DE1644842A1 - Farb- oder Lackmasse auf Vinylchloridharzbasis - Google Patents
Farb- oder Lackmasse auf VinylchloridharzbasisInfo
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Description
DR. E.WIpG^ÄND DIPL-ING. W. NIEMANN
5ss*7« pooo moNCHdN 15,10.April 1970
W. 13 341/67 13/Nie P 16 44 842.3
The Japanese Geon Co.,Ltd.
Tokyo (Japan)
Tokyo (Japan)
3?arb- oder Lackmasse auf Vinylchloridharzbasis
Die Erfindung bezieht sich auf eine Färb- oder
Lackiaasse auf Vinylchloridharsbasis, die vorteilhafte Eigenschaften als Kunstharzfarbe oder -lack aufweist, und insbesondere
auf eins Kunstitarzfarb- oder -lackmasse auf Vinylchloridharzbasis
(nachstehend aur- Vereinfachung als "Vinyichioridharzfarbe"
oder "Vinylöhloridharzlack18 bezeichnet),
die ein VinylChloridmischpolymerisat in Lösung in einem
aromatischen Kohlenwasserstoff, ζ. B- !toluol oder Xylol, oder
in einem gemischten Lösungsmittel, das aur Hauptsache aus I einem aromatischen Kohlenwasserstoff besteht, umfasst. Das
Vinylchioridmischpolyiaerisat wird-erhalten durch Mischpolymerisation
eines äthylenisch ungesättigten Monomeren, das eine Xohlenwasserstoffgruppe von 2-8 Kohlenstoffatomen und
eine Estergruppe im Molekül aufweist, mit Vinylchlorid oder zusätzlich mit einem ungesättigten Monomeren, das mit Vinylchlorid
lüischpolymerisierbar ist.
Neue Unterlagen iah. ι % \ Abs. 2 Nr. 1 sau 3 des
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Bisher sind als Kunstharzkomponente von derartigen
Vinylchloridharzfarben in beträchtlichem Umfang Vinylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymerisate
verwendet worden, wie sie durch Lösungspolymerisation in einem Lösungsmittel, wie A'thylacetat, Suspensionspolymerisation in Wasser unter
Verwendung verschiedener Dispergiermittel und Emulsionspolymerisation unter Verwendung verschiedener Emulgiermittel
erhalten werden. Zum Lösen eines derartigen Harzes auf
Vinylchloridbasis zur Bereitung einer Färb- oder Lackmasse
ist jedoch ein Lösungsmittel mit einem hohen Lösungsvenaogen
erforderlich, s.3„ Aceton, Metliyläthylketon, Me eliylisobutylketon,
A'thylaoetat oder I'etrahydrofuran von mindestens
40 %H da das Yinylchloridharz in Toluol, Xylol oder anderen
aromatisclieü Kohlenwasserstoffen bei Räumtemperatui? nicht
löslich ist sondern darin nur weiß-trübe wird oder quillt. Lösungsmittel diesel8 Art mit hohen* Lösungsvennögen weisen
jedoch beträchtliche Nachteile auf; sie eignen sich nicht für Farben zum Anstreichen oder Überstreichen, und zwar wegen
ihres normalerweise tiefen Siedepunkts und ihrer allgemein hohen Flüchtigkeit, so daß die Verarbeitung durch
Reizung und Geruchsbelästigung behindert wird, und im Falle des Überziehens eines Ölfarbenfilms oder eines aromatischen
Kunstharzes, wie Polystyrolharz, Acrylnitril-Styrol-Butadien-Mischpolymerharz (ABS) und Acrylnitril-Styrol-Mischpolymerhara,
um diesen Wasserbeständigkeit, Säurebeständigkeit, Alkalibeständigkeit und Flammenabweisungsvermögen zu verleihen, wird
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die darunter liegende Schicht oder Substanz angegriffen. Ein weiteres ungünstiges Merkmal besteht darin» daß die
vorstehend genannten Lösungsmittel hohen Lösungsvermögens wesentlich teurer sind, als aromatische Lösungsmittel. Die
herkömmlichen Vinylchloridharzfarben und -lacke sind, aufgrund
dieser Mängel unbefriedigend. Vinylchlorid—-Vinylacetat-Mischpolymerisate
werden, wenn der Gehalt an Vinylacetat auf mehr als 50 % gesteigert wird, in Toluol bei
Raumtemperatur löslich, jedoch werden dann die anderen Eigenschaften des Materials, wie Wärmebeständigkeit,"Witterungsbeständigkeit
und Wasserbeständigkeit, schlecht und die chemische Beständigkeit und die Flammenbeständigkeit der
Vinylchloridharze v/erden so stark beeinträchtigt, daß sie
praktisch nicht mehr verwedet werden können.
Es wurde nun in Verbindung mit Untersuchungen zur Verbesserung derartiger Vinylchloridharzfarben überraschenderweise
gefunden, daß bereits ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylpropionat in aromatischen Kohlenwasserstoffen,
wie Toluol und Xylol, bei Raumtemperatur unter Bildung einer zufriedenstellenden Färb- oder Lackmasse gelöst
wird und daß weitere mit Vinylchlorid mischpolymerisierbare
Monomere in entsprechender Weise eingesetzt werden können.
Gemäß der Erfindung ist eine Färb- oder Lackiaasse
auf Vinylchloridharzbasis vorgesehen, die (A) ein Vinylchloridmischpolymerisat
aus (I) 50 - 80 Gewe-% Vinylchlorid^
(II) 2-50 Gew.-% mindestens eines äthylenisch ungesättig-
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ten Monomeren 4er allgemeinen Formeln
X»O-C-R X-C-O-R ι 0 - C - R
H Il ■ ■■ 7 η
0 0 I
ι—ο - σ - R1
ο
in denen X eine der Gruppen CH2=CH-, CH2=C- , CH2=CH-CH2-
i
oder CH,-CH=CH-, Z die Gruppe CH2=C-, R eine acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoffgruppe von 2-8 Kohlenstoff— atomen und R,- Wasserstoff oder eine acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoffgruppe von 1-12 Kohlenstoffatomen bedeuten, und (III) 0-48 Gew.-% eines weiteren mit Vinylchlorid mischpolymerisierbaren Monomeren^ und (B) ein Lösungsmittel in Form eines oder mehrerer aromatischer Kohlenwasserstoffe oder ein Mischlösungsmittel, das zur Hauptsache aus einem oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht, um- fasst.
oder CH,-CH=CH-, Z die Gruppe CH2=C-, R eine acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoffgruppe von 2-8 Kohlenstoff— atomen und R,- Wasserstoff oder eine acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoffgruppe von 1-12 Kohlenstoffatomen bedeuten, und (III) 0-48 Gew.-% eines weiteren mit Vinylchlorid mischpolymerisierbaren Monomeren^ und (B) ein Lösungsmittel in Form eines oder mehrerer aromatischer Kohlenwasserstoffe oder ein Mischlösungsmittel, das zur Hauptsache aus einem oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht, um- fasst.
Die Vinylchloridharzfarb- oder -lackmasse gemäß der Erfindung weist wesentlich günstigere Eigenschaften als
die bekannten Vinylchloridharzfarb.en auf; der Verarbeiter ist nicht einer Reizung oder Geruchsbelästigung durch ein
Keton oder ein*Ester ausgesetzt, da die Färb- oder Lackmasse
kein oder nur wenig Lösungsmittel hohen Lösungsvermögens vom Keton- oder Estertyp enthält, die Verarbeitbarkeit durch
Streichen (spreading) oder ÜTr-ersiehen (lap coating) ist
wesentlich verbessert und das Material kann beispielsweise als Fertigüberzug auf Ölfarben o.dgl. aufgebracht werden,
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ohne das darunter befindliche Material zu beeinträchtigen»
und es können flammenhemmende Filme, färbende Überzüge oder Muster auf Formkörper oder dgl. aus Kunstharzen, die keine
ausgezeichnete Lösungsmittelbeständigkeit haben, z.B. ABS-Harz, Polystyrolharz, Methacrylharz usw., aufgebracht werden,
ohne deren Harzfestigkeit au verringern«, Dies beruht
insbesondere darauf, daß das Yinylchloridmischpolymerisat
(A) der Färb- oder Lackmasse gemäß der Erfindung sich leicht
in Lösungsmitteln aus aromatischen Kohlenwasserstoffen oder
gemischten Lösungsmitteln aus aromatischen Kohlenwasserstoffen
und aliphatischen oder alicyclisehen Kohlenwasserstoffen
oder Alkoholen, die frei von irgend einem guten Lösungsmittel wie einem Keton oder einem Ester sinds lösen«
Die praktische Bedeutung der Br-findiing zeigt sich
beispielsweise darin, d&3 sisie Färb- oder Lackmasse mit einem
keton- oder esterfreien Lösungsmittel hingestellt werden kann, weiche den Forderungen von imbr^smbereer Hax^emaille
(Emaille 5· Klasse gemäß dem Japanese Industrial Standard
(JIS) K-5582) für Yinylchloridharzeniaillen genügt, bei denen
der Chlorgehalt 30 Gew.-% oder mehr betragen sollte.
Ein Chlorgehalt; von JO % oder mehr "be'leirbetj daß der Yinylchloridgehalt
in einem VinylchloriainiEChpolymerisat 56 %
oder mehr "beträgt'. DaB Yinylchloridmipchpalymerisat (A) ge-Eiäß
der Srfindnnp mit einem derartigem Gehalt an Yicyl-ChIoX1IcI
kann leicht In einem aromatischen. Kohlenwasserstofftel,
das frei von einem guten Lösungsmittel wie
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einem Keton ist, bei Räumt amp β rat ui· gelöst werden und ergibt
hierbei eine Anstrichmasse, die zur Bildung eines flammen-, säure- und alkalifesten Films in der Lage ist.
Darüberhinaus löst sie sich in gemischten Lösungsmitteln
aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff, dem ein Alkohol oder ein aliphatischer oder alicyclischer Kohlenwasserstoff,
die schlechte Lösungsmittel für Yinylchloridraischpolyiaex^isate
darstellen, in kleiner Menge zugegeben worden ist,
Fig. 1 zeigt anhand eines .Breieckdiagranms die
Mengenverhältnisse in einem Vz^lelilcpidmischpolymerisat
(A) gemäß der Erfindung, das Vinylchlorid (I)5 Vinylpropionat
(II) und Vinylacetat (III) umfasst.
3?ig. 2 zeigt anhand eines Dreieckdiagramms die
Mengenverhältnisse b?i eines Lösungsmittel der Anstrichsasse
gemäß der Ex*fincluDpj i rlas ^aromatische Kohlenwasserstoffe,
Alkohole (1} vjig. ein ader mehrere Lösungsmittel aas der
Gruppe von Ketonen»"Estern, halogen!erten Kohlenwasserstoffen
und -Sthern (3) umfaßt,
Fig. 3 ist ein Dreieckdiagramm, das für ein Visylcnloridmiscapolymerisat
gemäß der Erfindung, weiches Vinylchlorid (I) Vinylpropionat (II) und Vinylacetat (III) umfasst,
eine Beziehung zwischen deren Mengenverhältnissen und den Löslichkeiten in verschiedenen aromatischen Kohlenwasserstoff
lösungsmitteln zeigt.
