DE1745570A1 - Herstellung von quallenfrei loeslichen Copolymeren - Google Patents

Herstellung von quallenfrei loeslichen Copolymeren

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DE1745570A1 DE19681745570 DE1745570A DE1745570A1 DE 1745570 A1 DE1745570 A1 DE 1745570A1 DE 19681745570 DE19681745570 DE 19681745570 DE 1745570 A DE1745570 A DE 1745570A DE 1745570 A1 DE1745570 A1 DE 1745570A1
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Description

Kernteilung von quallenfrei löslichen Copolymeren
Die Herstellung von Copolymeren des Äthylens mit Vinylacetat ißt seit langem bekannt. Aufgrund ihrer hervorragenden Lieht- und Alterungsstabllität und mechanischen Eigenschaften, die durch den Äthylengehalt und das Molekulargewicht variiert werden können, finden solche Copolymerisate zunehmend industrielle Verwendung. Liegt nämlich der Äthylenanteil zwischen 20 bis 80 Mol£ Äthylen, erhält man weichklebrige bis kautschuk·» artige Polymerisate, die sich für Klebstoffe, Beschlohtungen υηύ KAUtaehukartikel eignen und licht-, alterungsstabil, ozonfoot sowie gut ölfest sind.
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Dabei ist beispielsweise bei der Verwendung dieser Copolymerisate für Oewebebeschichtungen und für Verklebungen erforderlich, daß die Copolymerisate in organischen Lösungsmitteln löslich sind, d.h. daß sie in gelöster Form angewendet werden können.
Solche löslichen Copolymere des Äthylens mit einem Äthylengehalt von 20 bis 80 MoIJi können in tert.-Butanol als Lösungsmittel und unter hohem Druck, z.B. nach DAS 1 181 420, hergestellt werden. Tert.-Butanol ist als Lösungsmittel für die industrielle Weiterverarbeitung meistens weniger geeignet, so daß das Polymere aus dieser Lösung isoliert und dann in gebräuchlichen Lösungsmitteln erneut gelöst werden muß. Andererseits sind für die Weiterverarbeitung geeignete Lösungsmittel wie Ester, Ketone, Kohlenwasserstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe als Polymerisationsmedium nicht verwendbar, da sie die Polymerisation verhindern oder nur zu sehr niedermolekularen Copolymeren mit schlechten mechanischen Eigenschaften fUhren.
In besonders wirtschaftlicher Weise kann man bei einem bekannten Verfahren (DAS 1 133 130) Äthylen mit Vinylacetat in guten
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Ausbeuten in wäßriger Diβpereion, bei niedrigen Temperaturen
und Drucken polymerisieren. Dabei wird mit einem Redoxkataly sat or syst ent aus anorganischen oder organischen Perverbindungen,
Wasserstoff und kolloidal verteiltem Edelmetall gearbeitet. Die so hergestellten Äthylenc©polymeren sind jedoch in orga- ä
nlschen Lösungsmitteln nur teilweise und in stark qualliger
Form löslich. Für eine Anwendung in gelöster Form sind sie
unbrauchbar.
Weiterhin 1st bekannt« daß Aldehyde als Polymerisationsregler» d.h. zur Erniedrigung des Polymerisationsgrades verwendet werden können (z.B. bei der Polymerisation von Vinylacetat). Dabei ist der K-Wert nach Flkentscher ein gebräuchliche« HaS für den Polymerisationsgrad.
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Allphatische Aldehyde haben auch bei der Herstellung von Copolymer!säten des Äthylens mit Vinylacetat in wäßriger Dispersion diese K-Wert-erniedrigende Wirkung. Hierbei werden aber bei der Verwendung von Aldehyden mit bis zu ? Kohlenstoff-Atomen Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate erhalten« die sich in den üblichen organischen Lösungsmitteln nur teilweise bzw. quallig lösen.
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ErfindungsgemSö wurde gefunden, daß bei der Verwendung von geradkettlgen und/oder verzweigten aliphatischen Aldehyden mit einer Kettenlänge von 4 bis 8 Kohlenstoffatomen zur Herstellung von Copolymerisaten des Äthylens und Vinylacetat β " «It einen Äthylenanteil von 30 bie 80 Molprozent, gegebenenfalls unter Zusatz weiterer polymerisierbarer Monomere in Mengen bis zu 10 Molprozent des Vinylacetat-Antells in wHßriger Dispersion in Gegenwart von Radikalbildnern sowie Schutzkolloiden und/oder Emulgatoren quallenfrei lösliche Produkte entstehen.
