kann durch Lösen des Polymeren in einem inerten Lösungsmittel,
wie z.B. Toluol, Xylol, Terpentin, Dimethylformamid und Acetamid und anschließendes Zugeben des Alkohols der
Formel II erfolgen, wobei die Temperatur des Umsetzungsmediums bei etwa 4o bis 2oo°C gehalten wird. Im allgemeinen
werden niedrigere Reaktionstemperaturen bevorzugt, um einer Verfärbung entgegenzuwirken sowie Nebenreaktionen zu vermeiden,
wenn das Mischpolymere Estereinheiten enthält oder ein Esterlösungsmittel als Reaktionsmedium verwendet wird.
Die 0,1 bis 2o Gew.-% der Dicarbonsäuremonoestereinheiten
der vorliegenden Erfindung enthaltenden Mischpolymeren können kautschukartig bis starr sein und haben häufig ähnliche
physikalische Eigenschaften wie die Polymeren, aus denen sie durch Veresterungsreaktion nach der vorstehenden Beschreibung
erhalten werden. Lösungen solcher Mischpolymeren haben im wesentlichen die gleiche oder eine höhere
Viskosität für eine gegebene Konzentration in einem gegebenen Lösungsmittel, wie das ursprüngliche Mischpolymere, aus dem
sie erhalten wurden. In ähnlicher V/eise hängt die Löslichkeit vorwiegend von dem Ilischmonomeren ab· und ist im allgemeinen
ähnlich wie die Löslichkeit der ursprünglichen Polymeren, aus denen sie abgeleitet wurden. ·
Mischpolymere der vorliegenden Erfindung sind zur Umwandlung zu unlöslichen und unschmelzbaren Materialien durch Vernetzungsreaktionen
geeignet, die entweder durch Erhitzen des Mischpolymeren allein oder durch Umsetzung mit anderen
Reaktionsteilnehmern, wie z.B. Aldehyden und insbesondere Formaldehyd oder dazu uniwandelbaren Verbindungen bewirkt
werden. Auf diese Weise können Überzüge aus Lösungen der Mischpolymeren oder aus wässrigen Dispersionen der Emulsionsnischpolymeren
der vorliegenden Erfindung erhalten werden
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und die Filme zu unlöslichen und unschmelzbaren Schichten
durch Erhitzen bei beispielsweise Ho bis 3oo°C oder durch Behandlung mit Aldehyden, Polyepoxyden, Polyisocyanaten oder
Anhydriden der Polycarbonsäuren umgewandelt werden. Infolge der Reaktionsfähigkeit des heterocyclischen Rings in den
Einheiten der erfindungsgemäßen Mischpolymeren können außerordentlich
wertvolle Produkte erhalten ΐ/erden, die in der
Wärme, aushärtbar sind, wobei die Mischpolymeren allein oder gemischt mit anderen Harzmaterialien verwendet werden. Die
Mischpolymeren können mit verschiedenen Aminoplasten oder phenolischen Verbindungen, wie z.B. Kondensaten von Phenol
und Formaldehyd, Harnstoff und Formaldehyd, "Ν,Ν1-Äthylenharnstoff
und Formaldehyd, Melamin und Formaldehyd und deren Alkylationsprodukten mit niederen Alkoholen mit 1 bis k Kohlenstoffatomen
gemischt werden. Sie können auch zusammen mit wärmehärtbaren- Gießmassen wie z.B. Methylmethacrylat und
Polyestern, die von ungesättigten Dicarbonsäuren stammen, wie z.B. Maleinsäureester des üthylenglycols mit anderen
oder ohne andere ungesättigte Monomeren, wie z.B. Styrol,
liethylmetliaerylat usw. verarbeitet werden. Solche Materialien
sind besonders bei der Herstellung von glasfaserverstärkten
Polyestermaterialien von Wert.
Die erfindungsgemäßen Mischpolymeren können als überzugsmittel,
Imprägnierungsmittel, Gießharze oder als Beimischung in wärmehärtbaren Gießharzen verwendet werden. Die durch
Lösungspolymerisation "erhaltenen polymeren !Lösungen können unmittelbar mit oder ohne Verdünnung mit zusätzlichem Lösungsmittel
zum Imprägnieren oder überziehen verwendet werden. Polymere, die durch Massenpolymerisation oder durch Isolation
aus dem Polymerisationsmedium in Lösung, Emulsion oder Suspensionspolymerisation
erhalten werden, können unmittelbar zum Strangpressen, zur Herstellung von Filmen verwendet werden,
die freitragend sind oder unmittelbar nach dem Strangpressen auf einen Träger, der mit ihnen überzogen oder beschichtet ■
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werden soll, aufgebracht werden» Diese Polymeren können
auch in einem Lösungsmittel gelöst oder mit,Hilfe eines
Dispersionsmittels in einem, Iledium dispergiert werden, in
dem das Polymere unlöslich ist, um dann als Überzug oder
Imprägnierungsmateriai Verwendung zu finden«
Die Mischpolymeren können auf verschiedenen Materialien als
Überzugs- und Imprägnierungsmaterial aufgebracht werden, wie z.B. Papier, Leder, Holz, Glas, Metalle, die unbehandelt
oder grundiert sind, wie z.B. Eisen, Stahl, Monelmetall, Kupfer, Aluminium, Messing und Blei. Die Mischpolymeren
können als Überzüge auf verschiedene Kunststoffe aufgebracht werden, wie z.B. Poly-CmethylmethacrylatJ-mischpolymeren von
Vinylacetat und Vinylchlorid, Polyäthylen, Polyester, die durch Kondensation einer aliphatischen oder aromatischen
Dicarbonsäure (wie z.B. Phthal- oder Adipinsäure) mit einem
Glycol oder einem anderen Polyol, wie z.B. Äthylenglycol, Diäthylenglycol, Trimethyloläthan und Glycerin erhalten werden.