Fig. 4· ist ein Dreieckdiagramm zur Erläuterung des nachstehenden Beispiels 3.
Fig. 5 ist ein Dreieckdiagramm zur Erläuterung des
nachstehenden Beispiels 4·.
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Fig. 6 ist ein Dreieckdiagramm zur Erläuterung des nachstehenden Beispiels 5·
Bei dem Vinylchloridmischpolymerisat der Farb- oder Lackmasse gemäß der Erfindung handelt es sich um ein
Mischpolymerisat, das (I) 50 - 80 Gew.-% Vinylchlorid, (II)
2-50 Gew.-% mindestens eines äthylenisch ungesättigten
Monomeren, das eine Estergruppe (GOO) und eine acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoffgruppe mit 2-8 Kohlenstoffatomen
im Molekül aufweist, und (III) 0-48 Gew.-% eines
v/eiteren mit Vinylchlorid mischpolymerisierbaren Monomeren umfasst. Das äthylenisch ungesättigte Monomere (II), das
einen wesentlichen Bestandteil des Mischpolymerisats darstellt, entspricht einer der nachstehenden Formeln
X-O-C-E X-C-O-E
ι; 6
0 0
• 0 | - G - E | oder | |
ζ | ί| 0 |
||
L- | -0 | -C-E1 0 |
|
CH- I1 3 |
|||
CH2-OH-CH2- | |||
wobei X eine der Gruppen CH2=GH-, C
CH-^-GH=CH-, Z die Gruppe CH2-G-, H eine, acyclische oder cyclische
Kohlenwasserstoffgruppe mit 2-8 Kohlenstoffatomen
und E„ Wasserstoff oder eine acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoff
gruppe mit 1 ■= 12 Kohlenstoffatomen bedeuten.
Als Beispiele für E der vorstehenden allgemeinen Poriaeln
seien genannt; Äthyl-5 n~Pr-opyl-i Xsopropyl-, n-Butyi-, Isobutyl-,
tert.-Butyl-, n-Amyl-, Isoamyl-S n-Hexyl-, Isohexyl-,
Cyclohexyl-, Phenyl-, Bensyl-=9 Dimethylphenyl-9 Ithylphenyl-,
n-Octyl- und 2-Äthylhexylgruppen, Als Beispiele für das vor-
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angegebene Monomere (II) seien ußBannts VinyXö-erivate
einbasischer Säuren, z.B. Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat,
Vinylcaproat und Yinylbenzoat; (Iso)propenylderivate
einbasischer Säuren, z.B. Isopropenylpropionat und Propenylcaproat;
einbasische Allylderivate, z.B. Allylpropionat;
Acrylsäureester, z.B. Äthylacrylat, Butylacrylat, Octylacrylat
und Benzylacrylat; Methacrylsäureester, z.B. Athylmethacrylat
und Octylmethacrylat; Vinylessigsäureester, z.B.
A'thylvinylacetat; Crotonsäureester, z.B. Isopropylcrotonat;
Vinylidendiester, z.B. Vinylidendipropionat; u.dgl. Ausgeschlossen
sind solche Verbindungen, bei denen E 1 Kohlenstoffatom enthält, d.h. eine Methylgruppe ist, und bei denen
R 9 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist, d.h. Lauryl- und
Stearylgruppen. Es gehören also nicht dazu Vinylacetat,
Allylacetat, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Vinyllaurat,
Vinylmyristat, Vinylstearat, Laurylacrylat, Stearylmethacrylat
und Myristylcrotonat..
Wenngleich Vinylacetat und Methylacrylat, d.h.
Verbindungen, bei denen H in den allgemeinen Formeln eine Methylgruppe ist, mit Vinylchlorid mischpolymerisiert werden
können, sind jeweils 50 % oder mehr von diesen Verbindungen
erforderlich, um ein Mischpolymerisat zu erhalten, das in einem Lösungsmittel aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff
oder einem Mischlösungsrilttel, das zur Hauptsache aus
einem aromatischen Kohlenwasserstoff besteht, löäich ist; dies führt zu einer Beeinträchtigung der Flammen-, Wasser-,
ro er
_9- " Ί644842
Säure- und Alkali-, Wit te rungs·- und Wärmebeständigkeit
eines Überzugs. Diese Monomeren sind daher ausgeschlossen. Monomere, wie Vinyllaurat und Stearylmethacrylat, d.h. Verbindungen,
bei denen R in den vorstehenden allgemeinen Formeln 9 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist, sind ausgeschlossen,
da der Erweichungspunkt eines Überzugs des Mischpolymerisats mit Vinylchlorid abnimmt, was häufig zu einem
Verkleben oder Ablösen des Übersugs führt, und die Löslichkeit in aromatischen Lösungsmitteln und die Reißfestigkeit
eines Überzugs unbefriedigend sind. . %
Bei dem Vinylchloridmisehpolyraerisat gemäß der Erfindung
kann es sich um ein Mehrkomponentenmischpolymerisat handeln, bei dein ein mit Vinylchlorid mischpolymerisierbares
Konomeres (III) zusainraen mit dem Vinylchlorid (I) und dem
äthylenisch ungesättigten Monomeren (II). die für die Erfindung kennzeichnend sind, misohpol7/mari3iert ist. Das Monomer
(III) ist also nicht swingend erforderlich, es kann vielmehr
nach Gesichtspunkten der* Bequemlichkeit der Herstellung, Kostenerv/ägungen usw. eingeführt werden» Als Beispiele für λ
das mit Vinylchlorid mischpolymerisierbare Monomere (III)
seien genannt; Me thy], ester von ungesättigten organischen
Säuren, z.B. Vinylacetat-, Methylaerylat^ Methylinethacrylab
ynä Birnebhylaaleat; höhere Estsr von höheren Alkoholen mit-S1
c'Itr /sehr Kohlenstoffatomen ?,.„B, Ester von Laurylalkohol,
l,1yy:-Lüt-jloly:ohol und Bfcearyl aiko hol rait ungesättigten organifiCuexi
Säuren, v/io Aci'yisäure,, Grotonnäurc, Mebhacr-ylsäure
iurxrcfiure, Ibaconsäure und Aconitsäure; ungesättigte Euter
Säuren, z.ß. Diäthylmaleat., Monooctylmalcab, Di-
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-ίο- IÖ44842
äthylfumarat, Dihexylfumarat, Dibutylitaconat und Dioctylitaconat;
Vinyl-, Allyl- und Isopropenylester von Fettsäuren mit 9 oder mehr Kohlenstoffatomen, z.B. Cocosnußsäure
und Rindertalgsäure; aliphatische Monoolefine, z.B. Äthylen,
'Propylen, 1-Buten, 2-Buten, Isobuten und Penten; alicyclische
Monoolefine, z.B. Gyclopenten, Gyclohexen, Cycloocten; aromatische Monoolefine, z.B. Styrol, Chlorstyrol, ς£- oder
ß-iYiethylstyx'ol und Vinyltoluol; stickstoffhaltige ungesättigte
Verbindungen, z.B. Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylidendicyanidj
Acrylamid und Ithacrylamid; halogenhaltig© ungesättigte
Verbindungen, z.B. Vinylidenchlorid, Dichlorethylen
und Trichlorätliylenj -ungesättigte organische Säuren, z.B.
Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Aconitsäure, Crotonsäure und -Gyclopentadien-Maleinsäure-Addiikt;
Vinyläther-, 2*B. Methylvinyläther, Ithylvinyläther,
üctylvin^/läther, Laurylviiiyiäther, Stearylviiiyläther,
Phenylvinyläther, alkylsubstituierte Phenylvinyläther
und Äthoxyphenyj.vinyläther; halogenhaltige Vinylather,
z.B. Ohloräthylvinyläther, Ohlorpropyivinyiäther und Ghlorphenyli'inyläther;
Hydroxylgruppen enthaltende ungssättigte Monomere, s.3, Allylalkohol, Eydroxyalkylacrylat, Hydroxyalkylmcitiiaor-yiat
una IT-Methylölacrylaraid. Eines dieser Monomeren
wird in den vorstehend angegebenen Mengenverhältnissen in des Mischpolymerisat einverleibt.
Vinylchloi'idmischpoL'ymerisate mit don vorstehend
angegebenen Zusamiaensetzungen können hergestellt werden
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durch. Polymerisation eines Monomerengemischs von (I) etwa
4-5 - 90 Gew.-% Vinylchlorid, (II) etwa 2-55 Gew.-# des
äthylenisch ungesättigten Monomeren und (III) etwa 0-55 Gew.-% des mit Vinylchlorid mischpolymerisierbaren Monomeren.
Im Falle der Herstellung des Vinylchloridmischpolymerisats
aus Vinylchlorid (I) und dem äthylenisch· ungesättigten Monomeren (II) wird das sich ergebende Mischpolymerisat
in aromatischen Kohlenwasserstoffen löslich, wenn das Monomere (II) in einem Mengenanteil von 20 Gew.-% einverleibt
wird, und die Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen steigt mit Zunahme des Gehalts an.dem Monomeren (II) an. Das Polymerisat ist dann leicht löslich
nicht nur in aromatischen Kohlenwasserstoffe^ sondern auch in Mischlösungsmitteln aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff
und einem Alkohol oder einem aliphatischen oder alicyclischen Kohlenwasserstoff, wobei der Mengenanteil des
schlechten Lösungsmittels gesteigert v/erden kann.
Im Falle des Mehrkomponentenmischpolymerisats aus
Vinylchlorid (I), dem äthyleniscb. ungesättigten Monomeren
(II) und dem anderen mit YinjlChlorid mischpolymerisisrbaren
Monomeren (III) tritt diese Wirkung selbst bei Zugabe des Monomeren (II) in einer kleinen Menge von nur 2 Crew.-%
ein und das Mischpolymerisat v/ira in aromatischen Kohlenwasserstoffen
sowie in Gemischen, von aromatischen Kohlenwasserstoffen
mit einem schlechten Lösungsmittel leicht löslich,
10 Q s '2
5 toi ^y <£$ ijc
I644842
wenn aar Gehalt an der Komponente (II) gesteigert wird.
Das Vinylchloridmischpolymerisat gemäß der Erfindung hat im Falle einer Verwendung von Vinylacetat als Monomer (III)
eine Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches, der in dem Dreieckdiagramm der Figur 1 durch schräge Linien gekennzeichnet
ist, vorzugsweise innerhalb des durch waagerechte Linien gekennzeichneten Bereichs. Polymerisate im schräg
linierten Bereich lösen sich normalerweise nur in Toluol, während sich Polymerisate im waagerecht linierten Bereich
in Toluol, Xylol, aromatischen Kohlenwasserstoffen mit 9 Kohlenstoffatomen, z.B. dem Handelsprodukt Swasol Nr. 1000
und aromatischen Kohlenwasserstoffen in Mischung mit geringeren Mengen an Alkoholen, aliphatischen oder alicyclischen
Kohlenwasserstoffen lösen.