überraschend ist die Tatsache, daß die so hergestellten Copolymerisate einen K-Wert aufweisen, der in derselben Größenord-. nung liegt wie die K-Werte von Copolymerisäten des Äthylens mit Vinylacetat, die unter Verwendung niederkettiger Aldehyde hergestellt wurden.
Als Aldehyde für die erfindungsgemäße Anwendung kommen z.B. Butyr-, Pentyl-, Hexyl-, Ieobutyr-, 2-Äthylhexyl-, DiHthy1-acetaldehyd in Frage. Dabei zeigt sich, daß bereits mit Butyraidehyd eine vollständige Löslichkeit erreicht wird. Zweckmäßig
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werden dabei Mengen zwischen 0,2 bis 3 Gewichteprozent Aldehyd, bezogen auf Vinylacetatmonoraeres, eingesetzt. Der Zusatz kann sowohl in der gesamten Menge zu Beginn der Polymerisation oder allmählich während der Polymerisation erfolgen.
Die Copolymerisation von Äthylen mit Vinylacetat wird in be- λ kannter Welse (MS 1 123 130) unter Verwendung von Radikalbildnern» Sohutzkolloiden und Emulgatoren in wäßriger Dispersion durchgeführt. Bevorzugt wird dabei ein Redoxkatalysatoreystem benutzt, das aus anorganischen oder organischen Perverbindungen, Wasserstoff und kolloidal verteiltem Edelmetall der VIII. Nebengruppe der Periodensystems besteht, wobei zusätzlich noch Ionen der Metalle Eisen, Kupfer, Nickel, Kobalt, Chrom, Molybdän, Vanadium und Cer einzeln oder im Gemisch gereicht werden können. Die Polymerisation kann bei Temperaturen zwischen -50 bis +11Q0C und bei Drucken von 10 bis 300 atU durchgeführt werden. Das Gewichtsverhältnie Wasser zu Monomeren betrugt, wie bei der Polymerisation von ungesättigten organischen Verbindungen in wäöriger Dispersion üblich, Ij 2 bis 10 ! 1, vorzugsweise 2 ι 3 bis 4:1.
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Als weitere polymerisierbar Monomere können besonders geradkettlge und verzweigte Vinylester wie Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyllaurät sowie die Vinylester der Isononansäure, der Isotridecansäure und der VersaticsUuren (die Bezeichnung "Versatie" ist ein registriertes Warenzeichen) und auch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren wie Acrylsäure» Methacrylsäure, Maleinsäure« Fumarsäure, und die Ester der genannten Säuren alt ein«· und mehrwertigen Alkoholen mit gutem Erfolg zugegeben werden. Besonders geeignet ist dabei die Fumarsäure.
Die Oopolymeren des Äthylens mit Vinylacetat können aus der wäßrigen Dispersion, z.B. durch Filtration, Ausfällen, Ausfrieren, Sprühtrocknen oder Walzentrocknen isoliert werden. Damit entfallen die Schwierigkeiten, die beim Trocknen von lösungsmlttelhaltigen Polymeren auftreten, z.B. bei Copolymeren, die in tert.-Butanol hergestellt werden.
Die erfindnngsgemSöen Copolymerisate des Äthylens sind in Estern, Aromaten, Ketonen und Chlorkohlenwasserstoffen klar und quallenfrei löslich und eignen sich deshalb für zahlreiche Verwendungszwecke. So ergeben Copolymere mit 50 bis 80 MoIJiG Xthy1en und mit einem K-Wert von 40 bis 70 vorzügliche Besohichtungen. Die Copolymerlösungen können, gegebenenfalls
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nit Füllstoffen verölseht« auf Gewebe aufgetragen werden und nach dem Verdunsten des Lösungsmittels, z.B. durch Zusatz eines Peroxids* vernetzt werden. Dabei erhält man eine ausgezeichnet haftende Beschichtung von hoher mechanischer Festigkeit und gummiartiger Beschaffenheit, die sich besonders durch Licht»» Ozon- und Alterungsstabilitat auszeichnet. Es können auf diese Welse sowohl transparente als auch gedeckte wetterfeste Planen und Zeltgewebe hergestellt werden.