Die Mischpolymeren sind auch zum Pigmentieren und Bedrucken von Geweben, Rückseiten von Geweben, wie z.B. Teppichunterseiten,
als Bindemittel für Pasern in nicht gewebten Materialien und
zur Stabilisierung von Wolle von Wert. Mischpolymeren, die 5 bis 2o Gew.-% einer monomeren Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Äthylacrylat, Butylacrylat oder dergleichen
enthalten, sind zum Herabsetzen des- Schrumpfens
von Wolle von Wert. Pur diesen Zweck können sie in wässrigen
Dispersionen mit einer Konzentration von Io bis Jo % aufgebracht
werden, so daß etwa 5 bis 15.Gew.-% des Nischpolymeren
auf dem Wollgewebe abgelagert wird. Nach dem Trocknen wird · das. behandelte Gewebe während einer halben Stunde bis 15
Minuten bei 115 bis 17.10C erhitzt. Die o,5 bis 5 % oder bis
zu Io oder 2ο Gew.-% der von einem erfindungsgeraäßen Mono-.
meren stammenden Einheiten enthaltenden Mischpolymeren sind
gleichfalls ausgezeichnete Bindemittel für nicht gewebte
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Stoffe aller Art von natürlichen und synthetischen Pasern
oder FaserbündeInj die durch Luftablagerung, Kardieren
<|per Texturieren der Fasern oder Faserbündel, wie z.B.
von Kunstseide, Wolle, Zelluloseacetat und arideren Estern
und A'thern, Vinylharzen, Polymeren von Acrylonitril, Poly-(äthylenglycolterephthalat),
Glas und anderen Mineralfasern.usw. hergestellt werden. Zu diesem Zweck werden sie
in einer Menge von 5 .bis 15o Gew.-% des Bindematerials, bezogen
auf das Gewicht der Faser, oder bis zu 4οο Io verwendet.
Das behandelte fasrige Material soll getrocknet werden und dann bei 115 bis 1770C während einer halben bis 3o Minuten
erhitzt werden, um das Polymere auf demselben zu härten. Ähnliche wässrige Dispersionen, die durch Emulsionsmischpolymerisation
eines Monomeren gemäß der vorliegenden Erfindung mit Acrylsäureestern und insbesondere Butylacrylat
oder Äthylacrylat hergestellt werden, sind mit oder ohne Pigment als Grundierungsüberzug für Leder von Wert. In diesem
Zusammenhang sei erwähnt, daß die heterocyclische Gruppe offensichtlich eine chemische Bindewirkung auf die Lederstruktur
ausübt, so daß eine gute Adhäsion entsteht. Mischpolymere mit Acrylnitril, insbesondere solche, die 75 bis
9ο £ Acrylonitril enthalten, nit einer - erfindungsgemäßen Honomerenverbindung
führen zu wertvollen faser- und filmbildenden Materialien, die zu Fasern und Filnen gesponnen bzw.
gegossen werden könrm, die durch eine verbesserte Aufnahmefähigkeit
gegenüber Farbstoffen gekennzeichnet sind.
Mischpolymere einer monomeren erfindungsgemäßen Verbindung mit Acrylsäure oder Methacrylsäure dienen, wenn sie in
Schmelzen oder Lösungen von Iblyirere von Acrylonitril mit
einem Gehalt von 75 bis 9o % Acrylonitril, wie z.B. Hischpolymeren
desselben mit Vinylchlorid, Vinylacetat oder dergl.
eingearbeitet werden, zur Modifizierung der Färbbarkeit von
Fasern und Filmen, die aus denselben gebildet
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BAD
Bei allen Anwendungsgebieten als überzüge und Imprägnierungsmittel
können die Mischpolymeren nach dem Trocknen bei Ho bis 3oo°C während 1/2 bis 1 Stunde bei der unteren
Temperatur und etwa 3o Sek. bis 5 Minuten bei der oberen Temperatur erhitzt -werden. Dieses Erhitzen "wandelt das
Mischpolymere zu einem unlöslichen und unschmelzbaren Material um und macht den überzug oder die Imprägnierung
gegenüber Lösungsmitteln und gegenüber dem Schmelzen bei der Erhitzung beständig.'