Weiterhin sind gemäß der Erfindung Färb- oder Lackmassen
auf Basis von Vinylchloridharz vorgesehen, die (A1) ein Vinylchloridmischpolymerisat aus (I) 50 - 80 Gew.-%
Vinylchlorid, (II) 2-50 Gew.-% des äthylenisch ungesättigten
Monomeren, (IV) 0,05 - 30 Gew.-% mindestens eines ungesättigten
Säureanhydrids aus der.von Maleinsäureanhydrid,
Itaconsäureanhydrid und Bicyclo-(2,2,i)-5-heptan-2,3-dicarbonsäureanhydrid
(Cyclopentadien-Maleinsäureanhydrid-Additionsprodukt)
gebildeten Gruppe und (III) O - 47,95
Gew.-% eines weiteren mit Vinylchlorid mischpolymerisierbaren Monomeren und (B) ein Lösungsmittel aus einem oder mehreren
aromatischen Kohlenwasserstoffen oder ein Mischlösungs-
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mittel, das zur Hauptsache aus einem oder mehreren aromatischen
Kohlenwasserstoffen "besteht, umfassen. Hierdurch wird eine weitere Verbesserung der Haftfestigkeit an Metall,
Pasern und Holz, der Überzugsfestigkeit und der Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen erzielt, verglichen mit
den vorstehend angegebenen Färb- oder Lackmassen ohne das ungesättigte Säureanhydrid (IV).
Um die Haftfestigkeit an Metallen und die Überzugsfestigkeit zu erhöhen, hat man in die Molekularstruktur von
Polymerisaten funktionelle Gruppen eingeführt, z.B. . -COOH, ^ -OH, -CH2OH, -CONH2I -CH-CH2, -CHO oder -M)Oj und hierzu ge-
0
wohnlich ein Monomer mit einer entsprechenden funktioneilen Gruppe, z.B. (Meth)acrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, (Meth)acrylamid, N-Methylol(meth)acrylamid, Glycidyl(meth)-acrylat, (Meth)acrolein oder Hydroxyäthyl(meth)acrylat mischpolymerisiert. Jedoch sind diese Monomeren im allgemeinen nur schlecht oder kaum mit Vinylchlorid zur Mischpolymerisation zu bringen, sie verringern in beträchtlichem Maße die Reaktionsgeshwindigkeit und sie bilden ein Mischpolymerisat von ungleichmäßiger Zusammensetzung. Ein derartiges ungleichmäßiges Mischpolymerisatharz lässt sich in aromatischen Kohlenwasserstoffen nicht gleichmäßig und klar lösen.
wohnlich ein Monomer mit einer entsprechenden funktioneilen Gruppe, z.B. (Meth)acrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, (Meth)acrylamid, N-Methylol(meth)acrylamid, Glycidyl(meth)-acrylat, (Meth)acrolein oder Hydroxyäthyl(meth)acrylat mischpolymerisiert. Jedoch sind diese Monomeren im allgemeinen nur schlecht oder kaum mit Vinylchlorid zur Mischpolymerisation zu bringen, sie verringern in beträchtlichem Maße die Reaktionsgeshwindigkeit und sie bilden ein Mischpolymerisat von ungleichmäßiger Zusammensetzung. Ein derartiges ungleichmäßiges Mischpolymerisatharz lässt sich in aromatischen Kohlenwasserstoffen nicht gleichmäßig und klar lösen.
In Verbindung mit Untersuchungen über verschiedene Monomere mit funktionellen Gruppen und dren Eignung zur
Mischpolymerisation mit Vinylchlorid und dem Monomeren (II)
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I644842
zur Erhöhung der Haftfestigkeit und der Überzugsfestigkeit
ohne Verringerung der Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen wurde nun gefunden, daß Maleinsäureanhydrid,
Itaconsäureanhydrid und Cyclopentadien-Maleinsäureanhydrid-Addukte sämtlich leicht mischpolymerisiert werden können,
die vorgenannten Verbesserungen bewirken und die Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen eher steigern. Das
vorstehend angegebene ungesättigte Säureanhydrid (XV) kann " in die Molekularstruktur des Mischpolymerisats in einem
Mengenanteil von 0,05 - 30,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,-1 10,0 Gew.-%, einpolymerisiert werden. Bei einem Gehalt von
über 30,0 Gew.-% werden die Wasser- und Alkalibeständigkeit eines Überzugfilms geringer, während bei einem Gehalt von
weniger als 0,05 Gew.-% nur eine geringe Wirkung eintritt. Vorzugsweise wird das Säureanhydrid mit dem Vinylchloridmonomer
in einem Lösungsmittel, wie Essigsäureester, gelöst, einem Polymerisationsreaktor zugeführt und der Mischpolymerisation
unterworfen. Die Polymerisation läuft leicht und mit hoher Ausbeute ab.
Das erfindungsgemäß verwendete Vinylchloridmischpolymerisat kann durch Suspensions-, Emulsions-, Massenoder
Lösungspolymerisation hergestellt und direkt für Parb- und Lackmass-en verwendet werden, wenn nur das Mischpolymerisat
selbst in einem Lösungsmittel löslich ist, wenngleich dann eine gewisse Abnahme der Transparenz der Lösung infolge
des Zurückbleibens eines Emulgiermittels, Dispergiermittels,
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_15.
Polymerisationskatalysators usw. beim Auflösen des Mischpolymerisats
in einem aromatischen Kohlenwasserstoff eintritt. Bei Verwendung eines Monomeren, das sich in der
relativen Mischpolymerisationsgeschwindigkeit wesentlich von Vinylchlorid unterscheidet, beispielsweise Äthylacrylat
oder Butylacrylat, ist es zweckmäßig oder notwendig, die Mischpolymerisation unter anteilweiser oder kontinuierlicher
Zugabe eines Monomeren mit einer hohen Abnahmegeschwindigkeit (diminishing velocity) durchzuführen.
Der Polymerisationsgrad des Vinylchloridmischpolymerisats
gemäß der Erfindung kann im wesentlichen genau so wie bei den gewöhnlich verwendeten bekannten Mischpolymerisaten
für Färb- und Lackmassen sein, üblicherweise im Bereich von 100 - 800. Der Polymerisationsgrad ist im wesentlichen
unabhängig von der Löslichkeit in dem Lösungsmittel und je niedriger der Polymerisationsgrad ist, desto besser
ist die Löslichkeitsgrenze vom Gesichtspunkt der Lösungs-viskosität. Die Herstellung von Vinylchloridmischpolymerisaten
niedrigen Polymerisationsgrades erfolgt in herkömmlicher Weise, d.h. durch Zugabe eines Polymerisationsketten-Übertragungsmittels,
wie Tetrachlorkohlenstoff oder Trichloräthylen, während der Polymerisation oder durch Steigerung
der Polymerisationstemperatur.
Das für die Färb- und LackmasBn gemäß der Erfindung
verwendete Lösungsmittel besteht aus einem oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffen oder einem MischlÖ-sungsmittel,
das zur Hauptsache von einem oder mehreren
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aromatischen Kohlenwasserstoffen gebildet wird. Ale Beispiele
für aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel seien genannt: Benzol, Toluol, Xylol, Ethylbenzol, Trimethylbenzol,
Methyläthylbenzol, n-Propylbenzol, Isopropylbenzol, Tetramethylbenzol, Dimethylathylbenzol, Diäthylbenzol,
Methylpropylbenzol, Butylbenzol, Diisopropylbenzol, Tetrahydronaphthalin u.dgl. sowie Gemisch davon. Ein Mischlösungsmittel
der angegebenen Art besteht zur Hauptsache aus einem oder mehreren der vorstehend aufgeführten aromatischen
Kohlenwasserstoffe zusammen mit einer geringeren Menge eines Lösungsmittels aus der Gruppe der (1) Alkohole,
(2) aliphatischen oder alicyclischen Kohlenwasserstoffe und
(3) Ketone, Ester, halogenierten Kohlenwasserstoffe und Ä'ther. Als Alkohole seien genannt: Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol,
η-Butylalkohol, Isobutylalkohol, tert.-Butylalkohol,
2-Äthylhexylalkohol, Laurylalkohol, Cyclohexanol,
Benzylalkohol, Äthylenglycol, Butandiol, Glycerin u.dgl. Als aliphatisch^ oder alicyclische Kohlenwasserstoffe (2)
werden verwendet: aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie n-Pentan, Isopentan, η-Hexan, n-Octan und Isooctan; alicyclische
Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan, Cyclopenten, Methylcyclopentan, Cyclohexan, Cyclohexen, Methylcyclohexen,
Isopropylcyclohexen, Cyclopentadien und Gemische davon. Vorzugsweise
werden 4ae Mineralspirit, Ligroin, Petroläther,
Benzin usw. verwendet. Als Ketone, Ester, halogenierte Kohlenwasserstoffe
und Äther (3) seien genannt: Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon, Methyliso-
109820/198 3
.17- I644842
araylketon und Cyclohexanon., Ester orean.iech.er Säuren, wie
Ä'thylformiat, Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Amylacetat,
Ithylpropionat und Diäthylmalonat, halogenierte
Kohlenwasserstoffe, wie Methylchiοrid, Dichloräthan, Trichloräth^aen,
Perchloräthylen, Dichlorpropan, A'thylenchlorhydrin und Propylenchlorhydrin, sowie Äther, wie Tetrahydrofuran
und Dioxan.
Im !Falle der Verwendung eines Mischlösungsmittels
aus aromatischem Kohlenwasserstoff und Alkohol (1) muß der Anteil des aromatischen Kohlenwasserstoffs im Bereich von
30 - 100 Gew.-%, vorzugsweise 50 - 100 Gew.-%, liegen, da
der Alkohol ein schlechtes Lösungsmittel für das Vinylchloridmischpolymerisat
gemäß der Erfindung darstellt. Bei Verwendung eines Mischlösungsmittels aus aromatischem Kohlenwasserstoff
und aliphatischen! oder alicyclischem Kohlenwasserstoff (2) muß der Anteil des aromatischen Kohlenwasserstoffs
im Bereich von 50 - 100 Gew.-% und vorzugsweise
70 - 100 Gcevr,-c/o liegen, da der aliphatisch^ oder alicyclische
Kohlenwasserstoff ein schlechtes Lösungsmittel für '
das Liischpolymerisd; gemäß der Erfindung darstellt. Im Falle
der Verwendung eines Mischlösungsmittels aus aromatischem Kohlenv/asserstoff und einer Komponente aus der Gruppe der
Ketone, Ester, halogenieren Kohlenwasserstoffe und Äther
(3) muß der Anteil des aromatischen Kohlenwasserstoffs im
Bereich von 60 - 100 Gew.-%, bezogen auf das Lösungsmittel, liegen, da das Lösungsmittel (3) gewöhnlich teuer ist und ein
1098/0/1983
gutes Lösungsmittel für das Vinylchloridmischpolymerisat gemäß der Erfindung darstellt, so daß die Vorteile der Erfindung
bei einem großen Mengenanteil desselben verringert werden. Wenngleich das Lösungsmittel (3) nicht zwingend
erforderlich ist, führt eine Zugabe in einem Mengenanteil von weniger als 4-0 Gew.-% und insbesondere weniger als 20
Gew.-% zu guten Ergebnissen. Es ist ersichtlich, daß auch ein Mischlösungsmittel aus aromatischem Kohlenwasserstoff
mit den vorstehenden Komponenten (1) und (2) oder mit den vorstehenden Komponenten (1), (2) und (3) Anwendung -finden
kann. Beispielsweise liegen bei Verwendung eines Mischlösungsmittels
aus aromatischem Kohlenwasserstoff und Alkohol (1) und einer Komponente aus der Gruppe der Ketone,
Ester, halogenierten Kohlenwasserstoffe und Äther (3) für'
die Färb- oder Lackmasse gemäß der Erfindung die bevorzugten Mengenverhältnisse dieser Komponenten innerhalb des
Bereiches, der in der Figur 2 durch schräge Linien gekennzeichnet ist.
