DE1570757B2 - Verfahren zur herstellung von dispersionen von vernetzbaren additionspolymeren in kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von dispersionen von vernetzbaren additionspolymeren in kohlenwasserstoffenInfo
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- DE1570757B2 DE1570757B2 DE1964J0026314 DEJ0026314A DE1570757B2 DE 1570757 B2 DE1570757 B2 DE 1570757B2 DE 1964J0026314 DE1964J0026314 DE 1964J0026314 DE J0026314 A DEJ0026314 A DE J0026314A DE 1570757 B2 DE1570757 B2 DE 1570757B2
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Description
JO
Bei Verwendung von Lösungen von Additionspolymeren in organischen Flüssigkeiten zur Herstellung
von Dispersionen ist es häufig erwünscht, ein Polymer zu verwenden, das nach dem Aufbringen zu einem
zäheren und widerstandsfähigeren Überzug vernetzt werden kann. Dies kann in der Weise erreicht werden,
daß in das Polymer eine Verbindung mit reaktionsfähigen Gruppen, die in Gegenwart einer anderen
komplementären reaktionsfähigen Gruppe im Additionspolymer die Ketten des Polymers vernetzt, eingearbeitet
wird. In Überzugsmassen des Lösungstyps sind jedoch die beiden Typen von reaktionsfähigen
Gruppen nicht voneinander getrennt. Dies führt dazu, daß die Masse nicht lagerungsbestandig ist. Es ist
deshalb notwendig, die den komplementären Typ von reaktionsfähigen Gruppen enthaltende Verbindung unmittelbar
vor Verwendung der Lösung des Additionspolymers zuzugeben.
Es wurde nunmehr gefunden, daß bei Dispersionen von vernetzbaren Additionspolymeren in organischen
Flüssigkeiten es möglich ist, dieses Mischen vor der Herstellung eines Überzugs zu vermeiden, wenn man
zwei verschiedene Additionspolymere verwendet, in denen zwei verschiedene, miteinander komplementäre
reaktionsfähige Gruppen vorliegen, und wenn mandafür sorgt, daß diese verschiedenen reaktionsfähigen
Gruppen nicht vorzeitig miteinander in Reaktion treten können.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von vernetzbaren Additionspolymeren
in Kohlenwasserstoffen durch Polymerisation von äthylenisch ungesättigten, im Kohlenwasserstoff
iösiichen Monomeren in Gegenwart eines
Dispersionsstabilisators, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einer Stufe des Verfahrens ein äthylenisch
ungesättigtes Monomer mit einem einen Typ von reaktionsfähigen Gruppen enthaltenden äthyle-
45 nisch ungesättigten Mischmonomeren copolymerisiert
und daß man nach Copolymerisation des gesamten Mischmonomers in einer weiteren Stufe des Verfahrens
äthylenisch ungesättigtes Monomer mit einem zweiten äthylenisch ungesättigten Mischmonomer copolymer,-siert
das einen komplementären Typ von zur Reaktion'mit d».n reaktionsfähigen Gruppen des ersten
Mischmonomers fähigen Gruppen ausweist, wobei die Anteile der Mischmonomere so gewählt werden, daß
in jedes Polymermolekül 5-75 reaktionsfähige Gruppen eingeführt werden.
Es hat sich gezeigt, daß beim ertindungsgemaßen Verfahren
die in der ersten Stufe der Polymerisation gebildeten feinen Polymerteilchen in derzweitenStufe weiterwachsen
Das hat zur Folge, daß die reaktionsfähigen Grunpen des ersten Mischmonomers im Kern eines
Polvmerteilchens und die damit komplementären reaktionsfähigen Gruppen des zweiten Mischmonomers in
der Hülle des Polymerteilchens angeordnet werden. S.e sind somit räumlich getrennt und können höchstens
an der Grenzfläche zwischen Kern und HuHe miteinander
in Reaktion treten. Wenn e.ne solche Dispersion als Überzug auf einen Gegenstand aufgebracht
wird und wenn die Dispersionsflüss.gke.t verdampft, dann verlaufen die Polymerteilchen ineinander, so daß
die verschiedenen komplementären reaktionsfähigen Gruppen miteinander in Reaktion treten können und
die gewünschte Vernetzung des Überzugs erhalten
W'üas erfinderische Konzept der räumlichen Trennung
der Polymere mit unterschiedlichen reaktionsfähigen Gruppen durch Anordnung derselben in bestimmten
Zonen eines Dispersionsteilchens ist natürlich nicht auf einen solchen Aufbau beschränkt, bei welchem
im Kern ein Polymer mit einer Art von reaktionsfähiger Gruppe und in einer Hülle das Polymer mit
der komplementär reaktionsfähigen Gruppe angeordnet ist Beispielsweise kann man, wie dies bei der Herstellung
von Polymerdispersionen üblich ist, zunächst Impfkeime herstellen, auf welche man dann die erste
Art von Polymer mit einer Type von reaktionsfähigen Gruppen aufbringt und anschließend auf diesen Teilchen
die andere Type von Polymer erzeugt. Es ist auch möglich die beiden Arten von Polymeren voneinandei
zu trennen, indem man zwischen der Herstellung des Polymers mit einer Art von reaktionsfähigen Gruppe
und der Herstellung des Polymers mit der komplementären Art von reaktionsfähigen Gruppe e.ne
Schicht aufbaut, die überhaupt keine reaktionsfähige Gruppe enthält, indem man nach der Herstellung
des Polymers mit einer Art von reaktionsfähiger Gruppe eine Zeit lang nur Hauptmonomer zufuhrt
wodurch eine Trennschicht gebildet wird.