Die verschiedenen, das Mischpolymere enthaltenden Einheiten
gemäß der vorliegenden Erfindung sind hinsichtlich ihrer Fähigkeit, an verschiedenen Substraten, wie z.B. vorbehandelten
oder unbehandelten Metallen, Glas, Kunststoffen, Holz, Papier, Leder und Textilien zu haften, von hervorragendem
Wert. Diese Mischpolymeren sind gleichfalls durch ausgezeichnete Dispersionseigenschaften gekennzeichnet, wodurch
die Einarbeitung von Füllstoffen und Pigmenten in Mengen von 0,2 bis 15 Gew.-% des Mischpolymeren in die überzugsmittel
oder die mit den Mischpolymeren hergestellten Gießharze, sei es in wässrigen Dispersionen oder in organischen
Medien, begünstigt wird. Die Säuregruppen bei diesen Mischpolymeren
sind gleichfalls mit Epoxyverbindungen, Isocyanaten
und Säureanhydriden reaktionsfähig, so daß überzüge, Imprägnierungen
und andere aus solchen Mischpolymeren gebildeten Massen dadurch zu unlöslichen und unschmelzbaren Materialien
umgewandelt werden können, daß man sie mit Polyepoxyden,
wie z.B. Alkylen- oder Aryüsipolyepoxyden, beispielsweise
alpha, omega-Diepoxyhexan und Isopropylidenbisphenylglycidiyläther,
mit Polyisocyanaten, wie z.B. alpha,omega-Diisocyanatohexan,
Diisocyanatophenylmethan und Tolylendiisocyanat und Säureanhydriden, wie z.B. Pyromellitsäureanhydrid umsetzt.
Die säurehaltigen Polymeren können durch rüschen mit Diazomethan
in der Halte in die Esterderivate ungewandet werden.
9 098 43/153 5
BAD
Die säurehaltigen Mohoestermischpolymeren gemäß der vorliegenden
Erfindung sind wegen ihrer hervorragenden
Adhäsion zur Herstellung von ausgezeichneten Kraftfahrzeuglacken
geeignet, die entweder als Grundierung oder Decklack
oder als beides verwendet werden und in thermoplastischem Zustand bleiben oder zu unschmelzbarem Material, je nach
Wunsch, umgewandelt werden können. Sie sind gleichfalls zur Herstellung wärmehärtbaren Emaillefarben, wie z.B. Emaillefarben
für Kühlschränke, Öfen und andere Haushaltungsgegenstände
geeignet. Zu diesem Zweck sind sie alleine von Wert oder können mit Polyepoxyharzen oder Äminoplastharzen, wie
z.3. butylierten Methylolmelaminen und Polyepoxyden, gemischt
werden, die aus bis-Phenolen, wie z.B. Bis-Phenol-A,
durch Umsetzung mit Epichlorhydrin, erhalten werden.
Eine bevorzugte Gruppe der erfindungsgemäßen Verbindungen besteht aus den Monoestern von Malein- oder Itaconsäureanhydrd|i,
insbesondere dem Malein-, Itacon-, Chlormalein- und Citraconsäuremonoester.
Diese Verbindungen werden leicht in hohen Ausbeuten und großer Reinheit aus im Handel erhältlichen
Zwischenprodukten hergestellt. Die Verbindungen sind hinsieht lieh ihrer !Combination der Funktionalitäten, wie z.B. ·
der Carboxylgruppen, des cyclischen Harnstoffs und der Unsättigung
einzigartig. Alle diese Gruppen sind für eine regulierte Kondensation oder Anlagerungsumsetzungen brauchbar,
Obgleich diese.Materialien-leicht zu Polymeren unter-dem in
der vorliegenden Erfindung beschriebenen besonderen Bedingungen umgewandelt werden, sind sie während langer Zeiträume beständig,,
selbst bei Lagerung bei Raumtemperatur. Die Funktionalität dieser Materialien nach einer Anlagerungspolymerisation
verleiht den erhaltenen Polymeren unerwartete Adhäsionseigenschaften. Diese Polymeren werden gleichfalls
leicht durch nachfolgende Umsetzung dieser funktionalen
Gruppen unter Erzielung von Pftopf-, Blockpiymeren- oder
909843/1535 BADORIGtI^
1^
unlöslichen Polymeren, wie in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung angegeben, modifiziert.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, und die angegebenen Teile und Prozentsätze sind,
sofern nicht anderweitig angegeben, gewichtsbezogen.