Das Mengenverhältnis von Vinylchloridmischpolymerisat (A) oder (A1) und !lösungsmittel (B), d.h. den Komponenten
der Färb- oder La>"0~masse gemäß der Erfindung, kann je
nach dem Verwendungszweck des Produkts geändert werden, gewöhnlich
liegt der Anteil des Mischpolymerisats jedoch im Bereich von 5-60 Gew.-% und insbesondere 10 - 45 Gew.-%;
die Erfindung ist aber nicht auf diese Bereiche beschränkt.
Für die Verwendung kann die Färb- oder Lackmasse
109820/1983
gemäß der Erfindung mit verschiedenen Zusatzstoffen vermischt
werden, z.B. Stabilisiermitteln, Inhibitoren gegen Witterungsverfärbung, Plastiziermitteln, Schmiermitteln,
Pigmenten, Farbstoffen, Mitteln zur Verbesserung der Deckfähigkeit,
Füllstoffen, Mitteln zur Erhöhung der Viskosität, Härtern und Mitteln gegen Verdickung, um die gewünschten
Eigenschaften der Färb- oder Lackmasse einzustellen. Färb- oder Lackmassen mit derartigen Zusatzstoffen fallen
in den Rahmen der Erfindung und die Erfindung ist nicht
auf irgendwelche bestimmten Zusatzstoffe beschränkt." Als Y/ärmestabilisiermittel werden insbesondere organische Zinnverbindungen,
z.B. Dibutylzinnmaleat, Dibutylzinndilaurat und Dibutylzinnmercaptid, verschiedene Cadmium und Bariumverbindungen,
Bleiverbindungen^wie Bleisulfat und Bleiphosphit, benutzt. Als Inhibitoren gegen Witterungsverfärbung
werden verschiedene epoxy- oder glycidylgruppenhaltige Verbindungen, z.B. epoxydiertes Sojabohnenöl, Bisphenolepichlorhydrinkondensat
und Cyclohexenoxyd, sowie verschiedene Ultraviolettstrahlenabsorptionsmittel verwendet. Zu den üb- (
rigen vorstehend beschriebenen Zusatzstoffen gehören u.a. zahlreiche Plastiziermittel geringen Molekulargewichts, z.B.
DOP, DBP, POA, TOP, DOS+Wd Difettsäureester von !Triäthylenglycol;
verschiedene Piastiziermittel hohen Molekulargewichts; Schmiermittel von organischen Säuren, ihren Estern
und ihren Salzen, z.B. Stearinsäure, Bleistearat, Bariumstearat, Butyllaurat und Butylstearat; herkömmliche Schmier-
= Dioctylphthalat, DBP = Dibutylphthalat, DOA = Dioctyladipat,
TCP = Trikresylphosphat, DOS = Dioctylsebacat
109820/1983
mittel, wie höhere Alkohole, z.B. Octylalkohol und Stearyl-'
alkohol* Bisamid und flüssiges Paraffin; verschiedene
nichtionische oberflächenaktive Mittel, z.B. Polyoxyäthylenmonolaurat;
verschiedene ionische oberflächenaktive Mittel, z.B. Natriumalkylsulfat und Natriuindodecylbenzolsulfonat;
Dispergiermittel, z.B. Äthylenoxyd-Propylenoxyd-Additionspolymerisate,
teilweise verseiftes Polyvinylacetat, Vinylacetat-Meleinsäureanhydrid-Misclipolymerisate, Styrol-
^ Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisate und Polymethylvinyläther;
Pigmentdispergiermittel, z.B. Aluminiumstearat, Lecithin und Polyäthylenglycolalkyläther; viskositätssteigernde
Mittel, z.B. Bentonit; Inhibitoren gegen Verdickung (blocking inhibitors), z.B. Paraffin und Siliconverbindungen;
sowie zahlreiche Pigmente, z.B. Titanweiß, Zinkweiß, basisches Bleicarbonate Cadmiumrot, Eisengelb, Chromoxyd, Phthalocyaningrün,
Ruß, Graphit, synthetisches Siliciumdioxyd, Bleirot und Zinkpulver. Als Harze, die zusammen mit der Farboder
Harzmasse gemäß der Erfindung verwendet werden können,
™ kommen verschiedene synthetische Harze in Betracht, z.B.
Acrylharze, Alkydharze, Vinylbutyralharze, Epoxyharze, Phenolharze,
Vinylacetatharze, Cumaronharze, chloriertes Polyäthylen,
Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymo·.. ;<i und Urethanharze;
Naturharze, z.B. Kolophonium und Schellak; Cellulosederivate, z.B. Nitrocellulose und Acetylcellulose; sowie
Ölfarbkörper, z.B. Leinsamenöl, Sojabohnenöl, epoxydierte Öle und ungesättigte Polyester.
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Dia Färb- oder Lackmaase gemäß der Erfindung bildet
einen Film, der hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Wasser-, Säure-, Alkali-, Wetter-, Wärmeverfärbungsund
Flammenbeständigkeit aufweist. Bei den bekannten Vinylchloridharzmassen,
z.B. einem Mischpolymerisat aus.,Vinyl-Chlorid und Vinylacetat in Lösung in einem einzigen Lösungsmittel
in Form eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, werden zufriedenstellende Eigenschaften als Anstrichmasse
erst dann erreicht, wenn der Gehalt an Vinylchlorid weniger als 50 % beträgt, wobei jedoch ein Film aus einer derartigen
Anstrichmasse schlechter hinsichtlich der Wasser-, Wetter-, Wärmeverfärbungs- und Flammenbeständigkeit ist.
Demgemäß haben derartige Materialien keine praktische Verwendung gefunden. Um diese Nachteile zu überwinden, muß
ein Lösungsmittel hohen Lösungsvermögens, z.B. Ketone, Ester, Tetrahydrofuran und Äthylenchlorid, in einem Anteil
von mindestens 4-0 °/o zu einem aromatischen Kohlenwasserstoff
zugesetzt werden.
Für ein Vinylchloridmischpolymerisat, das (I) Vinylchlorid,
(II) Vinylpropionat als äthylenisch ungesättigtes Monomeres und (III) Vinylacetat umfasst, sind die Löslichkeiten
in verschiedenen aromatischen Kohlenwasserstoffen in dem Dreieckdiagramm der Figur 3 dargestellt. Der durch
schräge Linien gekennzeichnete Bereich bildet die toluollösliche Zone, der durch waagerechte Linien gekennzeichnete
Bereich kennzeichnet die Zone der Löslichkeit in Xylol
i09620/1933
oder einem Gemisch aromatischer Kohlenwasserstoffe mit 9
Kohlenstoffatomen (Swasol ITr. 1000, hergestellt von der Maruzen Oil Co., Ltd.) und der durch senkrechte Linien
gekennzeichnete Bereich stellt das Gebiet der Löslichkeit in einem Swasol Hr. lOOO/Isopropylalkohol-Gemisjch
(7/3) dar.
Die Färb- oder Lackmasse gemäß der Erfindung weist
zahlreiche vorteilhafte Merkmale in den nachstehend angege- ^ benen Gesichtspunkten auf, verglichen mit den gewöhnlich
verwendeten verschiedenen Vinylchloridharzfarben oder -lacken, Imprägnierlösungen, Tuschen, Tinten und Pasten,
die jeweils zur Hauptsache aus einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat
bestehen.
(1) Bei den bekannten Vinylchloridharzfarben und -lacken kann kein beständiges, von Erscheinungen wie einer
Abscheidung von Harzkomponenten und Gelierung freies Material erhalten werden, sofern nicht ein Lösungsmittel zur
Anwendung kommt, das in beträchtlicher Menge eine Lösungsmittelkomponente hohen Lösungsvermögens enthält, z.B. Ketone
und Ester, und bei Herstellung durch Lösungspolymerisation sind gewöhnlich Ester erforderlich, um die Polymerisation
7Ai erleichtern. Demgegenüber wird durch die Erfindung
eiii-3 verbesserte 3?arb- oder Lackmasse unter Verwendung eines
Lösungsmittels geschaffen, das nur aus aromatischen Kohlenwasserstoffen
zu bestehen braucht j hierdurch werden Beeindes Verarbeiters durch Reizung oder- Geruchs-
109820/1983
vermieden.
(2) Schlechte Verarbeitungseigenschaften der bekannten !Färb— und Lackmassen, z.B. beim Verstreichen und
Überziehen, die auf die Verwendung von flüchtigen Lösungsmitteln, wie Ketonen und Estern, zurückzuführen waren,
werden durch die Erfindung beseitigt. Zur Verbesserung der Streicheigenschaften ist es wünschenswert, ein hochsiedendes
Lösungsmittel, höher als 1500C, zu verwenden, um eine Verdampfung des Lösungsmittels hintanzuhalten, jedoch mußten
bei den bekannten Vinylchloridmischpolymerisaten· hochsiedende Ketone oder Ester benutzt werden, was zur langdauernden Bildung unangenehmer und/oder reizender Gerüche
führte. Die Erfindung ermöglicht die Verwendung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit mehr als 9 Kohlenstoffatomen
unter Beseitigung der Quelle dieser unangenehmen und/ oder reizenden Gerüche, wodurch die Schwierigkeiten der Bildung
von Anstrichen beseitigt werden. Eine andere Schwierigkeit bei der Bildung von Überzügen, d.h. die Erscheinung,
daß ein darunter befindlicher Film oder Überzug quillt und ( beim Überstreichen infolge der Verwendung eines Lösungsmittels
hohen Lösungsvermögens, z.B. von Ketonen und Estern, angegriffen und deformiert wird, wird durch die Erfindung
ebenfalls beseitigt, und zwar infolge der Anwendung eines schlechten Lösungsmittels, z.B. eines aromatischen Kohlenwasserstoffs
alleine oder eines Gemischs eines aromatischen Kohlenwasserstoffs mit einem Alkohol.