Bei der Herstellung von Dispersionen von Additions polymeren in organischen Flüssigkeiten durch Poly
merisieren von äthylenisch ungesättigten Monomerer in der organischen Flüssigkeit werden unlösliche Poly
merteilchen gebildet, die in der organischen Flüssig keit durch einen Stabilisator stabilisiert werden. Solchi
Stabilisatoren enthalten üblicherweise zwei Kompo nenten, von denen eine mit dem Polymerteilchei
assoziiert wird und von denen die andere durch dii organische Flüssigkeit solvatiert wird. Ein solcher Sta
biiisator kann während der Polymerisation selbst da durch hergestellt werden, daß in der organischen Flüs
sigkeit während der Polymerisation ein polymerer Vor läufer vorhanden ist, mit dem ein Teil des Haupt
monomers ein Block- oder Pfropfcopolymer bildet. De
polymere Vorläufer, der mit dem Hauptmonomer copolymerisiert
ist, besitzt dabei Ketten, die von der organischen Flüssigkeit solvatisiert werden. Die so erhaltenen
Stabilisatormoleküle werden mit dem aufpolymerisierten
Teil assoziiert, wobei die , polymeren Vorläufer stammenden Polymerkettei absteher,
und von der organischen Flüssigkeit solvatisiert werden, so daß die Polymerteilchen in Dispersion gehalten
werden.
Der erzielbare Vernetzungsgrad hängt von der Anzahl der reaktionsfähigen Gruppen in den Polymermolekülen
ab. Er hängt auch in bestimmtem Ausmaß vom Molekulargewicht des Polymers ab; niedermolekulare
Polymere werden im allgemeinen in einem höheren Maße vernetzt als höhemiolekulare Polymere.
Wie erwähnt, werden solche Anteile an Mischmonomeren verwendet, daß jedes Polymermolekül 5-75
reaktionsfähige Gruppen enthält. Die Anzahl der reaktionsfähigen Gruppen kann durch entsprechende Auswahl
der Mischmonomere und durch entsprechende Auswahl der Mengen derselben auf den obigen Wert
eingestellt werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen können durch Entfernen der organischen Flüssigkeit
bei einer Temperatur unterhalb des Erweichungspunkts der Polymerteilchen in ein Pulver übergeführt werden.
Beispielsweise kann die Verdampfung unter vermindertem Druck durchgeführt werden. Die Polymerteilchen
können auch durch Zentrifugieren von der organischen Flüssigkeit getrennt werden. Die trockenen
Pulver können als Überzugsmaterialien in Wirbelbe-
2(1
JO schichtungsverfahren oder als Preßpulver verwendet
werden. Sie lassen sich außerdem in Plastisolmassen durch Dispergieren in einem Weichmacher verarbeiten.
Beispiele für Hauplmonomere, die beim erfindungsgemäßen
Verfahren verwendet werden können sind Ester von Acryl- bzw. Methacrylsäure, Styrol und dessen
Derivate, Vinylester, Vinylhalogenide, Vinyläther sowie einfach und mehrfach ungesättigte Olefine. Besonders
brauchbare Acryl- bzw. Methacrylsäureester sind diejenigen von Alkoholen von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
wie z.B. Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Butylmethacrylat und 2-Athoxyäthylmethacrylat
sowie Äthylacrylat. Es ist auch möglich, diese Ester mit einem höheren Alkylester, wie z. B. Laurylmethacrylat,
zu copolymerisieren. Weitere spezielle Beispiele für Hauptmonomere sind o-Methylstyrol,
Vinyltoluol, Divinylbenzol, Vinylacetat, Vinylstearat,
Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinyläther von Q- bis C4-Alkanolen, Äthylen und Propylen.
