DE1815337A1

DE1815337A1 - Latex aus Vinylacetat-AEthylen-Mischpolymer und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1815337A1
Application number: DE19681815337
Authority: DE
Inventors: Robert De Coene; Francois Lardinoit
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1967-12-19
Filing date: 1968-12-18
Publication date: 1969-07-24
Also published as: BE708184A; FR1602568A; ES361591A1

Description

Solvay & Cie. Society Anonyme

33 Rue du Prince Albert, Brüssel/Belgien

Latex aus Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymer und Verfahren zu seiner Herstellung.

Priorität: Belgische Patentanmeldung Nr. 52 303 vom 19.Dezember 1967

/Die Erfindung betrifft einen Latex aus dem Mischpolymer von Vinylacetat und Äthylen und ein verbessertes Verfahren zu seiner Herstellung.

Vor kurzem wurde beobachtet, daß gewisse Latexe von Mischpolymeren auf der Grundlage von Vinylacetat und Äthylen ausgezeichnete Binder für die Herstellung von Wasserfarben und von Mitteln sind, welche zur Behandlung von faserigen Unterlagen, z.B. Gelluloseunterlagen, bestimmt sind.

Für die erwähnten Verwendungen besitzen die Latexe vorteil hafterweise eine·" Gehalt an Feststoffen zwischen 45 und 60 Gew_t$, während das Mischpolymer vorzugsweise 5-4OGew.$ Äthylen enthält, eine Grenzviskosität, gemessen in Benzol bei 30⁰G, von 1 bis 2,5 dl/g besitzt und aus Teilchen der Größenordnung zwischen 0,1 und 2 Mikron besteht.

Diese Latexe können leicht durch Polymerisation in wässriger Emulsion unter üblichen Bedingungen,d.h. mittels

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üblicher Lraulgafcoren und wasserlöslicher Katalysatoren und gleichzeitige Einführung der Gesamtheit der Reaktanten, nämlich V/asser, Katalysator, Emulgator und Monomeren in den Polymerisationsautoklaven am Beginn der Herstellung erhalten werden.

Obwohl sich jeder übliche Emulgator eignet ist es bekannt, vorzugsweise nichtionische iimulgatoren, wie Ali-.ylphenoxypolyoxyäthylene, die AlKoxypolyoyäthylene, die Athylenoxyd-Propylenoxyd-Kondensate, oder auch die gemischten ittnulgatoren wie die Alkalisul'fate öler -sulfonate der genannten Kondensate auf der Grundlage von ^'thylenoxyd zu verwenden. Diese itfnilgatoren übe" eine günstige V/irkung auf dar.5 Bindevermögen der Latexe aus.

Obwohl sie sich als Binder für -!.berzugsmittel eignen, besitzen die nach dem vorgenannten Polymerisationsverfahren erhaltenen Latexe aus Mischpolymeren dec Vinylacetat?: und Äthylens einen Übelstand, v/elcher das Aussehen der i'ertigpro':uKte beeinträchtigt. Dieae Latexe schliefen eine Suspension aus i-Ii kr ο kürnern einer Größenordnung zwiscnen 5 und 10 Likron ein, welche sich in den lufttrockenen filmen wie.!erfinden und ihnen ein griesiges Aussehen verleihen.

Das wesentliche Ziel der ürfindun^* ist, diesen I-'langel zu < beseitigen.

Dieses Ziel wird durch das erfindungsgemaße Verfahren erreicht, äs besteht' darin, Lutexe von Mischpolymeren aus Vinylacetat- .Vthylen herzustellen, welche einen Gehalt an Feststoffen zwischen 45 und 60 Gew.>5 besitzen. Dabei enthält das Mischpolymer 5-40 Gew.^:/£ Äthylen, besitzt eine Grenzviskosität, gemessen in Benzol bei 30 G, von 1-2,5 dl/g und besteht aus Teilchen einer Größenordnung zwischen 0,1 und 2 Mikron. Dieses Polymer wird durch Polymerisation von Vinylacetat und Äthylen in wässriger Emulsion mittels üblicher Emulgatoren und wasserlöslicher Katalysatoren hergestellt. Das erfindungsgemaße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Gesamtmenge an den Mo-

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meren_: in denTpolynierisationsautoklaven zu ßeginn der Reaktion eingeführt wird und daß der restliche Teil auf

einmal während dear Polymerisation eingesetzt wird.