(3) Die erfindungsgemäße Verwendung eines schwachen
109820/1983
Vea?iPingea?ung dea iiüeu».gevej?mügens, z.B.
eines aromatischen Kohlenwasserstoffs oder eines Gemische aus aromatischem Kohlenwasserstoff und Alkohol oder Mineralspirit,
führt zur Bildung eines Films, der gute Flammen-, Wasser-, Säure und Alkalibeständigkeit hat, ohne Beeinträchtigung
einer darunter liegenden Schicht, etwa im Falle des Überziehens einer Ölfarbschicht.
(4-) Durch Vermischung des Mischpolymerisats mit
^ einer Acrylharzfarbe unter Verwendung eines Misehlösungsmittels
aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff und 'einem Alkohol werden die Säurebeständigkeit und die Wasserbeständigkeit
eines Acrylharzfilms verbessert und diesem flammenhemmende Eigenschaften erteilt.
(5) Bei der Herstellung von Farbmassen, Tuschen oder Tinten auf Vinylharzbasis können Pigmente oder Farbstoffe,
die in Gegenwart eines Ketons oder eines Esters im Laufe der Zeit Qualitätsminderungen unterliegen, nunmehr infolge
der Verwendung eines Lösungsmittels, das zur Haupt-
™ sache aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff besteht, Anwendung
finden.
(6) Die Erfindung ermöglicht die Aufbringung eines flammenhemmenden Films, Farbüberzugs oder Musters auf zahlreiche
Kunstharzformkörper, z.B. geringere Lösungsmittelbeständigkeit aufweisende ABS-Harze, Styrolharze, hochstoßfeste
Styrolharze, Acrylnitril-Styrolharze und Methacrylharze, ohne die Harzfestigkeit zu verringern. Dies© syntheti-
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sehen Harze werden durch Ketone oder Ester angegriffen, was
zu einer beträchtlichen Verringerung der Festigkeit und des Glanzes führt. Demgegenüber können sie bei Verwendung der
Färb- oder Lackmasse gemäß der Erfindung bei Benutzung eines
Mischlösungsmittels aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff mit einem Alkohol oder einem paraffinischen oder naphthenischen
Kohlenwasserstoff mit einem ausgezeichneten Film überzogen werden.
(7) Die Wasserbeständigkeit, die chemische Beständigkeit, die Stoßfestigkeit und die Biegebeständigkeit· eines
Alkydharzes können durch Auftragung oder gemeinsame Verwendung mit einem ölmischbaren Alkydharz in gelöstem Zustand in
einem aromatischen Kohlenwasserstoff verbessert werden.
(8) Darüberhinaus weist die Färb- oder Lackmasse gemäß
der Erfindung eine ganz ausgezeichnete Mischbarkeit mit Titanweiß auf. Die herkömmlichen Vinylchloridharzmassen haben
eine geringe Mischbarkeit mit Titanweiß, so daß bei einer Vermischung von 100 Teilen des Harzes mit 70 Teilen Titanweiß
der Oberflächenglanz eines Films nach dem Überziehen beträchtlich beeinträchtigt wird; demgemäß .werden in der Praxis nur
Farbmassen mit verhältnismäßig geringem Titanweißgehalt verwendet. Geringe Titanweißgehalte verursachen eine Verringerung
der Deckfähigkeit der Farbe. Hierin liegt eines der wesentlichen Hindernisse für eine Benutzung von Vinylchloridharzfarben
für allgemeine Verwendungszwecke. Demgegenüber behält das Material gemäß der Erfindung selbst bei Stagabe von
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Titanweiß in einem Veitaältnie von 100 tDellen auf 100 Teile
Harz einen ausgezeichneten Oberflächenglanz des erzeugten Films und es wird eine vollständige Deckung der Unterlage
bei weniger Anstrichen erreicht.
(9) Da das Lösungsmittel zur Hauptsache aus veinem
aromatischen Kohlenwasserstoff besteht, kann selbst ein nicht-polares Material, z.B. Paraffin, in größerem. Mengenanteil
als bei bekannten Farbmassen eingemischt werden, wodurch die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und die Biegefestigkeit
erhöht werden können,
(1Ö) Die Kennwerte eines Überzugsfilms sind allgemein
jenen von Vinylehlorid-Vinylacetat-Mischpolyraerisatfarben
überlegen, wie aus dem Beispiel 6 hervorgeht.
Es ist bekannt, daß ein Mischpolymerisat von Vinylchlorid mit einem Vinylester, Alkylacrylat oder Maleinsäureester
als starres (rigid) oder halbstarres Vinylchloridharz zürn Formen oder Pressen (molding) verwendet werden kann.
Durch die Erfindung wurde jedoch erstmals ermittelt, daß Vinylchloridmischpolymeriiate
der hier angegebenen Art beträchtliche Löslichkeiten in aromatischen Kohlenwasserstofflösungsmitteln
aufweisen, wie sie in den gewöhnlich verwendeten Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisaten
für Färb- oder Lackmassen oder in Mischpolymerisaten von Vinylchlorid mit Methylacrylat,
Dirnethylmaleat, Dimethylfumarat, Vinylstearat
oder Laurylacrylat nicht auftreten. Insbesondere war bisher keine Earb- oder Lackmasse bekannt, die in der Lage ist, un-
109820/1983
ter Verwendung eines aromatischen Kohlenwasserstoff-
3chlech-
Lösungamittels oder eines Misohlösungsmittels, das. ein /fes
Lösungsmittel für Vinylchlorid enthält, z.B. Alkohole und Mineralspirits, eine unbrennbare Emaille (gemäß JLS-K5582)
zu ergeben.
' Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen
und Vergleichen weiter veranschaulicht, sie ist aber nicht auf diese besonderen Durchführungsformen beschränkt. Alle
Angaben in Seilen oder Prozent beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
Bei den Beispielen wurden folgende Prüfungsmethoden angewendet: · ' '
Die"spezifische Viskosität" ist gemessen bei 240O
anhand einer Lösung von 0,4-8 g trockenem Mischpolymerisat in so viel Nitrobenzol, daß die Gesamtmenge 100 ml beträgt
(Goodrich spezifische Viskosität).
Der in den Tabellen angegebene "Vinylchloridgehalt" ist ermittelt durch Feststellung der Menge an Chlor in dem
betreffenden Harz in ähnlicher V/eise wie bei der Vorschrift
JIS K-5581 und Umrechnung auf den Vinylchloridgehalt. Hier- (
zu wird eine Harzprobe in Tetrahydrofuran gelöst, mit einer Mischlösung von Tetrahydrofuran-Iäethanol und dann mit wäßriger
Methanollösung gefällt und nach zweimaliger Wiederholung dieser Behandlung unter verringertem Druck getrocknet. Etwa
0,2 g der Probe v/erden dann genau gewogen, in einen Porzellantiegel eingebracht, so daß sie von etwa 10 g Calciumoxid umschlossen
sind, und allmählich vom Boden her erhitzt. Nach Zersetzung der Probe wird das sich ergebende Calciumchlorid
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mit Salpetersäure schwach angesäuert; und tropfenweise mit
einer wäßrigen n/10 Silbernitratlösung titriert, wobei der Endpunkt durch potentiometrische Titration bestimmt wird.
Hieraus wird die Menge an Chlor berechnet.
Die Löslichkeiten in Toluol, Xylol und Swasol Nr. 1000 sind bestimmt durch Zugabe einer Probe zu jedem der
Lösungsmittel, so daß der Feststoffgehalt 33 Gew.-% nach
Herstellung der Lösung beträgt, Rühren des Gemische bei einer konstanten Temperatur von 25°C über 30 Minuten zur
Auflösung der Probe und Prüfung der Transparenz der -Lösung mit dem bloßen Auge. Die Löslichkeiten sind nach den folgenden
Bezugswerten eingestuft:
A: Vollständig durchsichtigte Lösung;
A: Vollständig durchsichtigte Lösung;
B: Schwach neblig. Es ist kaum ein Unterschied zwischen A und B festzustellen, sofern die beiden Proben nicht
nebeneinander betrachtet werden. Bei Verwendung als Färb- oder Lackmasse treten keine Schwierigkeiten auf.
C: Etwas stärker neblig, aber keine Ausfällung. '«Venn 5
oder weniger eines Ketons oder Esters zugesetzt werden,
wird diese Probe.gleich A. Bei Verwendung als Färb- oder
Lackmasse treten keine Schweirigkeiten auf. D: Bildung einer beträchtlichen weißen Trübung und Absetzen
einer Kumulusartigen Schicht beim Stehen. Die Probe wird
nicht gleich A, sofern nicht ein Keton oder Ester in einer solchen Menge zugegeben wird, daß der Gehalt 5 beträgt.
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E: Eintritt ölner deutlichen Fällung. Keine Auflösung, "be~
vor ein Keton oder Ester in einer solchen Menge zugegeben worden ist, daß der Gehalt $0 - 50 % beträgt.
Das bei diesen Untersuchungen verwendete Lösungsmittel Swasol Nr. 1000 wird als aromatisches Kohlenwasserstoff
lösungsmittel von der Maruzen Oil Co., Ltd., vertrieben und besteht zur Hauptsache aus aromatischen Kohlenwasserstoffen
mit 9 Kohlenstoffatomen; es hat beispielsweise die nachstehende Zusammensetzung:
Komponenten | Menge, % | > 9 Kohlenstoff- ' atome |
1,2,4-Trimethy!benzol | 49,2"^ | |
1,3,5-T3?imethy!benzol und o-Äthyltoluol 1,2,3-Trimethylbenzol |
17,6 8,5 |
|
m- und p-lthyltoluol | 20,8 | 8 Kohlenstoff- |
Propylbenzol | 2,5 , | |
Xylol und Äthylbenzol | 1,4 | |
atome
Die "Lösungsviskosität" ist ermittelt durch Messung der vorstehend angegebenen 35 %igen Toluollösung bei 25 C
unter Verwendung eines Brookfield-Drehviskosimeters.
420 Teile destilliertes Wasser, in denen 0,25 Teile teilv/eise verseiftes Polyvinylacetat und 0,08 feile PoIyoxyäthylensorbitmonolaurat
aufgelöst worden waren, wurden in einen Autoclaven aus rostfreiem Stahl eingebracht und nach
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wiederholter Druckverringerung und Stickstoffspülung wurde
ein Gemisch der nachstehenden Monomeren und ein Kettenübertragungsmittel (Tetrachlorkohlenstoff) zugegeben und polymerisiert.