Die reaktionsfähigen Gruppen, mittels derer die Vernetzung erreicht werden kann, werden mit Hilfe eines
kleinen Anteils eines die Gruppen enthaltenden Mischmonomers in das disperse Polymer eingearbeitet.
Obwohl das Hauptmonomer in beiden Stufen vorzugsweise dasselbe ist, kann man gegebenenfalls in
den beiden Stufen verschiedene Hauptmonomere verwenden.
In der Folge ist eine Aufstellung von reaktionsfähigen Gruppen bzw. Monomeren angegeben, die zu
vernetzbaren Polymeren führen.
Reaktionsfähige Monomere
Gruppen
Gruppen
Komplmentäre reaktionsfähige Gruppen Monomere
Carbonsäure Acrylsäure Epoxy
Methacrylsäure
Maleinsäure
Alkylhydrogenmaleat
Itaconsäure
Citraconsäure
Crotonsäure
Methylenmalonsäure beziehungsweise
Maleinsäure
Alkylhydrogenmaleat
Itaconsäure
Citraconsäure
Crotonsäure
Methylenmalonsäure beziehungsweise
Amin
beziehungsweise Vinylsulfonsäure
Sulfonsäure
Sulfonsäure
beziehungsweise Vinylphosphonsäure
Phosphonsäure
Phosphonsäure
beziehungsweise Hydroxy methylamid Alkoxymethylamid Dialkylaminomethylamid
Alkylcarbonyloxy methylamid Glycidylacrylat GlycidylmethacryJat
Epoxyalkylacrylate Epoxyalky !methacrylate
Allylamin
Ketimine von Aminoalkylacrylaten
Ketimine von Aminoalkylmethacrylalen
Dialkylaminoalkylacrylate
Dialkylaminoalkylmethacryiate
Vinylpyridine
N-I Iydroxymethylacrylamid
N-Hydroxymcthylmethacrylamid AI koxymethy !acrylamide
Alkoxy methyl methacrylamide Dialkylaminomethylacrylamide Alkylcarbonyloxymethylacrylamidc
Forlsctzu η α
Reaktionsfähige
Gruppen
Gruppen
Monomere
Komplementäre reaktionsfähige Gruppen
Monomere
Anhydrid Acrylsäureanhydrid Epoxy
Methacrylsäureanhydrid Maleinsäureanhydrid
Carbonsäure- Acrylylchlorid Chlorid Methallylchlorid
Reaktionsfähige Cyanmethylacrylat
sler Alkylcarbonyloxy-
methylacrylate
Hydroxy Hydroxyalkylacrylate
Hydroxyalkylmethacrylate
Allylalkohol
Partiell hydrolysiertes Vinylacetatpolymer beziehungsweise -copolymer
beziehungsweise
Amin
Amin
beziehungsweise
Hydroxy
Hydroxy
Amin
Amin
Epoxy
beziehungsweise
Isocyanat
Isocyanat
(+ saurer Katalysator)
beziehungsweise
Hydroxymethylamid
beziehungsweise
Alkoxymethylamid
beziehungsweise
Dialkylamino-
methylamid
methacrylamide
beziehungsweise
Alkylcarbonyl-
oxymethylamid
Glycidylacrylat Glycidylmethylacrylat Epoxyalkylacrylate
Epoxyalkylmethacrylate
Allylamin Ketimine von aminoalkyiacrylaten Ketimine von Aminoalkylmethacrylaten
Hydroxyalkylacrylate Hydroxyalkylmethacrylate
Allylalkohol
Allylamin Ketimine von Aminoalkylacrylaten Ketinine von Aminoalkylmethacrylaten
Allylamin
Glycidylacrylat Glycidylmethacrylat Epoxyalkylacrylate Epoxyalkylmethacrylate
Vinylisocyanat Monoaddukte von Polyisocyanaten mit Hydroxyalkylacrylaten beziehungsweise
Hydroxyalkylrnethacrylaten beispielsweise von Toluoldiisocyanat und ./^-Hydroxypropylmethacrylat
Hydroxymethylacrylamid beziehungsweise Hydroxymethylmethacrylamid
Alkoxymethylacrylamide beziehungsweise Alkoxymethylmethacrylamide
Dialkylaminomethylacrylaniide beziehungsweise
Dialkylaminomethyl-
Alkylcarbonyloxymethylacrylamide
beziehungsweise Alkyl-
•ortset/uim
757
•eaktionsfiihigc
3ruppcn
3ruppcn
Monomere
Komplementäre rcaktionsHihigc
Gruppen
Monomere
ipoxy
Isocyanat und
maskierte Isocyanaten
maskierte Isocyanaten
Glycidylacrylat
Glycidylmethacrylat
Epoxyalkylacrylate
Fpoxyalky !methacrylate
Vinylisocyanat
Monoaddukte von
Polyisocyanaten
mit Hydroxyalkyl-
acrylatcn
beziehungsweise
Hydroxyalkylmelh-
acrylaten
Amin
Amin
beziehungsweise Verbindungen mit reaktionsfähigem Wasserstoff
Reaktionsfähige
Chlorverbindungen
Chlorverbindungen
Amin
beziehungsweise Hydroxy
Vinyl-/j-chloräthylsulfon
Monoaddukte von
Cyanurchlorid mit
Hydroxylalkylacrylaten beziehungsweise
Hydroxyalkylmethacrylaten beziehungsweise Allylalkohol
beziehungsweise AlIyI-amin beziehungsweise
Vinylamin
Cyanurchlorid mit
Hydroxylalkylacrylaten beziehungsweise
Hydroxyalkylmethacrylaten beziehungsweise Allylalkohol
beziehungsweise AlIyI-amin beziehungsweise
Vinylamin
Die Wahl jedes Paars von reaktionsfähigen Gruppen hängt in hohem Maße von der Verwendung der Dispersion
ab.