• Keine besondere Vorsichtsmaßnahme braucht hinsichtlich des Arbeitsdruckes getroffen zu werden. Dieser Druck wird durch die eingesetzte Äthylenmenge bestimmt und entwickelt sich von selbst während der Umsetzung.

übrigens ist die Arbeitstemperatur nient entscheidend. Sie - liegt im Rahmen der üblichen Temperaturen von Plymerisationi

verfahren in wässriger emulsion. Man wählt sie im allge-. meinen zwischen 30 und 90 C₀

Der wasserlösliche Katalysator kann insbesondere unter den Perboraten, Percarbonaten, Persulfaten von Alkalimetallen und von Ammonium,, Wasserstoffperpxyd, Redox-liatalysatoren ,u.dgl. ausgewählt werden.

Vorzugsweise verwendet man nichtionische Emulgatoren oder Mischungen auf der Grundlage von Äthylenoxydkondensaten.

Außerdem scheint es, daß der Zeitpunkt, in welchem man die restliche Menge an Monomeren während der Polymerisation einführt, und auch das Verhältnis zwischen dieser Menge und der Menge an anfänglich eingeführten Monomeren

'entscheidend sind. Vorzugsweise sollte dieses Verhältnis zwischen 0,1 und 5 liegen, aber es genügt, daß die Gesamt-.menge der Monomeren nicht zu Beginn der Operation eingesetzt wird, damit die erhaltenen Latexe frei von unerwünschten Mikrokörnern sind.

- In den folgenden Beispielen wird der Grad der Abwesenheit oder der Anwesenheit von Mikrokörnern. in den Latexen durch den Grund der. Undurchsichtigkeit der aus diesen Latexen hergestellten· Filmen angegeben. Die Undurchsichtigkeit wird nach der Norm ASTM D 584-44.bestimmt, is handelt aich ^: um das Verhältnis zwischen der -Reflektanz auf einem schwarzen Standardgrund und der Refle.ktanz auf einem weißen Stan---, dardgrund. Je kleiner das Verhältnis ist, umso .glatter, . \ und klarere is-t der Film und infolgedessen umso., geringer \ die Menge an in dem Mischpolymerlaxex enthaltenen Mikro- ,

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Beispiel 1 .wird zum Vergleich gegeben. Zur Ausführung dieses Versuches wurde unmittelbar die Gesamtmenge an Mono-~ nieren zu Beginn der Polymerisation eingesetzt.

Beispiele 2 und 3 erläutern das erfindungsgemäße Verfahren. Beispiel 1

In einen Autoklaven von 5 1, ausgerüstet mit einem Rührer mit zv/ei Schaufeln, welcher sich mit 200 Umdrehungen pro Minute dreht, führt man nach Entfernung der Luft durch Ausspülen mittels Äthylen eine Emulsionslösung ein, weche 60 g eines Kondensats von JTonylphenol mit Polyäthylenoxyd, gelöst in 1400 g V/asser, enthält, Dieses Kondensat enthält 30 Grupven Poyo;-:yäthylen und ist im Handel unter der Bezeichnung Antarox CO b80 erhältlich. Man setzt bei Raumtemperatur 10 g Ammoniumpersulfat, 1600 g Vinylacetat und 400 g Äthylen hinzu. Dann rührt man 15 Minuten bei 25°C und bringt darauf den Autoklaven auf 60⁰G. Nach 7-stündiger KLymerisation bei 60⁰O lässt man das nichtumgesetzte Äthylen ab und gewinnt nach dem Abkühlen bei 25⁰C 'einen Latex mit einem Gehalt von 57 Gew.% Mischpolymer aus Vinylacetat-und Äthylen.