Ein Gemisch von 26o,o g (2,0 Mol) N-(ß-Hydroxyäthyl)-NjN'-äthylenharnstoff,
igß g (2,0 Mol) Maleinsäureanhydrid,
und 3oo,oo. g frisch destilliertes Acetonitril wird unter Rühren sechs Stunden am Rückflußkühler behandelt. Ein Teil
des Acetonitril wird unter verringertem Druck entfernt Der Rückstand wird auf 0-5°0 gekühlt und das ausgefällte Produkt
wird durch Ümkristallisätion aus Methanol gereinigt. Man
erhält eine etwa 32,1 %-ige Ausbeute von ß-(Äthylenureido)-äthylsäuremaleat
mit einem Schmelzpunkt zwischen 12o und 1230C. Das Produkt enthält 12,5 % Stickstoff mit einer
Säurezahl von 247 gegenüber den berechneten Werten von
12,28 % Stickstoff und einer Säurezahl von 245,9.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei Chloroform
anstelle von Acetonitril verwendet wird. Das ausgefällte Produkt wird durch Umkristallisation aus Methanol
gereinigt. Man erhält eine etwa 49,2 $-ige Ausbeute von ß- ■
(Ä"thylenureido)-äthylsäuremaleat mit einem Schmelzpunkt
zwischen 125 und 1270C. Das Produkt enthält 12,3 % Stickstoff
mit einer.. Säurezahl von 246 gegenüber den berechneten
Werten von 12,28 % Stickstoff und einer Säurezahl von 245,9·
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BAD
19 - " ·
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei
Methylendichlorid anstelle von Acetonitril verwendet wird. Das ausgefällte Rohprodukt wird filtriert, um eine
etwa 4?,7 %-ige Ausbeute von ß-(Äthylenureido)-äthylsäuremaleat
mit einem Schmelzpunkt zwischen 126 und 1290C
zu erhalten. Das Produkt enthält 12,3 £ Stickstoff mit
einer Säurezahl von 2H6 gegenüber den berechneten Werten von Beispiel 1,
Ein gerührter Schmelzfluss von 228 g (1,0 Mol) ß-(IT,N'-A'thylenureido)-äthylsäuremaleat,
das ein Jodkristall enthält» wird eine Stunde bei 15o°C gehalten. Nach dem
Kühlen werden die Feststoffe mit MethylenChlorid gewaschen
und aus Methanol umkristallisiert; man erhält ß— (ΙΤ,ΙΤ1 —
Äthylenureido)-äthylsäurefurmarat. Das Produkt enthält
12j5 % Stickstoff mit'einer Säurezahl von 2kG gegenüber
den berechneten Vierten von 12,28 % Stickstoff und einer
Säurezahl von 2*i5,9.
Bine Lösung von 13o, ο g (l,o Mol) IJ-(ß-Iiydroxyäthyl)-WjN'-äthylenharnstoff
und 112,ο g (l,o Hol) Itaconsäureanhydrid in 2oo ecm trockenem Acetonitril wird unter Rühren
fünf Stunden am Rückflußkühler behandelt. Die Hauptmenge
des Acetonitril V7xrd unter verringertem Druck entfernt und
der Rückstand wird aus Methanol umkristallisiert und ergibt ß-CHslT'-ÄthylenureidoJ-äthylsäureitaconat. Das Produkt enthält
11,8 Γ Stickstoff .mit einer Säuresahl von 234 gegenüber
den berechneten Vierten von 11,5-6 7- Stickstoff und einer Säurezahl
von -232so,
9Q9843/1535
BA15ÖRI01W.
BA15ÖRI01W.
- 2ο Beispiel 6;
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei der erste Reaktionsteilnehmer durch 316 g N-(ß-Hydroxypropyl)-Ii,N'-propylenharnstoff
der folgenden Formel
GII-CEL
HO-
-N' XNH
ersetzt wird und 224 g Itaconsäureanhydrid verwendet, werden.
Als Produkt erhält man ß-(N,N'-Propylenureido)-propylsäureitaconat,
wie durch Stickstoffanalyse und Säurezahl bestimmt
xvurde. .
Beispiel 5 wird wiederholt, wobei der erste Reaktions-
'■ teilnehmer durch 174 g N-(Hydroxyäthoxyäthyl)-N,N1 äthylenharnstoff
ersetzt wird, !lan erhält ß-(N,N'-Äthylenureido)-äthoxyäthylsäureitaconat.
·.
Eine Aus gangs charge, die aus 12, ο g ß~(n,U'-Ä'thylenureido)-äthylsäuremaleat,
37^5g liethylmethacrylat, 21o,o g
Styrol, 0,25 6 Methacrylsäure, 0,16 g Benzoylperoxyd, l4o,o g
to n-But£5|a,lo und 35,2 g Toluol besteht, wird in ein Glasreak-
J0 tionsgefäß mit Stickstoffatmosphäre gegeben. Das Gemisch wird
^ in dem Kolben gerührt, auf loo-lo2°C erhitzt und bei dieser
ω'Temperatur eine Stunde gehalten. Unmittelbar danavlch wird
.-* eine zweite Charge, die aus 337,93 g Hethylmethacrylat,
w 2,27 g Methacrylsäure, 1,46 g Benzoylperoxyd und 316 g
*" Toluol besteht, im Verlauf einer Stunde zu dem teilv;eise
polymerisierten Reaktionsgemisch gegeben>
während die Reaktionstemperatur bei Ioo-lo2° gehalten v.drd. Die Temperatur
wird fünf Stunden beiIoo-lo2° gehalten und dann auf io7-lo9°C
erhöht. 3>4 1/2, 6 1/2 und 8 1/2 Stunden nach Beginn der
Polymerisation wird die Reaktion mit 0,6 g, 0,6 g, 0,3 g
bzw. 0,3 S großen Mengen Benzoylperoxyd erneut katalysiert.