Wenn beispielsweise die Dispersion als Grundlage einer Überzugsmasse zu verwenden ist, hängt die Wahl
der reaktionsfähigen Gruppen und auch die Art der Polymere selbst vom Überzugsverfahren und den zu
überziehenden Gegenständen ab. Beispielsweise kann das Polymer beim Überziehen von Kraftwagen, wo eine
harte, widerstandsfähige beziehungsweise beständige Oberflächenbeschaffenheit von hohem Glanz erforderlich
ist, ein solches mit einem größeren Anteil von Poly-(methylmethacrylat), das ein verhältnismäßig hartes
Polymer ist, sein, und während des Aufbringens wird der Überzug der Beschleunigungstrocknung oder
Ofentrocknung beziehungsweise Einbrenntrocknung unterworfen. Die Beschleunigungstrocknung oder
Ofentrocknung fördert nicht nur die Verdampfung der organischen Flüssigkeit, sondern führt auch die Zusammenfassung
beziehungsweise Verschmelzung der Polymerteilchen und das Ausfließen beziehungsweise
Auslaufen derselben zu einem glatten und stark glänzenden Film herbei. Bei diesem Typ von Überzugsverfahren können daher vernetzende Gruppen verwendet
werden, die bei den während der Zusammenfassung beziehungsweise Verschmelzung zum Film
erreichten erhöhten Temperaturen leicht reagieren.
Wenn andererseits die Überzugsmasse als Dekorationsüberzug zur Verwendung bei Raumtemperatur
dient, dann müssen die vernetzenden Gruppen bei Raumtemperatur reaktionsfähig sein. In einem derartigen
Überzug ist das verwendete Polymer ein wei-Allylamin
Ketimine von Aminoalkylacrylaten
Ketiminc von Aminoalkylmethacrylaten
Allylamin
Ketimine von Aminoalkylacrylaten
Ketimine von Aminoalkylmethacrylaten
Acrylylaceton Methacrylylaceton
Allylamin
Allylalkohol
Hydroxyalkylacrylate beziehungsweise Hydroxyalkylmethacrylate mit oder ohne tertiäre Aminkatalysatoren
chcs Polymer, beispielsweise ein Vinylacetalcopolymcr,
so daß die Polymerteilchen bei Raumtemperatur nach Verdampfen der organischen Flüssigkeit aus der Dispersion
verschmelzen beziehungsweise sich vereinigen. Die Vernetzung bei dieser Temperatur kann durch
Verwendung der folgenden Kombinationen von reaktionsfähigen Gruppen erhalten werden:
Isocyanat +
Säuregruppen +
Rcaktions-1
fähiges ■ +
Chlor
fähiges ■ +
Chlor
ί Amin
' beziehungsweise I Hydroxy
Amin
Amin
ί Hydroxy I [tertiärer
beziehungsweise^ + · Aminkata-I Amin J lysator
Wenn die Dispersion in ein Pulver zu überführen ist, dann ist das disperse Polymer ein verhältnismäßig
hartes Polymer, so daß die Teilchen während der Trennung von der organischen Flüssigkeit der Dispersion
nicht verschmelzen beziehungsweise sich nicht vereinigen. Die Verwendung von derartigen Pulvern, beispielsweise
als Preßpulver oder Überzugspulver oder in Plastisolen, hat Hitze zur Folge, wodurch die Verschmelzung
beziehungsweise Vereinigung herbeigeführt wird und folglich können die vernetzenden Gruppen
in Anlehnung der Reaktion bei erhöhten Temperaturen gewählt werden.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert,
wobei alle Teile Gewichtsteile sind.