Der Durchmes. er der Mischpolymerteilchen wird duech eine Sedimentationszentrifuge bestimmt und liegt zwischen 0,3 und 0,5 Mikron. Der Gehalt an Äthylen des Mischpolymers ist 15 &ew.$. Seine Grenzviskosität, gemessem in Benzol bei 30⁰C, ist 1,6 dl/g.

Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur auf einer Glasplatte bildet der erhaltene Latex einen PiIm von grieigem Aussehen, dessen Undurchsichtigkeit 0,9$ beträgt.

Beispiel 2

In einen gleichen Autoklaven wie den des Beispiels 1 führt man nach Beseitigen der Luft durch Ausspülen mittels Äthylen ;.ine imulsionslösung, gebildet von 60 g Antarox CO :,di·, -iel^ut in 1400 g Wasser, ein. Man setzt bei Raumtem-. (_:r^r.':ur 10 g Ammoniurnpersulfat, 800 g Vinylacetat und 200 g

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Äthylen hinzu. Man rührt noch während 15 Minuten bei 25 G und bringt dann die Temperatur im Autoklaven auf 60⁰C.

Nach 2-stündigem Betrieb bei dieser Temperatur bläst man in einer Minute 800 g Vinylacetat und dann unverzüglich Äthylen ein. Man setzt dann die Reaktion während 5 Stunden fort. - ' . . .

Man läßt dann das nichtumgesetzte Äthylen ab und gewinnt nach dem Abkühlen bei 25⁰C einen Latex mit einem Gehalt an 58 Gew.^ an festem Mischpolymer.

Der Durchmesser der Mischpolymerteilchen liegt zwischen 0,3 und 0,5 Mikron. Der Gehalt an Äthylen des Mischpolymers ist 14,5 Gew./i. Seine Grenzviskosität, gemessen in Benzol bei 3O⁰C, ist 1,5 dl/g. Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur auf einer Glasplatte bildet der Latex einen glatten und praktisch klaren Film, dessen ündurchsichtigkeit 0,2$ ist.

Beispiel 3

Man wiederholt Beispiel 2 mit dem .Unterschied, daß die eingesetzte Menge an Antarox CO 880 100 g ist.

Der erhaltene Latex enthält 57,2 Gew.$ festes Mischpolymer.

Der Durchmesser der Mischpolymerteilchen schwankt zwischen 0,2 und 0,4 Mikron. Der Gehalt an Äthylen des Mischpolymers ist 14,5 Gew.$, während seine Grenzviskosität 1,5 dl/g ist.

Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur auf einer Glasplatte erhält man einen völlig glatten und klaren Film, dessen ündurchsichtigkeit 0% ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Latex aus Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymer mit einem Peststoffgehalt zwischen 45 und 60 Gew.%, wobei das Mischpolymer 5-40 Gew.^ Äthylen enthält, eine Grenzviskosität, gemessen in Benzol bei 30 C, von 1-2,5 dl/g besitzt und aus Teilchen der Größenordnung zwischen 0,1 und 2 Mikron besteht, durch Polymerisation des Vimylacetats mit Äthylen in wässriger Emulsion mittels bekannter ümulgatoren und wasserlöslicher Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Gesamtmenge der Monomeren in den Polymerisationsautoklaven zu Beginn der- Reaktion eingeführt wird und daß der restliche Teil der Monomeren auf einmal während der Polymerisation zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekemnze ich net, daß der verwendete Katalysator unter der

Gruppe aus den AlkylphenOxypolyoxyäthylenen, den Alkoxypolyoxyäthylenen, den Kondensaten von Athylen-oxyd-Propylenoxyd und den Alkalisulfaten oder- sulfonaten dieser Kondensate auf der Grundlage von Äthylenoxyd ausgewühlt wird.

3. Neue industrielle Produkte, nämlich die Latexe von Mischpolymeren.aus Vinylacetat und Äthylen, frei von Mikrokörnern, erhalten durch ein Verfahren der vorhergehenden Ansprüche.

4. Neue industrielle Produkte, nämlich Mittel zum Überziehen, worin das Bindemittel ein Latex aus einem Mischpolymer Vinylacetat-Äthylen ist, frei von Mikrokörnern gemäß dem Anspruch 3.

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