Die löelichen, kautschukartigen Xthylenoopolymerlsate des Yinylaoetats eignen sich ebenfalls In hervorragender Weise fUr Klebstoffe. Sie sind mit Harzen wie Alkylphenole Terpenphenol-, Cumaron-Inden-, Aldehyd-Ketonharze^, Kolophonium und Pentaerythrit estern von Abietinsiuren sehr gut verträglich. Kombinationen solcher Harze alt den löelichen Äthylen- , Vlnylaoetat-Copolymeren geben je nach Art des zugesetzten Harzes kontakt- oder auch Haftkleber« die nicht oxyüatione- und alterungsenpfindlioh sind. Dagegen haben die bisher aus natllrliohen oder synthetlsohen Kautschuksorten hergestellten Klebstoff e aufgrund der Doppelbindungen im Elast oner en keine derartigen günstigen Eigenschaften.
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Die In den folgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichteteile.
Beispiel 1
In einen RUhrautoklaven wurden 100 Teile Wasser, 20 Teile Methanol, 1,0 Teile Methylcellulose, 0,6 Teile Alkylbenzolsulfonat, 0,0001^ Teile Palladium in kolloidaler, wXßrlger LOeung und 0,3 Teile Ammonlumpereulfat vermischt. Der pH-Wert wurde mit Salzsäure auf ca. 3 eingestellt und der Autoklav zur Entfernung von Lufteaueretoff evakuiert. Anschließend wurden 60 Teile Vinylacetat und 1 Gewichtsprozent Butyraldehyd, bezogen auf Vinylacetat zugepumpt, der Kesselinhalt auf +100C abgekühlt und 60 Teile Äthylen eingedruckt. Ee stellte sich ein Druck von ca. 30 atm. ein. Nach Aufpressen von ca. 1 atü Wasserstoff wurde der Ansatz 13 Stunden F bei 100C unter Rühren polymerisiert. Ee wurde ein Copolymeree mit einem Äthylengehalt von }6 Gewichtsprozent und einem K-Wert von 59 erhalten. Eine 25$ige Lösung des ausgefeilten und getrockneten Copolymerisate ist klar und völlig quallenfrei.
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Beispiel 2
Ein Ansatz gemäß Beispiel 1, aber unter Verwendung von 1 Gewichtsprozent Propionaldehyd, bezogen auf Vinylacetat« wurde polymerisiert und ergab ein Copolymeres mit einem Äthylengehalt von 35 Gewichtsprozent und einem K-Wert von 58. Das gefällte und getrocknete Produkt ergab nur eine trübe und stark quallige Lösung in Toluol oder anderen Lösungsmitteln, wie Triehloräthylen oder Butanon.
Beispiel 3
Ein Ansatz gemäß Beispiel 1, aber unter Verwendung von 1 Gewichtsprozent Acetaldehyd, bezogen auf Vinylacetat, ergab ein Copolymeres mit einem Äthylengehalt von 36 Gewichtsprozent unü einem K-Wert von 55. Aus dem Produkt ließen sieh keine klaren, quallenfreien Lösungen herstellen.
Beispiel 4
Ein Ansatz gemäß Beispiel l, aber unter Verwendung von 0,8 Teilen Butyraldehyd und 70 Teilen Äthylen ergab ein Copolymer es mit einem K-Wert von 65 und einem Äthylengehalt von 41 Oewlohtsprozent. Aus dem Produkt ließen sich klare und völlig quallenfreie Lösungen herstellen.
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Beispiel ft
Ein Ansatz wie in Beispiel 1, aber mit 1,2 Teilen Butyraldehyd« führte zu einem Copolymeren mit einem K-Wert von 58. Mit diesem Produkt konnten quallenfreie, klare Lösungen hergestellt werden.
Beispiel 6
Bin Anaatz wie in Beispiel 1, aber ohne Aldehydzusatz hergestellt, gab ein Polymerisat, das in den gebräuchlichen Lösungsmitteln praktisch unlöslich war, mit einem K-Wert Über 80.
Zuaammenat eilung
Ansatz
gem.