709 547/12
In diesem Beispiel wurde eine Polymerdispersion durch stabilisierte Dispersionspolymerisaten unter Verwendung
eines Vorläufers, mit dem ein Teil des Monomers unter Bildung eines stabilisierenden Block- beziehungsweise
Pfropfcopolymers copolymerisiert, hergestellt. Der Vorläufer war ein Polyaurylmethacrylat/
Glycidylmethacrylat-Copolymer, das mit Methacrylsäure verestert war, damit eine Vinylgruppe, mit der
das Monomer copolymerisieren kann, angehängt ist.
Die folgenden Materialien
33%ige Lösung des Stabilisatorvorläufers in Butylacetat
Methylmethacrylat
Methacrylsäure
Methylmethacrylat
Methacrylsäure
Petroläther (Siedepunkt 70 bis 90"C) Petroläther (Siedepunkt 140 bis 160"C)
Azodiisobutyronitril
wurden in ein Reaktionsgefäß eingebracht und zum Sieden erhitzt. Die destillierenden Dämpfe wurden gekühlt
und durch einen getrennten Eingang in den Kolben zurückgeführt. Nach 30 Minuten wurden 3,2 Teile
einer 10%igen Lösung von prim. Octylmercaptan in Ligroin zugesetzt. Es wurde während 2 Stunden die
folgende Mischung dem zurückkehrenden beziehungsweise rücklaufenden kalten Destillat zugeführt:
sungsmitteln zeigten, daß sie infolge der Reaktion
zwischen den Carboxyl- und Butoxymethylacrylamidgruppen stark vernetzt waren. Aus dem pigmentierten
weichgemachten Latex hergestellte Filme waren glänzend und lösungsmittelbcständig.
Eine vergleichbare Zubereitung, in der sowohl die Methacrylsäure als auch das Butoxymethylacrylamid
in derselben Beschickung zugegeben wurden, ergab ein Gel, was anzeigte, daß die Vernetzung vorzeitig
stattfand.
20 | Beispiel 2 | Teile | |
Teile | Es wurde eine Mischung aus | 100 | |
66,3 | |||
Stabilisatorvorläufer (30%igc Lösung | 600 | ||
63,8 | in Heptan) | 8 | |
1,2 | Petroläther (Siedepunkt 70 bis 90"C) | 284 | |
319,0 | Azodiisobutyronitril | ||
93,0 1,0 |
Vinylacetat | ||
Teile | |
Butylmethacrylat | 75,0 |
Methylmethacrylat | 201,2 |
Methacrylsäure | 8,7 |
Azodiisobutyronitril | 0,95 |
]0%ige Lösung von prim. | 5,4 |
Octylmercaptan |
Butylmethacrylat
Methylmethacrylat
Butoxymethylacrylamid
Azodiisobutyronitril
IO%ige Lösung von prim.
Octylmercaptan
Teile
25,0
100,0
25,0
K)
50 Minuten lang unter Rückfluß erhitzt, worauf sie undurchsichtig wurde. Nach noch 1 Stunde dauerndem
Erhitzen wurde die folgende Beschickung in '/? Stunde
zugeführt:
Teile
Vinylacetat 84
Azodiisobutyronitril 3
Methylhydrogenmaleat beziehungsweise 2
Monomethylmaleat
Monomethylmaleat
r>
Darauf folgte die Zufuhr der folgenden Mischung zum zurückkehrenden beziehungsweise rückilaufenden
kalten Destillat während 1 Stunde.
r)0
Nach der Zugabe wurde die Reaktionsmischung i0 Minuten lang zum Sieden erhitzt, gekühlt und filriert,
um jegliche sehr große Teilchen zu entfernen. Der Latex hatte einen Feststoffgehalt von 54% und
lie reduzierte Viskosität des dispersen Polymers berug 0,48 (in einer Mischung aus 95 % Äthylendichlorid
jnd 5% absolutem Alkohol bei 25'C ermittelt). Dieser
^atex war lagcrungsbeständig.
Es wurden Filme vom weichgemachten Latex /2 Stunde lang bei 130"C und Vb Stunde lang bei I50"C
η einem Ofen getrocknet. Versuche zum Extrahieren ler der Ofentrocknung unterworfenen Filme mit Lö-Dann
wurde die folgende Beschickung in
den zugeführt:
den zugeführt:
Vinylacetat
Butoxymethylacrylamid
Azodiisobutyronitril
IViStun-
Tcilc
Nach noch 1 Stunde dauerndem Kochen unter Rückfluß wurde der Latex gekühlt und filtriert, wodurch
sich ein Latex mit feinen Teilchen und einem Feststoffgehalt von 53% ergab. Der Latex wurde unter
Verwendung einer Mischung als aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen (Siedebereich 155
bis 195°C) als verschmelzend wirkendem Lösungsmittel zur Erzeugung von Filmen eingesetzt. Die Filme
wurden '/zStunde lang bei 130'C und eine 1/2 Stunde
lang bei 150"C der Ofentrocknung unterworfen. Diese Filme waren hart und lösungsmittelbeständig. Extraktionsversuche
an den Filmen zeigten, daß sie stark vernetzt waren.