Nach insgesamt 12 Stunden wird das Harz mit 352,Qg Toluol
verdünnt. Die Zusammensetzung des fertigen Mischpolymeren
ist im wesentlichen ein Gemisch eines Mischpolymeren mit einer Gesamtzusamraensetzung von 62,58 Gew.-% Methylmethacrylat,
35jO % Styrol, 2,ο % Harnstoffderivat und 0,42 %
Methacrylsäure mit einem .Toluol und n-Butanol im Verhältnis von 85:15 enthaltenden Lösungsmittelsystem. Die Gardner-Eoldt-Viskosität
ist Y bei etwa 4o % Feststoffen.
Eine Charge von 166,ο g Methylmethacrylat, 146,5 g Äthylacrylat,
1,25 g Benzoylperoxyd und'2o8,o g Toluol wird im Verlauf einer Stunde in ein Reaktionsgefaß aus Glas gegeben,
das 12,5 g ß-(fithylenureido)--äthylsäuremaleat,
175>og Styrol und 125,ο g n-Butanol enthielt und durch
äußeres Erhitzen auf lo4-lo5°C gehalten wurde. Das Gemisch in dem Kolben wird während der Zugabe und der anschließenden
Umsetzung unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Die Temperatur
wird bei lo4-lo5°C zwei Stunden gehalten und dann während der
restlichen zehnstündigen Polymerisation auf I07-I08 C erhöht.
2,- 4 und 6 Stunden nach Beginn der Polymerisation wird
die Umsetzung' mit 0,5 großen Mengen Benzoylperoxyd erneut
katalysiert. Nach Ablauf von sechs Stunden wird das Reaktionsgewisch
mit 167,ο g Toluol während eines Zeitraums o von 45 Minuten verdünnt. Weiteres Erhitzen während insgesamt
12 Stunden beendet den Polymerisationscyklus. Die fertige .
■*-■ Zusammensetzung ist im wesentlichen ein Gemisch, das aus
•^ 35,2 Gew.-% Methylmethacrylat, 35>° % Styrol, 29S3 .5Ä. Xthyl-
^ acrylat und 2,5 % des Harnstoffderivats in einem Toluol und
ω n-Butanol in einem Verhältnis von 75=25 enthaltenden Lösungs-
mittelsystem besteht. Die Gardner-Holdt-Viskosität ist %-1
. bei etwa 5οίί Peststoffen. ; eAD OftiGlNAl
Eine Ausgangscharge von 12,ο g ß-fithylenureidoäthylsäuremaleat,
93,o g Methylmethacrylat, 12o g Styrol, 0,5 g Methacrylsäure, ο,39 Benzoylperoxyd, I4o,o g n-Butanol
und 7o,4 g Toluol wird in ein Reaktionsgefäß-aus Glas
rait Stickstoff atmosphäre gegeben. Das Geraisch in dem Kolben wird gerührt, auf loo-lo2°C erhitzt und bei dieser Temperatur
während einer Stunde gehalten. Unmittelbar danach wird eine zweite Charge aus 372,4 g Hethylmethacrylat,
2,og Methacrylsäure, 1,2 g Benzoylperoxyd und 281,6 g
Toluol im Verlauf einer Stunde zu dem teilweise polymerisierten .Reaktionsgemisch gegeben, während die ümsetzungstenperatur
bei loo~lo2°C gehalten wird. !lach Ablauf von 2 3/4 Stunden wird das Gemisch mit 4o8,o g Toluol während
45 Hinuten verdünnt. Rühren und Erhitzen werden bei loolo2°C
festgesetzt. 3 und 4 1/2 Stunden nach Beginn der Polymerisation wird das Reaktionsgemisch mit o,6 g großen
Hengen Benzoylperoxyd erneut katalysiert. Die Temperatur wird fünf Stunden bei loo-lo2°C gehalten und dann auf Io7~
Io9 C erhöht. Iiach insgesamt 12 Stunden wird das Harz mit
5oo,o g Toluol verdünnt. Die fertige Ilischpolymerenzusammensetzung
ist im. wesentlichen ein aus 77j58 Gew.% Methylmethacrylat , 2o,o % Styrol, 2,ο % des Harnstoffderivate und
o,42 % Methacrylsäure bestehendes Gemisch in einem Toluol
und n-Butanol in einem Verhältnis von 9o:lo enthaltenden
Lösungsmittelsystem. Die Gardner-Holdt-Viskosität ist G bei
etwa 3o % Feststoffen.
Eine Charge von 241,ο g Hethylmethacrylat, Ιοο,ο g Styrol,
146,og Äthylacrylat, 1,25 g Benzoylperoxyd und 243,ο g Toluol
wird im Verlauf von zwei Stunden in ein Reaktionsgefäß aus
Glas gegeben, das 12,5 g ß-(Äthylenureido)~äthylsäurc3B&leat,
909843/1535
125 g n-Butanol und 243,ο g Toluol enthält und bei Io4-Io5
C durch äußeres Erhitzen gehalten wird. Das Gemisch
in dem Kolben wird während der Zugabe und anschließenden Umsetzung unter einer Stickstoffeharge gerührt. Die Temperatur
wird 2 Stunden bei lo4-lo5GC gehalten und dann während der restlichen 8-stündigen Polymerisation auf lo7-lo8°C erhöht.
