DE2107655A1 - Gemische auf der Grundlage von Erdöl wachsen - Google Patents
Gemische auf der Grundlage von Erdöl wachsenInfo
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Description
" Gemische auf der Grundlage von Erdölwachsen " f
Priorität: 19. Februar 1970, V.St.A., Ur. 12 853
Die Erfindung "betrifft Gemische auf der Grundlage von Erdölwachsen,
welche bestimmte Blockcopolymere enthalten und sich
als Beschichtungsmassen, insbesondere für Papierwaren, eignen.
Aus Erdöl gewonnene' Wachse (nachstehend als "Erdölwachse" be- i
zeichnet) müssen, wenn sie zur Beschichtung von z.B. Papier eingesetzt werden sollen, bestimmte Eigenschaften aufweisen, wie
Flexibilität, -insbesondere bei relativ niedrigen Temperaturen, sowie Zähigkeit bei verschiedenartigen Bedingungen, damit möglichst
geringe Wachsmengen vom jeweiligen Träger abblättern und damit in diesem möglichst wenig Risse auftreten. Insbesondere
Wachsüberzüge von für Molkereiprodukte vorgesehenen Pappbehältern müssen bei niedrigen Temperaturen gute Eigenschaften be- ~,,'
sitzen. Noch höhere Anforderungen bezüglich der Rissbildung "■
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bei niedrigen Temperaturen werden an Verpackungen von Tiefkühlware
gestellt. Andererseits dürfen die Wachsüberzüge bei erhöhten Temperaturen, wie sie im allgemeinen bei der Lagerung auftreten,
oder wenn sie einem höheren Druck standhalten müssen,-. . z.B. beim Stapeln von Bögen aus den wachsbeschichteten Trägern
oder von Pappkartons, welche gefüllt oder verwendet werden sollen, nicht aneinanderhaften und somit hinderlich wirken.
Den vorgenannten Wachsen wurden bisher zur Verbesserung ihrer Eignung für z.B. die vorgenannten Anwendungszwecke bereits die
verschiedensten Polymere einverleibt. Viele dieser Polymere besitzen
jedoch unbefriedigende Eigenschaften und sind ausserdem mit den Erdölwachsen relativ unverträglich bzw. neigen dasu,
sich aus den - beispielsweise im Vorratsbehälter einer Beschichtungsvorrichtung - in geschmolzenem Zustand vorliegenden Wachsen als getrennte Phase abzuscheiden. Wenn solche Polymere aliphatische
Ungesättigtheit aufweisen, treten ferner Oxydationsprobleme auf, und bei verschiedenen Anwendungszwecken müssen
bestimmte Viskositätsanforderungen erfüllt werden, damit die
Wachse in speziellen Vorrichtungen angewendet werden können. Bei bestimmten Verwendungszwecken, z.B. beim Einsatz als Tep—
pichunterseite, ' müssen die Wachse bei' der herkömmlichen
Abnutzung, welcher z.B. Teppiche unterworfen sind, wie einer Beanspruchung durch Schlag, Biegen, Abkehren oder Rollen, .
.unversehrt bleiben.
Auf.gäbe der Erfindung war es, neue, polymerhalt ige, zur Beschichtuing
von z.B. Papierwaren geeignete Gemische auf der Grundlage von Erdölwachsen zur Verfügung zu stellen, welche
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die vorgenannten ITachteile nicht aufweisen. Die Aufgabe wird
durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung sind somit Gemische auf der Grundlage
von Erdölwachsen, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass sie
A) 5 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gemisch, eines
Blockcopolymeren aus mindestens einem mit dem Wachs verträglichen,
im wesentlichen gesättigten aliphatischen Elastor^jr-Kohlenwasserstoffblocks
A und mindestens zwei Kohlenwasserst off-Polymerblöcken B, deren Wachsverträglichkeit wesentlich ^
niedriger ist als jene des (der) Blocks(Blöcke) A,
sowie gegebenenfalls
B) mindestens ein weiteres Polymeres enthalten.
TJnter "wachsverträglich11 ist die Fähigkeit eines Polymers eines
bestimmten Typs zur Bildung eines Einphasengemisches mit einem
geschmolzenen 'Wache zu verstehen. TJnter "weniger wachs verträglich1*
versteht man öle Keigung eines Polymeren eines bestimmten Typs,
in einem geschmolzenen Wachs eine getrennte Phase auszubilden.