Als Variierung dieses Beispiels kann die Reihenfolge der Zugabe der beiden Beschickungen umgekehrt werden
Die erhaltenen Filme waren im wesentlichen dieselben.
Es wurden die folgenden Materialien in ein Druckgefäß aus rostfreiem beziehungsweise korrosionsbeständigem
Stahl eingebracht:
Teile
Vinylchlorid 600
Peroxyisopropyldicarbonat 3
Stabilisatorvorläufer (allyliertes
Polyaurylmethacrylat
Butoxymethylacrylamid
Erdölfraktion (Siedepunkt 140 bis
170"C; von aromatischen Verbindungen
frei)
Polyaurylmethacrylat
Butoxymethylacrylamid
Erdölfraktion (Siedepunkt 140 bis
170"C; von aromatischen Verbindungen
frei)
II)
13
20
Nach 5stündigem Erhitzen auf 60 bis 70"C wurde ein Latex erhalten. Dann wurden 10Teile Methylhydrogenmaleat
beziehungsweise Monomethylmaleat zugegeben und das Erhitzen wurde 45 Minuten lang fortgesetzt.
Nach dem Kühlen und Auslassen des nicht umgesetzten Monomers wurde ein Latex mit einem
Feststoffgehalt von 60% erhalten. Durch Zugabe einer Dispersion von Pigment in Weichmacher zum Latex
hergestellte Überzugsmassen ergaben beim Ofentrocknen zähe vernetzte Filme.
Es wurde Beispiel 4 wiederholt, diesmal wurde jedoch das Methylhydrogenmaleat beziehungsweise
Monomethylmaleat mit dem Vinylchlorid zugegeben und das Butoxymethylacrylamid 5 '/2 Stunden nach der
Hauptreaktion zugesetzt. Nach noch 40Minuten dau- 2->
erndem Erhitzen wurde ein etwas thixotroper Latex mit einem Feststoffgehalt von 60% erhalten. In diesem
Latex war die Anordnung beziehungsweise Lage der beiden Typen von reaktionsfähigen Gruppen in den
dispersen Teilchen entgegengesetzt wie die im Bei- m spiel 4.
Nach dem Weichmachen und Pigmentieren wurden durch Ofentrocknung beziehungsweise Einbrenntrocknung
gute lösungsmittelbeständige vernetzte Filme erzeugt. ■,-,
Es wurden die Beispiele 4 und 5 unter Verwendung des löslicheren Butoxymethylmethacrylamides an
Stelle von Butoxymethylacrylamid wiederholt. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten.
Die im Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise 4-, wurde unter Verwendung der folgenden trockenen
Reaktionsmittel und organischen Flüssigkeiten wiederholt:
Teile Teile
Azodiisobutyronitril 0,95
10%ige prim. Octylmercaptanlösung 5,4
Ό Die Reaktionsmischung wurde dann 5 Minuten unte
r' Rückfluß sieden gelassen, worauf die Beschickung Π
zugesetzt wurde:
Teile
Butylmethacrylat 25,0
Methylmethacrylat 100,0
2-Hydroxypropylmethacrylat 25,0
Azodiisobutyronitril 0,25
!0%ige Lösung von prim. Octylmercaptan 1,8
Der Latex enthielt 54% Feststoffe. Nach Zugabe vor Weichmacher wurde der Latex als Film aufgetrager
und der Beschleunigungstrocknung bei 90"C unter worfen. Die Vernetzung erfolgte durch Reaktion vor
mit der Beschickung III eingeführten Isocyanatgrupper mit den mit den Beschickungen I und IV eingeführter
Hydroxygruppen. Der Film war dann in Lösungsmitteln im wesentlichen unlöslich.