Beispiel
% Aldehyd auf Vinyl« acetat
Copolymer!sat
% Äthylen K-Wert Aussehen einer 2Obigen
Lösung in Toluol
1 (erfin- 1 % Butyr- 36 dungsgem.) aldehyd
2 1 % Propion- 35
aldehyd
3 1 % Acet- 36
aldehyd
6 37
4 (erfin- 0,8 % Butyr- 41 dungsgem·)
5 (erfin- 1,2 U Butyr- 36 dungsgem.) aldehyd
59
56
55
> 80
65
58
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klar, quallenfrei trüb, stark quallig trüb, stark quallig
praktisch ungelöst klar, quallenfrei
klar, quallenfrei
- 11 -
Beispiel 7
Ein Ansatz wie in Beispiel 1, der zusätzlich noch 1,5 Teile Fumarsäure enthielt, gab nach dem Ausfällen und Trocknen ein Copolymerisat, das sich in Äthylacetat, Toluol oder Trichloräthylen klar und quallenfrei löste und durch Zusatz von mehrfunktioncllen Alkoholen, Epoxiden oder Isocyanaten vernetzt " werden konnte.
Beispiel 8
Ein Kontaktklebstoff, der aus 22 Teilen Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 5, IJ Teilen eines modifizierten Phenolharzesmit Säurezahl IQO und einem Schmelzbereich von l40 bis 16O°C, sowie einem Lößungsniittelgemisch aus 40 Teilen Äthylacetat, 16 Teilen Toluol und 10 Teilen Benzin mit Siedebereich 80 bis 1100C aufgebaut war, gab im Vergleich zu einem ( analogen Kleber,der anstelle des Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren Polychloropren enthält, folgende Werte»
2 098 18/0823 . 12
Festigkeit für Qumml-Quinmi»Verklebung Klebstoffe mit Sehälfeetigkelt kg/? cm Scherfestigkeit kg/cm2
sofort nach 10 Tgn. nach 3 Tgn. nach JO Tgn.
> Äth yl en-Viny 1 -
aeetat-Copolymeres
nach
10 15
Beispiel $ $ 16 9 9
Polychloropren ί>
Dabei wurde der Gummi beiderseitig eingestrichen und nach 20 Minuten Abluftzelt $0 Sekunden lan& mit ^ kg/cm zusammengepreßt. Auch bei längerer.. "Lagerung zeigte aie Verklebung mit Äthyleh-Vinylacetat-Copolyjuerisat keinerlei Fe-etigkeitsabfall,
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BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. Patent an a ρ r ti c h e
    1, Verwendung von geradkettigen und/oder verzweigten aliphatischen Aldehyden mit einer Kettenlänge von 4 bis 8 Kohlenstoffatomen zur Herstellung von in organischen Löungs- . mitteln quallenfrei löslichen Copolymer!säten des Äthylens und Vinylacetat8 mit einem Äthylenanteil von JO bis 80 Molprozent» gegebenenfalls unter Zusatz eines weiteren polymerisierbaren Monomeren in Mengen bis zu 10 Molprozent des Vinylacetatanteils, in wäßriger Dispersion, in Gegenwart von Radikalbildnern sowie Schutzkolloiden und/oder Emulgatoren.
    2. Verwendung von geradkettigen und/oder verzweigten aliphatischen Aldehyden mit einer Kettenlänge von 4 bis 8 Kohlenstoffatomen zur Herstellung von in organischen Lösungsmitteln quallenfrei löslichen Oopolymerisaten des Äthylens und Vinylacetatε nach Anspruch 1, dadurch
    2 0 Ü8 Ί 8/082 3 - 14 -
    Neue Unterlagen {Art. 7% 1 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Xnderungsgoa. γ. Λ. 9.1967)
    gekennzeichnet, daß die Aldehyde in Mengen von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf Vinylacetatmonomeree, eingesetzt werden.
    2. Verwendung von geradkettigen und/oder verzweigten alipha-W tischen Aldehyden mit einer Kettenlänge von 4 bis 8 Kohlenstoffatomen zur Herstellung von in organischen Lösungsmitteln quallenfrei löslichen Copolymer!eaten des Xthylens und Vinylacetat β naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Butyraldehyd eingesetzt wird.
    4. Verwendung von geradkettigen und/oder verzweigten aliphatischen Aldehyden mit einer Kettenlänge von 4 bis 8 Kohlent stoffatomen zur Herstellung von in organischen Lösungsmitteln quallenfrei löslichen Copolynerlsaten des Äthylens und Vinylacetatβ mit einem Äthylenanteil von jJO bis 80 Molprozent nach Anspruch 1, da,durch gekennzeichnet, daS das Copolymere unter Zusatz von Fumarsäure in Mengen bis zu 10 Molprozent, bezogen auf die Vinylacetatmenge, hergestellt wird.
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