2,4 und 6 Stunden nach Beginn der Polymerisation wird
die Reaktion mit o,5 g großen Mengen Benzoylperoxyd erneut
katalysiert. Wach insgesamt 8 Stunden wird das Harz mit
139»og Toluol verdünnt. Die fertige Mischpolymerenzusammensetzung
ist im wesentlichen ein Gemisch von 48,2 Gew.-%
Methylmethacrylat, 2o,o % Styrol, 29,3 % Äthylacrylat und
2,5 % Harnstoffderivat in einem Lösungsmittelsystem, das
Toluol und n-Butanol in einem Verhältnis von 83:17 enthält.
Die Gardner-Holdt-Viskosität ist K bei etwa 4o % Peststoffen.
Das Verfahren des Beispiels 8 viird wiederholt, wobei in
der anfänglichen Monomerencharge anstelle des Harnstoffderivate
12,0 g ß-(Äthylenureido)-äthylsäurefumarat verwendet
werden.
Das Verfahren des Beispiels 8 wird wiederholt, wobei in
der anfänglichen Monoinerencharge anst.elle des Harnstoffderiväts
12,0 g ß-(Athylenureido)-äthylsäureitaconat verwendet
werden.
Eine Charge von 241,0 g liethylinethacrylat, Ιοο,ο g Styrol,
146,ο g Äthylacrylat, 5S37 g Ilaleinsäureanhydrid und 1,25 g
Benzoylperoxyd wird im Verlauf von 2 Stunden in ein Reaktionsgefäß
aus Glas gegeben, das 436,ο g Toluol enthält und
am "Rückflußkühler v;ährend äußeren Erhitzen gehalten i;ird.
909843/1535 J
BAD
Das Gemisch in dem Kolben wird während der Zugabe und darauffolgenden Umsetzung unter einer Stickstoffatmosphäre
gerührt. Die Rückflußbehandlung wird fortgesetzt, und nach
zwei, vier und sechs Stunden wird die Polymerisation mit 0,5 g großen Mengen Benzoylperoxyd efneut katalysiert.
Wach insgesamt acht Stunden ist der Polymerisationszyklus beendet. Dann werden 7,13 g N-(ß-Bydroxyäthyl)-äthylenharnstoff
zu der Reaktion zugegeben und die Rückflußbehandlung wird weitere 24 Stunden fortgesetzt. Eine Verdünnung
mit 125 j ο gn-butanol und 139,ο g Toluol beendet das
Reaktionsverfahren. Die endgültige Mischpolymerenzusainmen- ■
setzung enthält 48,2 Gew.-£ Ilethylmethacrylat, 2o,o % Styrol,
29 j 3 % äthylacrylat und 2,5 c,j des Harnstoff derivate in einem
Toluol und n-butanol in einem Verhältnis von 83:17 enthal-*
tenden Lösungsirittelsystein. Die Gardner-Holdt-Viskosität
ist K bei etwa 4ο % Peststoffen.
Die in den folgenden Beispielen verwendeten Testverfahren zur Bestimmung von Härte, Beständigkeit gegenüber Benzin,
Glanz, Wasserfleckenbildung, Klebeband-Haftfähigkeit, Biegsamkeit
und Beständigkeit gegenüber Fleckenbildung durch Teer sind auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuglacke bekannt.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Tests:
Die Härte wird anhand der Stärke einer mit einem Diamanten eingeritzten Kerbe auf der Oberfläche mit Hilfe eines
Tukon-Härte-Testgeräts berechnet. Je höher der Knoop-Wert
liegt, desto härter ist der überzug. Bei Kraftfahrzeuglacken liegt der Knoop-Wert im Bereich von 3 bis Io.
Das Erweichen durch Benzin wird mit Hilfe einer Testflüssigkeit bestimmt, die 8o % Diisobutylen und 2o % Toluol (Gew.-%)
enthält. Ein mit der Flüssigkeit getränktes Stoffpolster wird
mit der überzogenen Oberfläche in Berührung gebracht und mit einem Uhrglas bedeckt. Wach einstündiger Einwirkung werden
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BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
das Stoffpolster und Uhrglas entfernt, und die überzogene
Oberfläche wird mit einem Fingernagel gekratzt, um festzustellen, ob irgendeine ernsthafte .Erweichung stattgefunden
hat. J'ede Bildung von Blasen oder Lösungsmittelwaschringen wird beobachtet. Der Glanz wird durch ein 6o°-Photovolt-Glanzmessgerät
bestimmt, das die Reflexion in % mißt.
Die Wasserfleckenbildung wird auf Testplatten beobachtet, die l.ooo Stunden in einer Kammer einer relativen Feuchtigkeit
von loo % und 380C ausgesetzt werden. Diese Beobachtungen!
werden vorgenommen, nachdem die Platte wieder in normale Raumbedingungen gebracht worden war. Jede Bildung von Blasen,
Sprüngen oder Rissen wird beobachtet.