Die verwendete Verfahrensweise war der des Beispiels 1 ähnlich, wobei jedoch die folgenden trockenen
Reaktionsmittel und Lösungsmittel verwendet wurden:
Beschickung I im Reaktionsgefäß Teile
33%ige Lösung des Stabilisatorvorläufers 66,3
in Butylacetat
in Butylacetat
Methylmethacrylat 60,0
2-Hydroxypropylmcthacrylat 5,0
Petroläther (Siedepunkt 70 bis 90"C) 319,0
Pclroläther (Siedepunkt 140 bis 160"C) 93,0
Azodiisobutyronitril 1,0
Beschickung II
10%ige prim. Octyimcrcaptanlösung 3,2
Beschickung III
Butylmethacrylat 75,0
Methylmethacrylat 185,0
Reaktionsprodukt von 2-Hxdroxypropyl- 25,0
methacrylat mit Toluoldiisocyanat
methacrylat mit Toluoldiisocyanat
Beschickung I im Reaktionsgefäß Teile
Stabilisatorvorläufer (30%ige Lösung 4,0
in Benzin)
Methylmethacrylat 180,0
2-Hydroxyäthylmethacrylat 20,0
Azodiisobutyronitril 0,6
10%ige Lösung von prim. Octylmercaptan 15,2 Petroläther (Siedepunkt 70 bis 90"C) 1080,0
Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde lang unter Rühren und Rückfluß erhitzt. Dann wurde die folgende
Beschickung II in 1 '/2 Stunden zugeführt:
Teile 36,0
800,0 100,0
Beschik-'/2 Stun-
Tcile 820,0
Nach 1 Stunde langem Kochen der Reaktionsmischung unter Rückfluß betrug der Polymergehalt 62%. Auf
Grund der Verwendung eines niedrigeren Stabilisator-
Stabilisatorvorläufer (33%ige Lösung in Benzin)
Methylmethacrylat
2-Hydroxypropylmethacrylat/Toluoldiisocyanat-Addukt
Azodiisobutyronitril
10%ige prim. Octylmercaplanlösung
Minuten nach Beendigung der Zugabe der kung II wurde die folgende Beschickung III in i
den zugeführt:
Methylmclhacrylat
2-Hydroxyäthylmethacrylat
Azodiisobutyronitril
10%igc Lösung von prim. Octylmercaptan
*—ar
anteiles waren die Polymerteilchen größer und obwohl sie während der Polymerisation stabilisiert waren, indem
sie nicht unter Bildung einer klebrigen Masse koagulierten oder an den Wänden und am Rührer des
Reaktionsgefäßes hafteten, schieden sie sich aus der organischen Flüssigkeit aus beziehungsweise setzten
sich ab, als die Polymerisation beendet und der Rührer zum Stehen gebracht wurde. Der Latex war zum
Trocknen auf Trockenblechen durch Sprüh- beziehungsweise Wirbelschichtverfahren unter Bildung
eines feinen Pulvers geeignet. Das Pulver wurde als Preßpulver, das beim Erhitzen auf oberhalb des
Schmelzpunktes des Polymers vernetzt wurde, verwendet. Das Pulver wurde auch mit Weichmachern,
wie Isobutyl-(methylcyclohexyl)-phthalat [isobutyl methylcyclohexanyl
phthalate], Dicyclohexylphthalat, Dioctylphthalat und Mischungen derselben, in ein Plastisol
übergeführt. Es ist jedoch wichtig, daß wenig oder kein Weichmacherangriff bei der Lagerung bei
Raumtemperatur erfolgt. Diese Platisole waren zur Erzeugung von dicken widerstandsfähigen beziehungsweise
beständigen Überzügen und als Vergußmassen beziehungsweise Einbettmassen brauchbar.
Beispiel 8
Die Verfahrensweise war der des Beispiels 1 ähnlich.
Beschickung I | Teile |
33%ige Lösung des Stabilisatorvorläufers | 66,3 |
in Butylacetat | |
Methylmethacrylat | 60,0 |
Methylisobutylketimin von Amino- | 20,0 |
äthylmethacrylat | |
Petroläther (Siedepunkt 70 bis 90X) | 319,0 |
Petroläther (Siedepunkt 140 bis 160 C) | 93,0 |
Azodiisobutyronitril | 1,0 |
Beschickung II
10%iges prim. Octylmercaptan
Beschickung III
Butylmethacrylat
Methylmethacrylat
Mcthacrylylchlorid
Azodiisobutyronitril
Methylmethacrylat
Mcthacrylylchlorid
Azodiisobutyronitril
3,2
75,0 185,0 25,0 0,95
lO'/nige Lösung von prim. Oclylmercaptan 5,4
Nach Zugabe der Beschickung HI wurde die Reaktionsmischung 5 Minuten lang unter Rückfluß sieden gelassen,
worauf die Beschickung IV zugesetzt wurde:
Beschickung IV Teile
Butylmethacrylat 25,0
Methylmethacrylat 100,0
Methylisobutylketimin von Aminoäthyl- 30,0 methacrylat
Azodiisobutyronitril 0,25
10%ige Lösung von prim. Octylmercaptan 1,8
Nach noch 30 Minuten dauerndem Kochen unter Rückfluß wurde die Mischung gekühlt und filtriert.