Es wurden 0,02 Teile Dimethylazobisvaleronitril und 0,24 Teile Lauroylperoxyd als Katalysator verwendet, gelöst
in Vinylchloridmonomer und zugeführt unter Druck. Die Zugabe von Vinylchlorid erfolgte bei allen nachstehenden Proben außer
der Probe 9 anteilweise derart, daß 46 % des gesamten Vinyl-Chlorids
vor der Polymerisation zugegeben und die restlichen 54 % in einer Rate von 3 % je Stunde während der Reaktion
zugesetzt wurden, um die Zusammensetzung des gebildeten Mischpolymerisats während der ganzen Polymerisation gleichmäßig zu
halten. Das Kettenübertragungsmittel wurde so geregelt, daß die mittleren Polymerisationsgrade der Proben im wesentlichen
gleich waren. Nach einem vorherbestimmten Zeitraum wurden die Monomeren abgetrennt und der Inhalt filtriert, mit Wasser gewaschen
und getrocknet, um eine pulverförmige Harzprobe zu erhalten. Die Mengenverhältnisse der Monomeren, die Polymerisationsbedingungen
und die Kenndaten, Löslichkeiten usw. der Mischpolymerisate sind in der. nachstehenden Tabelle I aufgeführt.
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!Tabelle I
Probe
Tetrachlorkohlenstoff 5,5 4 4 4 4
Vinylpropionat 25 35 4-5 - -
Vinylvalerat - 35 4-5
Vinylcaprylat - ~
Vinylchlorid 75 65 55 65 55
4-5
55
Reaktionstemp.
62 62 65 62 65 62
65
Reaktionszeit, h 42 42 4-2 42 42 42 42
Ausbeute, %
83,4 78,5 79,2 76,7 74,4 82,4 80,8
Spezifische
Viskosität 0,185 0,190 0,183 0,181 0,177 0,191 0*190
Vinylchlorid-
gehalt, % 78,3 69,8 61,4 68,8 61,5 73,2 62,7
Löslichkeit in
Toluol
Toluol
Löslichkeit in
Xylol G
Xylol G
Löslichkeit in
Swasol 3ür. 1000 C
Swasol 3ür. 1000 C
A A A
A A A
A A A
A A A
A
A
B
A
B
Lösungsviskosität, cP 430 350 220 380 300 45Ο 330
4 20
15 65
62 42 71,8
0,172 70,3
A 310
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Proben von. Vinylclaloridmieehpolymerisaten mit
Methylgruppen enthaltenden Monomeren, wie Vinylacetat, Methylacrylat
und Dirnethylmaleat, und Monomeren, wie Vinylestern,
Acrylsäureestern und Maleinsäureestern mit langkettigen Alkylgruppen
von 9 oder mehr Kohlenstoffatomen, wurden zum Vergleich die gleichen Untersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle II zusammengestellt. Bei den Vergleichsproben 1, 2, 3>
4, 5, 10 und 11 wurde-das Vinylchlorid anteilweise genau so wie bei den vorstehenden erfindungsgemäßen Proben
1-8 zugegeben, um die Zusammensetzung des gebildeten Mischpolymerisats während der gesamten Polymerisation gleichmäßig
zu halten. Bei den Vergleichsproben 6, 7, 12 und 13 wurden
40 % des Acrylsäureester vor der Polymerisation zugesetzt
und die restlichen 60 % wurden anteilweise über 20 Stunden während der Polymerisation zugegeben, um die Zusammensetzung
gleichmäßig zu halten. Bei den Vergleichsproben 8 und 9 wurden ebenfalls 40 % des Maleinsäureesters anteilweise über
20 Stunden zugefügt.
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ο | Vergleichs größe ITr. |
1 | • | 2 | 5 | 4 | 5 | . Tabelle | 7 | II | 8 | |
co | Tetrachlorkoh lenstoff |
4,5 | 4 | 4 | 4 | 5 | 6 | 5 | 5 | |||
co | Vinylacetat | 25 | 35 | 45 | 55 | - | 5 | - | - | |||
• | O | Llethylacrylat | - | — | — | — | — | - | 45 | - | ||
Dime thylaal e at | — | - | - | — | — | 55 | - | 55 | ||||
CD | Vinylstearat | - | - | — | - | — | — | — | - . | |||
CO | Laurylacrylat | — | - | - | - | - | - | — | — | |||
Doaecylnaleat | — | - | - | - | - | — | - | - | ||||
Vinylchlorid | 75 | 65 | 55 | 50 | 45 | — | 55 | 65 | ||||
Reaktionstenp., C | 62 | 62 | 62 | 62 | 62 | 65 | 65 | 62 | ||||
Reaktionszeit, h | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 65 | 42 | 42 | ||||
Ausbeute, % | 81,7 | 74,4 | 71,8 | 72,5 | 72,0 | 42 | 81,5 | 70,2 | ||||
Spezifische Viskosität |
0,195 | 0,186 | 0,182 | 0,198 | 0,185 | 80,0 | 0,198 | 0,171 | ||||
Vinylchlorid- gehalt, % |
78,1 | 69,4 | 58,8 | 54,7 | 50,1 | 0,172 | 55,6 | 61,4 | ||||
Löslichkeit in Toluol |
E | D | 0 | B | A | 62,5 | B | D | ||||
Löslichkeit in Xylol |
E | D | D | C | C | E | E | E | ||||
Löslichkeit in Swasol ITr. 1000 |
E | E | D | D | C | E | E | E | ||||
Lösungsviskosität cP |
510 | 210 | E | |||||||||
Fortsetzung der Tabeiip ττ
Vergleichs | 9 · | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | er | |
probe EIr. | |||||||||||||
Tetrachlorkoh | 2,5 | 4 ' | 4 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5,5 | 4 | 4 | 4 | 00 | |
lenstoff | 20 | 25 | 25 | 50 | NJ | ||||||||
Vinylacetat | 20 | 30 | |||||||||||
Methyl acryl at | |||||||||||||
Dimethylmaleat | 45 | — | — | — | — | — | 15 | 20 | — | — | —■ | ||
Vinylstearat | 55 | 45 | ^g C | Il C | — | mm | 15 | ||||||
-Jk | Laurylacrylat | 35 | 45 | It P | |||||||||
O CD |
Dodecylmaleat | 55 | 65 | 55 | 65 | 55 | 45 55 |
65 | 55 | 55 | I5 55 |
VJi I
VJi |
|
CD to |
Vinylchlorid | 62 | 64 | 64 | 65 | 65 | 62 | 62 | 62 | 62 | 62 | 62 | |
O | Reaktionstemp., C | 42 | 42 | 42 | 32 | 32 | 42 | 42 | 42 | 52 | 42 | 52 | |
Reaktionszeit, h | 62,2 | 80,9 | 78,4 | .76,1 | 77,8 | 61 | 84,5 | 76,5 | 86,2 | 72,0 | 72 | ||
co co |
Ausbeute, % | ||||||||||||
<*» | Spezifische | ,167 | 0,205 | 0,181 | 0,170 | 0,177 | 0,175 | 0,168 | 0,175 | 0,180 | 0,179 | 0,174 | |
Viskosität | 52,1 | 70,5 | 60,6 | 65,5 | 52,5 | 50,8 | 64,2 | 65,0 | 54,1 | 55,4 | 53,2 | ||
, . Vinylchlorid- | |||||||||||||
gehalt, % | |||||||||||||
Löslichkeit in | C | E | 0 | E; | D | 0 | D | D | D | D | C | ||
Toluol | |||||||||||||
Löslichkeit in | D | E | D- | E | E | D | D | D | D | E | D | ||
Xylol | |||||||||||||
Löslichkeit in | D | E | D | E | E | D | E | E | D | E | E | ||
Swasol Hr. 1000 | |||||||||||||
Lösungsviskosität, | — | — | 680 | — | - | 450 | — | - | - | - | 490 | ||
cP | |||||||||||||
4 | |||||||||||||
In den Vergleichsproben 4, 5, 7, 9, 13, 14 und 19
ist der Vin3>\Lchloridgehalt geringer als die Vorschrift JIS
K-5582 für eine unbrennbare Färb- oder Lademasse angibt.
Trotzdem ergibt ein Kanomeres mit 1 Kohlenstoffatom oder mehr als 9 Kohlenstoffatomen kein Mischpolymerisat, das in
aromatischen Kohlenwasserstoffen löslich ist.
Ein Vergleich der Proben gemäß der Erfindung mit den Vergleichsproben, insbesondere etwa der Zweikomponenten-Mischpolymerisate
aus Vinylchlorid mit Vinylpropionat oder Vinylacetat, ergibt, daß die Probe 1 gemäß der Erfindung,
die etwa 22 % Vinylpropionat enthält, sich in einem aromatischen Kohlenwasserstoff zu einer Färb- oder Lackmasse löst,
während die Vergleichsprobe 1, die etwa 22 % Vinylacetat enthält, in aromatischen Kohlenwasserstoffen nicht gelöst
wird und selbst die Vergleichsprobe 4 mit einem Gehalt von etwa 45 % Vinylacetat in Swasol Nr. 1000 sich nicht auflöst.
V/enn der Gehalt an Vinylpropionat weiter erhöht wird, wie in den erfindungsgemäßen Proben 2 und 3, wird die Löslichkeit
noch besser. Es tritt keine Änderung dieser ausgezeichneten Löslichkeitsverhältnisse ein, auch wenn wie in der erfindungsgenäßen
Probe 8 eine Kombination der für die Erfindung kennzeichnenden
Monomeren (II) verwendet wird. V/enn dagegen ein Honomeres mit einer Kohlenwasserstoffgruppe mit vielen Kohlenstoffatomen
mischpolynierisiert wird, wie bei den Vergleichsproben 10 - 14, ist die Löslichkeit schlecht. Weiterhin ist,
wenn ein Monomeres mit einer Methylgruppe und ein Monomeres-
109820/1983
- 5ft -
mit einer Kohlenwasserstoffgruppe von vielen Kohlenstoffatomen
mit dem Vinylchlorid mischpolymerisiert werden, die Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen ebenfalls schlecht.
^ In der nachstehenden Tabelle III sind Proben gemäß
der Erfindung mit Mischpolymerisaten aufgeführt, bei denen ein für die Erfindung kennzeichnendes äthylenisch ungesättigtes
Monomeres (II) und ein weiteres mit Vinylchlorid mischpolymerisierbares Monomeres (III) mit Vinylchlorid (I)
mischpolymerisiert sind. Die mit * gekennzeichneten Monomeren gehören zur Gruppe (II) und die mit ** gekennzeichneten Monomeren
gehören zur Gruppe (III). Die Polymerisationsmethode war die gleiche, wie vorstehend beschrieben. Bei der Probe
10 gemäß der Erfindung wurde Vinylchlorid anteilweise zugegeben und bei den Proben 12 und 13 gemäß der Erfindung wurden
4-0 % des gesamten Monomerengemischs außer Vinylchlorid vor der Polymerisation und die restlichen 60 % anteilweise
über 20 Stunden während der Polymerisationsreaktion zugesetzt.