Bei dem Klebeband-Haftfähigkeits-Test wird ein "X" auf einer Ecke der Testplatte mit Hilfe einer Rasierklinge
eingeritzt, ein Scotch-Zellophan-Klebeband mit einer Länge von 2,5^ cm wird darauf aufgebracht, das mit einem Ruck
entfernt wird, indem man ein überhängendes Stück des Klebebandes in einem Winkel von etwa 15° zu der Oberfläche abzieht.
Es wird festgestellt, wieviel von dem überzug dabei abblättert.
Die Biegsamkeit wird als befriedigend angesehen, wenn die I überzogene Platte um I8o° um eine Spindel von 9,5 nun ;
Durchmesser mit der überzogenen Oberfläche nach außen so gebogen werden kann, daß der überzug nicht beschädigt wird oder
sich von der Platte ablöst»
Teerfleckenbildung wird nach 24-stündigem Kontakt der Lackoberfläche
mit einer Cutback-Masse Nr. 2 beobachtet. Falls der Teer abgewischt werden kann, ohne daß eine Verfärbung der
Lackoberfläche eintritt, wird der überzug als fleckenbeständig angesehen.
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6AO ORIGtNAt.
- 26 Beispiel Ig:
(a) Eine Paste von 45 Teilen Titandioxyd, Io Teilen des
Acetats des Monoäthylathers von Äthylenglycol, im nachstehenden
der Einfachheit halber "AMEQ" genannt, und 45 Teilen
einer J>o JS-igen Lösung eines Mischpolymeren, mit einer Viskosität,
die einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 80.000 bis 90.000 entspricht, in einem Lösungsmittel
aus einem .Gemisch von Toluol, Methyläthylketon und n-Butanol
in einem Verhältnis von 45:45:Io wurde dreimal in einer
3-Walzen-Mühle gemahlen.
(b) Es wird ein Lackgemisch dadurch hergestellt, daß man loo Teile der gemahlenen Pigmentpaste mit 235 Teilen der
gleichen 3o $-igen Mischpolymerenlösung, 21 Teilen Butylbenzylphthalat
und 394 Teilen eines Lösungsmittelgemischs, da3 aus Toluol, Aceton und AMEG bestand und bei Raumtemperatur
ein Verhältnis von 42,5 : 42,5 : 15 hatte, mischt.
Die erhaltene Zusammensetzung hat ein Pigment-Bindemittel-Verhältnis
von 3o:7o, ein Mischpolymeren-Weichmacher-Verhältnis
von 8o-2o und einen 2o ^-igen Feststoffgehalt nach Verdünnung zu einem Sprühmittel, dessen Viskosität nach.
11,5 Sekunden Ford Cup Mr. 4 entsprach.
(c) Der Lack wird aufgesprüht, so daß eine trockene Filmstärke von o,64 mm auf gebonderten Stahlplatten erhalten
wurde, die mit einem aus Eisenoxyd-poly-(vic-epoxyd)-harz
bestehenden Grundiermittel für Kraftfahrzeuge überzogen waren. Der Überzug wurde 15 Minuten an der Luft und dann
bei 82° dreißig Minuten im Ofen getrocknet.
(d) Der erhaltene Überzug hatte eine Härte nach Knoop
von etwa 9. Er ist beständig gegenüber Benzin, Fleckenbildung durch Teer und zeigt keine Wasserflecken. Er zeigt
909843/1535
eine gute Adhäsion, bei dem Klebeband-Haftfähigkeits-Test wurde nichts von dem überzug abgezogen. Er hatte eine gute
Biegsamkeit. Er hatte einen guten Glanz, selbst in unpoliertem Zustand.
Beispiel 15 wird mit der Abweichung wiederholt, daß das Mischpolymere nach Beispiel 9 verwendet wird. Es wurden
ähnliche Ergebnisse erzielt.
Beispiel 15 wird unter Verwendung des Mischpolymeren nach Beispiel Io wiederholt. Es wird ein guter Glanz bei nicht
polierten überzügen zusammen nit einer Beständigkeit gegenüber Teerfleckenbildung, Benzin- und Wasserfleckenbildung
erzielt. Die überzüge hatten ein gutes Haftvermögen und
eine {jute BieGsamkeit.
Beispiel 15 wird unter Verwendung des Mischpolymeren nach
Beispiel 11 wiederholt und es werden vergleichbare gute Ergebnisse hinsichtlich Härte, Glanz, Haftvermögen und
der Beständigkeit gegenüber Teefleckenbildung, Benzin- und Wasserfleckenbildung erzielt.
O Beispiel 19:
♦* Beispiel 15 wird unter Verwendung des Mischpolymeren nach
«^ Beispiel 12 wiederholt. Es werden ähnliche Ergebnisse er-
£J5 halten.
Beispiel 2o; Nach dem Verfahren des Beispiels 15»jedoch unter Verwendung
des Mischpolymeren nach Beispiel 13, wurden überzüge
mit gutem Glanz, selbst in nicht, poliertem Zustand erzielt.