Es wurde zum Latex Weichmacher zugegeben, und wenn Filme aufgetragen und V? Stunde lang bei 130"C
der Ofentrocknung unterworfen wurden, wurden als Ergebnis der Reaktion zwischen den mit der Beschickung
III eingeführten Säurechloridgruppen und den mit den Beschickungen I und IV eingeführten
Amingruppcn zähs vernetzte Filme erhalten.
Beispiel 9 wurde wiederholt, wobei jedoch das Methacrylylchlorid beziehungsweise Mcthacrylsäurcchlorid
in der Beschickung III durch Glycidylmethacrylat er setzt wurde.
Die weichgemachten Filme ergaben durch lstündi ges Ofentrocknen bei 127"C unter Verwendung eine:
Butylphosphorsäurekatalysators stark vernetzte Filme als Ergebnis der Reaktion zwischen den Epoxy- unc
Amingruppen.
Beispiel 7 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Reaktionsprodukt von Toluoldiisocyanat und
2-Hydroxypropylmet.hacryIat in der Beschickung III durch das Monoreaktionsprodukt von Cyanurchlorid
ι--, und./7-HydroxyäthyImethacrylat ersetzt wurde.
Der Latex wurde durch Zugabe von Butylbenzylphthalat
und Isobutyl-(methylcyclohexyl)-phthalat weichgemacht, was mit Dodecyldimethylamin in einer
Menge von 0,5%, bezogen auf das Polymer, kataly-
«) siert wurde. Durch Beschleunigungstrocknung bei 100"C wurde der Latex zu einem Film zusammengefaßt
beziehungsweise verschmolzen und stark vernetzt. Die Vernetzung ist auf die Reaktion zwischen
den mit der Beschickung III eingeführten reaktions-
j-> fähigen Chlorgruppen und den mit den Beschickungen
I und IV eingeführten Hydroxygruppen zurückzuführen.
Die im Beispiel 3 beschriebene Verfahrensweise wurde unter Verwendung der folgenden trockenen
Reaktionsmittel und organischen Flüssigkeiten wiederholt:
Beschickung I Teile
Stabilisatorvorläufer (30%ige Lösung 100 in Heptan)
Petroläther (Siedepunkt 70 bis 90"C) 600
Azodiisobutyronitril 8
Vinylacetat 177
Hydroxyäthylacrylat/Toluoldiiso- 50
cyanat-Addukt
Dibutylmaleat 57
Beschickung II
Vinylacetat 68
„„ Dibulylmaleat 17
Azodiisobulyronitril 3
Beschickung III
Vinylacetat 148
''"' Hydroxyathylacryl.it 25
Dibutylmaleat 44
Azodiisobutyronitril 5
\5 70 757
Es wurde ein Latex mit einem Feststoffgehalt von 53% erhalten, dem ein «erschmelzend wirkendes Lösungsmittel
wie im Beispiel 3 zugesetzt wurde, um die Zusammenfassung beziehungsweise Verschmelzung
der Teilchen bei der Verwendung zu unterstützen. Beim Auftragen eines Überzuges vom Latex wurden
die organischen Flüssigkeiten bei Raumtemperatur
abgedampft und die Polymerteilchen, die auf Grund der Copolymerisation von Dibutylmaleat viel weicher
waren als die im Beispiel 3, verschmolzen beziehungsweise flössen ineinander und wurden zu einem Film
zusammengefaßt. Dann begann die Vernetzung und nach wenigen Stunden bei Raumtemperatur wurde
der polymere Film stark vernetzt.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von vernetzbaren Additionspolymeren in Kohlenwas- ί serstoffen durch Polymerisation von äthylenisch ungesättigten, im Kohlenwasserstoff löslichen Monomeren in Gegenwart eines Dispersionsstabilisators, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Stufe des Verfahrens ein äthylenisch ungesättigtes Monomer mit einem einen Typ von reaktionsfähigen Gruppen enthaltenden äthylenisch ungesättigten Mischmonomeren copolymerisiert und daß man nach Copolymerisation des gesamten Mischmonomers in einer weiteren Stufe des Ver- r> fahrens äthylenisch ungesättigtes Monomer mit einem zweiten äthylenisch ungesättigten Mischmonomer copolymerisiert, das einen komplementären Typ von zur Reaktion mit den reaktionsfähigen Gruppen des ersten Mischmonomers fähigen Gruppen aufweist, wobei die Anteile der Mischmonomere so gewählt werden, daß in jedes Polymermolekül 5-75 reaktionsfähige Gruppen eingeführt werden.
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