109820/1983
Probe cemaß Erf indunn;, Hr. |
10 | 1 |
Tetrachlorkoh lenstoff |
4- | 4· |
Vinylpropionat* | 22 | 22 |
Butylacrylat* | — | - |
Vinylacetat** | 20 | - |
Kethylacrylat * * | - | 20 |
Dimethylmaleat* * | - | - |
Vinyliden chlorid** |
Butylvinyläther* * Vinylchlorid
On
58
Reaktionsternp., C Reaktionszeit, h 4-2 4-2
■12
13
14-
4-2
22
20
4-,2 | 3 | 2 |
— | 22 | |
22 | - | 20 |
20 | _ | 20 |
— | — | — | — | — | 5 |
58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 55 |
62 | 62 | 60 | 62 | 62 | 62 |
4-2 | 36 | 4-2 | 4-2 | 4-2 | 4-2 |
Ausbeute, %
Spezifische Viskosität
Vinylchloridgehalt, %
Löslichkeit in Toluol
Löslichkeit in Xylol
Löslichkeit in Swasol ITr. 1000
83,3 86,0 87,8 76 91,1 78,1 80,4-0,170
0,196 0,181 0,184- 0,183 0,171 0,182
62,7 60,5 56,5 - - 57,6 59,0 A B B-A B A B
A BB B B A B
BOCBGBB
109820/1983
Es wurden 450 Teile destilliertes Wasser, 50 Teile
Ithylenglycol, 0,6 Teile Kaliumbicarbonat, 2,5 Teile PoIyoxyäthylensorbitmonolaurat,
2,5 Teile Polymethylvinyläther und 0,3 Teile Ammoniumpersulfat in einen Autoclaven aus
rostfreiem Stahl eingebracht und gelöst; nach wiederholter Druclcverringerung und Spülung mit Stickstoff wurde ein Monomerengemisch entsprechend der nachstehenden Zusammenstellung zugesetzt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle XV auf-" geführt.
rostfreiem Stahl eingebracht und gelöst; nach wiederholter Druclcverringerung und Spülung mit Stickstoff wurde ein Monomerengemisch entsprechend der nachstehenden Zusammenstellung zugesetzt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle XV auf-" geführt.
109820/1983
16U842
Probe gemäß Erf indunp;, Nr. |
20 | 21 | 22 | 25 |
Trichloräthylen | 2,3 | 2,3 | 2,3 | 2,0 |
1thylcrotonat * | 22 | 22 | — | - |
Vinylbenzoat* | - | — | 22 | 10 |
Dibutylfumarat* * | ■ - | - | - | 12 |
Vinylac etat * * | 20 | — | 20 | 20 |
Methylacrylat * * | - | 20 | — | - |
Vinylchlorid | 58 | 58 | 58 | 58 |
Heaktxonstemparatur, C | 62 | 62 | 62 | 62 |
Reaktionszeit, h | 36 | 36 | 36 | 42 |
Ausbeute, % | 87,4 | 92 | 86,5 | 82,4 |
Spezifische Viskosität | 0,178 | 0,191 | 0,190 | 0,183 |
Vinylchloridgehalt, % | 58,7 | 56,2 | 61,9 | 58,0 |
Löslichkeit in Toluol | A | A | A | A |
Löslichkeit in Xylol | A | B | A | A |
Löslichkeit in Swasol Nr. 1000
109820/ 1983
Es wurden 40 % der gesamten Beschickung an Äthyl-,
crotonat bei der Probe 20 und an Ithylcrotonat und Methylacrylat bei der Probe 21 vor der Polymerisation zugesetzt
'und die restlichen 60 % anteilweise über 20 Stunden während
der Polymerisationsreaktion zugegeben.
Aus der Tabelle IV ist ersichtlich, daß Ithylcrotonat
und Vinylbenzoat dem Harz eine ausgezeichnete Löslichkeit verleihen. Die Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen
ist sehr günstig im Vergleich zu der der Vergleichspro.-ben.
Die erfindungsgemäße Probe 2 des Beispiels 1 (Vinylchlorid- Vinylpropionat-Mischpolymerisat; Vinylcliloridgehalt
69,8 c/o) wurde in einem gemischten Lösungsmittelsystem aus
drei Komponenten, nämlich Xylol, Methylisobutylketon und n-Butylalkohol, gelöst und es wurde der Basich bestimmt, in
dem keine kumulusartige Ausscheidung eintrat. Weiterhin wurde in ähnlicher Weise die Löslichkeitskurve für die Vergleichsprobe 2 des Beispiels 1 bestimmt, die einen verhältnismäßig
großen Gehalt an Vinylacetat (Vinylchloridgehalt 69,4 c/o) aufwies; diese wurde als typisches Beispiel eines üblicherweise
für Färb- oder Lackmassen verwendeten Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisats
gewählt. Die Ergebnisse sind in der Figur 4 dargestellt. Das Mischlösungsmittel des schraffierten
Gebiets löst die Probe 2 gemäß der Erfindung und nur das
Mischlösungsmittel des punktierten Gebiets löst die Vergleichsprobe
2.
109820/1983
Mt
In ähnlicher Weise wie im Beispiel 3 wurden die Probe 2 gemäß der Erfindung und die Vergleichsprobe 2 auf
ihre Löslichkeit in einem gemischten Lösungsmittelsystem aus Xylol, Butylacetat und Isopropylalkohol untersucht, unter
Bestimmung der entsprechenden Lösungsbereiche. Die Ergebnisse sind in der !Figur 5 dargestellt. Das schraffierte
Gebiet kennzeichnet den Bereich, wo die Probe 2 gemäß der Erfindung gelöst wird, während das punktierte Gebiet den
Bereich darstellt, wo die Vergleichsprobe 2 gelöst wird.
Anhand der erfindungsgemäßen Probe 3 des Beispiels 1 (Vinylchlorid-Vinylpropionat-Mischpolymerisat; Vinylchloridgehalt
61,4- °/o) und der Vergleichsprobe 3 (Vinylchlorid-Vinylacetat-lvlischpolymerisat;
Vinylchloridgehalt 58,8 °/o) wurden die Löslichkeitskurven in einem gemischten Lösungsmittelsystem
aus Swasol Kr. 100(5, Äthyl ac et at und Isopropylalkohol in
der gleichen Weise wie im Beispiel 3 bestimmt. In der Figur 6 kennzeichnet das schräg schraffierte Gebiet den Bereich, wo
die Probe 3 gemäß der Erfindung gelöst wird, während das punktierte Gebiet den Bereich widergibt, wo die Vergleichsprobe
3 gelöst wird.
In Verbindung mit einem ABS-Harz als Grundmaterial für die Aufbringung eines Überzugs oder Anstrichs wurde der
Bereich des Lösungsmittelsystems bestimmt, der die Aufbringung
eines Überzugs oder Anstrichs ohne Beeinträchtigung des Grund-
109820/1983
materials ßestatbet. Als ABS-Harz wurde das Handelsprodukt;
Abson 89104- der The Japanese Geon Co., Ltd., verwendet. In
der Figur 6 stellt das senkrecht gestrichelte Gebiet den Bereich dar, in dem das Lösungsmittelsystem auf ABS-Harz
aufgebracht werden kann, ohne dieses anzugreifen. Dies bedeutet
mit anderen Worten, daß eine Färb- oder Lackmasse,
die in das überlagerte Gebiet von schrägen und senkrechten Linien fällt, als überzugsmasse oder Deckanstrich (finishing
paint) für ABS-Harz verwendet werden kann. Da, wie aus der_ Figur 6 ersichtlich ist, das bekannte VinylChlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat
innerhalb des keine Beeinträchtigung des ABS-Harzes bewirkenden Bereichs nicht gelöst wird, kann
eine derartige Vinylchloridharafarb- oder Lackmasse nicht dazu benutzt werden ABS-Harz mit einem Farbüberzug zu versehen
oder chemische Beständigkeit zu verleihen. Dies wird jedoch durch die Erfindung ermöglicht. Zur Bestätigung wurden
Prüfungen der V/eißtrübung mit bloßem Auge, Messungen des Oberflächenreflexionsvermögens und Messungen der Zugfestigkeit
des ABS-Grundmaterials zur Prüfung, ob das ABS-Harz durch die Auftragung angegriffen wurde oder nicht, durchgeführt.
Ergebnisse allgemeiner Färb- und Lackuntersuchungen der Proben gemäß der Erfindung sind in der nachstehenden Tabelle
V aufgeführt.
109820/1983
16U842
Probe Probe gemäß der Vergleichs-
1 | 3 | 14 | 1 | 3 | HP-I | HP2 | |
Vinylchlorid- gehalt, % |
78,3 | 61,4 | 57,6 | 78,1 | 58,8 | 70,6 | 81,2 |
Spezifische Viskosität · 0 |
,185 | 0,183 | 0,171 | 0,193 | 0,182 | 0,177 | 0,129 |
Eigenschaften des Überzugs |
|||||||
Y/ärmebe ständigkeit, min |
280 | 175 | 130 | 150 | 90 | 100 | 35" |
Wetterbeständigkeit | **** | *** | ** | *♦ | * | ** | *** |
Alkalibeständigkeit | **** | **** | *♦ | * * | * | * | ♦ *** |
Säurebeständigkeit | * * ** | ** | ** | * * | * | * * | * |
Salswasser- beständigkeit |
* * * * | ** | ♦ * | *** | * | ** | * |
\7as serbe ständigkeit | * * * | ** | * * | * * * | * | ** | * |
Mischbarkeit mit Paraffin |
|||||||
Zugabe von 1 Teil | (2) | (D | (D | W | (3) | (3) | (3) |
Zugabe v.3 Teilen | (3) | (D | (1) | W | W | W | (3) |
Mischbarkeit mit Titanweiss |
Zugabe v.50 Teilen **** **** **** Zugabe V.70 Teilen *** **** ****
Zugabe v.100 Teilen ** **** ***
* | *** | * * * * | * ** * |
* | * * | ** | ** |
* | * | * | * |
Bemerkungen:
HP,.: Im Handel befindliches Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat,
hergestellt durch Lösungspolymerisation;
HPp: Vinylchlorid-Butylvinyläther-Mischpolymerisat, hergestellt
in der Bundesrepublik Deutschland;
**** - ausgezeichnet, *** = sehr gut, ** = gut, * = schlecht
= klar, (2) = annähernd klar, (3) = schwach trübe,
a trübe.
109820/1983
ta, lbU842
Die Untersuchung der Wärmebeständißlceit wurde
durchgeführt durch. Auflösen des Harzes in Toluol oder, wenn das Harz in Toluol unlöslich war, in einem Mischlösungsmittel
aus Ä'thylacetat und Toluol (1:1), so daß der F^eststoffgehalt
30 % betrug, Auftragen der in dieser Weise hergestellten Masse
auf ein Stück Papier in einer Stärke von etwa 80 Mikron ohne Zugabe eines Wärmestabilisiermittels und Prüfung des bestrichenen
Papiers in einem Wärmealterungstest bei 120 C in einen
α Luftbad. Die Ergebnisse sind in der Tabelle durch die Zeit
aagegeber, die erforderlich war, um einen Umschlag nach rotorange
herbeizuführen.
Die Wetterbeständigkeit ist widergegeben durch den. Grad der Färbung des in dieser Weise überzogenen Papiers nach
Unterwerfung unter einen Wetterbeständigkeitstest über 106 Stunden unter Verwendung eines Bleichmessers (fade-o-meter).