Der Überzug wurde jedoch als. Decküberzug über eine untere Schicht aufgebracht, die aus einem Epoxyhydroxyätherharz
bestand, das nit 4,^6 #-iger Phosphorsäure verestert
worden war. (Beispiel 3, U.S.-Patent 2.887·4o4).
Beispiel .21:
Beispiel 15 wurde unter Verwendung des Mischpolymeren
nach Beispiel Ik unter Erzielung von vergleichbaren guten
Ergebnissen hinsichtlich Lärte, Glanz, Haftvermögen und Be-.
ständigkeit gegenüber Teerfleckenbildung, Benzin- und Wasser flockenbildung wiederholt.
09843/153,5':.
BAD
Claims (2)
1. Additionsiais copolymere, bestehend aus O5I bis 2o Gew.;.;
Einheiten von Estern aus .■■ia.lein-, Fumar-, Clilorrnalein-,
Citracon-, llesacon- oder Itaconsäure mit einem Cyclodiazolam-2-on
der allgemeinen Formel:
KÖR- (OR0 Jn-1-Kx >ili
in der H eine Alkylertgruppe mit-2 bis 8, vorzugsweise
2 bis 3 C-Atomen, bei der wenigstens 2 C-Atome eine beiderseits an je ein Heteroatom Sauerstoff oder Stickstoff
gebundene Kette bilden, R° eine 2 bis 3 C-Atorae enthaltende Alkylengruppe, in der wenigstens 2 C-Atome
eine beiderseits an je ein Heteroatom gebundene Kette
bilden, η eine ganze Zahl von 1 bis lo, A eint 2 bis 3
C--Atome enthaltende Alkylengruppe, wobei v.-enigstens 2
O-Ätor.ie sich zwischen den benachbarten Il-Atoruen befinden,
und einem Rest aus Einheiten wenigstens eines anderen monoäthylenisch ungesättigten mischpolymerisierbaren Honoraeron
in polymerisierter Form.
2. /erfahren zur Herstellung von Polymerisaten, dadurch
ge kenn zeichnet, , daß man monomere I'ionoester aus Ilaleinsäur-3,
Fuiiiarsäürej Ohlormaleinsäure, Citraconsäure, Mesa-Gonsaure
oder Itakonsilure und Cyclodia3olidin-2-one der
allgoueinen Formel:
909843/1535,-BAD ORIGINAL
- 3ο -
HOR - (0n°)n-1 - N^ ill-!
it ■
•0 -
in der R eine 2 bis 8 G-Atome enthaltende Alkylengruppe,
in der wenigstens 2 C-Atome eine beiderseits an je ein heteroatom Sauerstoff oder Stickstoff gebundene
Kette bilden, R eine 2 bis 3 C-Atome enthaltende Alkylengruppe, in der wenigstens 2 C-Atome eine beiderseits
an je ein Heteroatom gebundene Kette bilden, η eine ganze Zahl vonl bis Io, A eine 2 bis 3 C-Atome enthaltende
Alkylengruppe bedeuten, im Gemisch mit monomeren,wenigstens
eine äthylenisch-ungesättigte Gruppe der Formel CHp = CmT enthaltenden Verbindungen in Gegenwart eines radikalischen
Katalysators polymerisiert oder daß man die Anhydride von I-Iäleinsäure, Chlormaleinsäure, Citraconsäure
oder Itaconsäure in Gemisch mit monomeren, wenigstens
eine äthylenisch-ungesättigte Gruppe enthaltenden Verbindungen in Gegem/art eines raciikalischen Katalysators
polymerisiert und anschließend mit Cyeloaiazolidin-2-onen
der obigen allgemeinen Formel umsetst.
Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man die monomeren Ilonoester aus Itaconsäure
und Cyclodiaaolidin-2-onen, die der in Anspruch i
angegebenen allgemeinen Formel entsprechen, für sich
allein in Gegenwart eines radikalischen Katalysators polymerisiert oder daß man polymerisiertes Itacon'allureanhydrid
mit Cyelodiasolidin-2-onen umsetzt, die der in Anspruch 1'
angegebenen allgemeinen Formel entsprechen.
909843/1535
BAD J
Verfahren nach Anspruch 2 und. J>>
dadurch gekennzeichnets daß als radikalische Katalysatoren organische oder anorganische
Peroxyde oder Peroxydlcatalysatoren oder Azokatalysatoren in einer lien^e von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent,
auf das MonomerenLe samt gewicht bezofjeii» verTrondet vierden,
bei der Emulsionspolymerisation vorzugsweise ein■-Redox-Katalysator-Gysteiii.
Für: ROIIM ΐ- HAAo COHPAUY,
Philadelphia, Ta., V.St.Δ«
"cchtsanv;alt
9098A3/1535 .,
BAD ORlOlNAl.
BAD ORlOlNAl.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US112507A US3194792A (en) | 1961-05-25 | 1961-05-25 | Unsaturated dicarboxylic monoesters, polymers thereof, and methods of preparation |
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DE1520637B2 DE1520637B2 (de) | 1970-06-04 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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