Die Ergebnisse dieses Tests sind eingestuft als "ausgezeichnet", "sehr gut", "gut" und "schlecht", wie bei den anderen
Tests, v/obei eine Einstufung besser als "gut" hier bedeutet,
" daß die Färb- oder Lackmassen für eine praktische Verwendung
geeignet sind.
Die Alkalibeständigkeit wurde bestimmt durch Eintauchen einer mit der Färb- oder Lackmasse überzogenen polierten
Stahltafel in eine 10 %ige wäßrige Iltznatronlösung bei Raumtemperatur über 144 Stunden und Beobachtung des Oberfläcuenzustands.
Die Ergebnisse dieses Tests sind in der gleichen Weise wie vorstehend eingestuft.
109820/1983
Die Säurebeständigkeit wurde in ähnlicher Weise
■bestimmt unter Verwendung einer 10 %igen wäßrigen Salpetersäurelösung
als Tauchflüssigkeit, während die Salzwasserbeständigkeit unter Verwendung einer 5 %igen wäßrigen
Hatriumchloridlösung bestimmt wui?de. Die Tauchzeit betrug
in federn Falle 144 Stunden.
Die Wasserbeständigkeit wurde bestimmt durch
Eintauchen einer ähnlich überzogenen Stahltafel in destilliertes V/asser über 144 Stunden und Beobachtung, ob ein Weißv/erden
oder Quellen des Überzugs oder Rostbildung a.u.£ eier
Stahltafel auftrat.
Die Mischbarkeit mit Paraffin wurde ermittelt durch
Zugabe eines Mischparaffins von 10-20 Kohlenstoffatomen zu dem Harz in einer Menge von 1 und 3 Teilen auf 100 Teile
Harz, Auflösen des Materials, so daß der Feststoffgehalt
30 c/a beträgt, wie bei der Untersuchung der Wärmebeständigkeit,
Auftragen der sich ergebenden Masse auf eine Glasplatte, Trocknung und Messung der Transparenz des Überzugs.
Die Mischbarkeit mit Titanweiß vrarde bestimmt durch
Vermischung von Titanoxyd vom Hutiltyp, das vorausgehend
24 Stunden in einer Kugelmühle pulverisiert worden war, mit dem Harz in Mengenverhältnissen von 50, 70 und 100 Teilen je
100 Teilen des Harzes, Auflösen des Gemische in Toluol oder einem Iilischlösungsmittel aus Methylisobutylketon-Toluol (1:1),
so daß der FestsiriTf gehalt J>0 % beträgt, Auf streichen (lap
coating) der in dieser Weise erhaltenen Farbmasse auf einen
109820/1983
Bogen schwarzen Papiers, bis das Schwarz völlig verschwindet,
und Beobachtung des Oberflächenzustands des Überzugs,, d.h.
Glanz oder Kräuselung, im Zustand der vollständigen Bedeckung.
In einen Autoclaven aus rostfreiem Stahl wurden 400 Teile destilliertes Wasser, 0,2 Teile teilweise verseiftes
Polyvinylacetat, 0,1 Teile Polyoxyäthylenglykolmono alkyl ester
und 0,4-5 Teile Lauroylperoxyd eingebracht und dann wurden Tetrachlorkohlenstoff und eines der nachstehend angegebenen
Monomeren, außer Vinylchlorid, zugegeben. Der obere Gasraum des Autoclaven wurde mit Stickstoff verdrängt und dann mit
Vinylchlorid unter Druck gefüllt. Die Menge an Tetrachlorkohlenstoff wurde bei jedem Beispiel so angepasst, daß der
mittlere Polymerisationsgrad im wesentlichen gleich war. Butylacrylat und Ithylacrylat wurden vor der Polymerisation in
einer Menge von 4-0 % der GesamtbeSchickung eingeführt und die
restliche Menge wurde anteilweise während der Reaktion in einer Rate von 2 % je Stunde zugegeben. Bei der Mischpolymerisation
von Vinylester und Vinylchlorid wurden 46 % der Gesamtbeschickung an Vinylchlorid vor der Polymerisation
zugegeben, während die Restmenge anteilweise in einer Rate von 3 % ije Stunde während der Reaktion zugesetzt wurde. Die
Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VI aufgeführt.
109820/1983
Probe gemäß der | - | 32 | 35 | 54 | Tabelle | s VI | 57 | 58 | 59 | i | 40 | 41 | 42 | 43 | σ·; | |
Erfindung Nr. | ■ | |||||||||||||||
Tetrachlor | 31 | 4,0 | 5,6 | 2,5 | 35 | 56 | 4,5 _ | 5,7 | 3,3 | 3,3 | 3,3 | 3,0 | 3,0 | |||
kohlenstoff | 20 | 20 | 20 | - | - | - | - | - | - | - | ||||||
Vinylacetat | 4,0 | 21 | 20 | 17 | 3,6 | 3,0 | 40 | - | - | - | - | - | - | |||
ButyL -acrylat | 20 | - | - | 20 | 20 | - | - | - | - | - | - | - | ||||
Äthylacrylat | 21,5 | — | - | - | - | - | - | 22 | 52- | 21 | 21 | - | - | |||
_» Vinylpropionat | - | —. | - | - | 20,5 | 18,5 | - | - | - | . - | 35 | 33 | ||||
° Vinylcaprylat ω Maleinsäure- |
- | 1,0 | 2,0 | 5,o | - | - | 2,0 | 1,0 | 3,0 | - | — | - | - | |||
00 anhydrid | - | — | _ | - | - | _ | 2,0 | _ | ||||||||
o Itaconsäureanhydrid | 0,5 | 2,0 | 3,5 | |||||||||||||
^ Cyclopentadien-Male- | — | - | - | - | _ | — | — | - | - | - | 2,0 | •2,0 | 1,0 | |||
-» insäureanhydrid- CO Adaukt |
58 | 58 | 58 | 58 | 77 | 65 | 77 | 77 | 65 | 65 | ||||||
2 Vinylchlorid | - | 60 | . 60 | 60 | - | - | 62 | 62 | 62 | 62 | 62 | 62 | 62 . | |||
Reaktionstemp .op | 58' | 32 | 42 | 42 | 58 | 58 | 56 | 52 | 52 | 36 | 36 | 42 | 42 | |||
Reaktionszeit, h | .60 | 87,1 | 87,7 | 76,4 | 60 " | 60 | 89,6 | 88,7 | 86,2 | 85,1 | 70,5 | 74,0 | 75,8 | |||
Ausbeute, % | 32 | 0,185 | 0,162 | 0,165 | 42 | 42 | 0,191 | 0,175 | 0,188 | 0,166 | 0,169 | 0,147 | 0,173 | |||
Spez. Viskosität < | 89,9 | A | A | A | 83,5 | 82,5 | A | A | A | B | A | A | A | |||
Löslichkeit^*^ | 3,188 | B | A | B | 0,175 | 0,176 | B | B | A | B | B | A | ||||
Löslichkeit in | B | A | B | |||||||||||||
Xylol | B | B | B | |||||||||||||
Löslichkeit in | B | B | B | B | B | A | C | B | A | A | ||||||
O | Swasol Nr. 1000 | I | ||||||||||||||
31 O |
B | B | B | |||||||||||||
INAL INSPE | ||||||||||||||||
Die Proben gemäß der Erfindung zeigen sämtlich ausgezeichnete Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen,
während Proben, die durch Mischpolymerisieren von 1,0 bis 3»0 Teilen Oxypropylacrylat, Oxyäthylacrylat, Acrylsäure,
Methacrylsäure, Itaconsäure, Acrylamid, H-Methylolacrylamid,
Vinylketon und Vinylcyclohexenmonoxyd nach dieser Polymerisationsmethode erhalten wurden, alle unbefriedigende Löslichkeit in aromatischen Kohlenwasserstoffen zeigten.
Es wurden Harzgemische gemäß den Angaben in der nachstehenden Tabelle YlI hergestellt und in Toluol gelöst,
um Überzugslösungen mit 20 % Harzgehalt zu bilden. Die sich
ergebende Lösung wurde auf eine mit Aceton gereinigte polierte Stahlplatte zu einem Überzug von 30 Mikron Dicke, auf
Trockenbasis, aufgetragen und bei !Raumtemperatur einen Tag und eine !lacht getrocknet. Der Überzug wurde unter Verwendung
einer Rasierklinge gleichmäßig in 100 Quadrate von 1 cm χ 1 cm geschnitten, dann wurde ein Klebestreifen darauf gepresst
und danach wieder abgezogen, um das Ablöseverhalten (Haftfestigkeit) des Überzugs zu bestimmen. Die Anzahl an
Quadraten, die von diesen 100 Quadraten des Überzugs abgelöst wurde, ist als "Ablösungsgrad" angegeben.
109820/1983
I6U842 1O
39 | Tabelle. | VII | 30 | i | Teile | — | - — | — | — | |
14 | - | 20 - | 40 | 20.. | 10. | 5 | ||||
Harzzusammensetzung | 2 | 40 | 70 | - | ·. | - | - | - | ||
Probe 52 | - | 80 100 | 60 | 80 | 90 | 95 | ||||
It | 60 | |||||||||
ti | ||||||||||
It |
12 50 97 100 0 0 8 "36 '
109620/1983
Claims (2)
1. Färb- oder Lademasse auf Vinylchloridharzbasis,
dadurch, gekennzeichnet, daß sie (A) ein Vinylchloridmischpolymerisat
aus (I) 50 - 80 Gew.-% Vinylchlorid, (II) 2-50 Gew.-% mindestens eines äthylenisch ungesättigten Monomeren
der allgemeinen Formeln
% X-O-C-R X-C-O-R , 0 - C - R , '
0 0 z °
I ο - C - R.
ι 3
in denen X eine der Gruppen CHp=CH-, CH2=C- , CHp=CH-CHp-
oder CH^-CH=OH-, Z die Gruppe CH2=C->
E eine■acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoffgruppe mit 2-8 Kohlenstoffatomen
und R. Wasserstoff oder eine acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoff
gruppe mit 1-12 Kohlenstoffatomen "bedeuten, und ^ (III) 0 - 4-8 Gew.-% eines weiteren mit Vinylchlorid mischpolymerisierbaren
Monomeren, und (B) ein Lösungsmittel aus einem oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffen oder ein
Mischlösungsmittel, das zur Hauptsache aus einem oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht, umfasst.
2. Färb- oder Lackmasse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Vinylchloridmischpolymerisat (A) als
weitere Komponente (IV) 0,05 - 30 Gew.-% mindestens eines
Untarlagon .-«ι. · ,i ι -^. ι ν,, ι satz 3 des Änderung«»»
109820/1983
SA
ungesättigten Säureanhydride aus der von Maleinsäureanhydrid,
Itaconsäureanhydrid und Bicyclo(2,2,"1)-5-heptan~2,3-dicarbonsäureanhydrid
gebildeten Gruppe und dafür nur O - 4-7,95 Gew.-% der Komponente (III) im Polymerisat enthält.
109820/1983
L e e r s e i t e
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---|---|---|---|
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