Die Bezeichnung *im wesentlichen gesättigt" bedeutet hier, dass
mindestens 50 Prozent der ursprünglich vorhandenen ungesättigten Bindungen hydriert wurden, sofern nicht ein Poly-Monoolef inblock
gemeint ist. Es -wurde gefunden, dass diese Anforderung zur Verhinderung
der Ausbildung einer getrennten Phase aus der geschmolzenen Wachsphase, beispielsweise in einem Wachsvorratsbehälter
einer BeSchichtungsvorrichtung, nötig ist.
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... 4 - ■ ■
Mit den erfindungsgemässen Gemischen wird eine besonders enge
Bindung mit Papier, Pappe oder anderen faserartigen Materialien, wie Teppichen, erzielt. Dies ist sogar "bei zusammenhängenden
Polien, wie Pergaminpapier, sowie bei Metallfolien, wie Aluminiumfolie,
der'Pail. Im letzteren Falle eignen sich die erfindungsgemässen
Gemische auf der Basis von Erdölwachsen insbesondere als Heißschmelze-Klebstoffe für die SchichtStoffherstellung.
Solche Schichtstoffe sind nicht nur als hochfeste TJmhüllungsmaterialien
verwendbar, sondern auch zur Herstellung von z.B. Isoliermaterialien.
Erdölwachse, die in den erfindungsgemässen Gemischen eingesetzt
werden können, enthalten Paraffinkohlenwasserstoffe mit etwa 20
bis 60 C-Atomen. Der Gehalt an n-Paraffinkohlenwasserst offen
ist um so höher, je niedriger das Durchschnittsmolekulargewicht ist. Man kann die Erdölwachse aus wachshalt igen Rohölfraktionen
gewinnen. Die relativ niedermolekularen Paraffinwachse werden
aus Destillatfraktionen, insbesondere'Schmierölen, erhalten, während man die relativ hochmolekularen Paraffinwaehse aus
Rückstandsfraktionen, wieBrightstock-Praktionen abtrennt.
Zu. den Rückstandswachsen gehören nicht nur Paraffinwachse sondern
auch mikrokristalline Wachse, welche komplizierte Gemische aus verzweigten Paraffinkohlenwasserstoffen und Cyeloparäffinkohlenwasserstoffen
mit Wachskonsistenz darstellen und nur niedrige Anteile an Aromaten sowie im wesentlichen keine unverzweigten
Paraffinkohlenwasserstoffe enthalten.
Die in den erf indungsgemässen Gemischen enthaltenen Blockcopolymere
enthalten, wie erwähnt, zumindest drei Blöcke.
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2107855
_ 5 —
Wenn "benachbarte Blöcke im wesentlichen identisch sind, können
sie hinsichtlieh ihres Durchschnittsmolekulargewieir'r.s als einziger
Block angesehen werden. Im allgemeinen weisen die IiI ockcopolymeren
die Struktur B-A-B auf. Diese Struktur entspricht jedoch nur dem einfachsten Typ der dreiblöckigen Copolymeren,
und diese umfassen lineare oder verzweigte Strukturformen.
Die linearen Blockcopolymere besitzen die Struktur B (A-B) , die verzweigten Blockcopolymere die Struktur B-A (A-B) ;
η besitzt in beiden Fällen einen Wert von 1 bis 5. Die Blockcopolymere mit verzveigfcer Struktur sowie einige lineare Blockccpjlymere
können mit Hilfe eines Kupplungsmittels erhalten werden, welches bei einer Ausführungsform der Herstellung der
Blockcopolymere eingesetzt wird. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Blockcopolymere nach einem Stufenverfahren hergestellt.
Nachstehend werden speziell dreiblöckige Copolymere der Struktur B-A-B beschrieben, obwohl, wie erwähnt, auch die verzweigten
oder unverzweigten Homologen dieser Blockcopolymere erfindungsgemä-ss geeignet sind. Wenn eines der vorgenannten
Kupplungsmittel Rückstände hinterlässt, wird in der nachstehen- I den Beschreibung der Struktur der Blockcopolymere darauf der
Einfachheit halber nicht eingegangen.
Der Block A kann ein oi'-Monoolefin-Polymerblock sein. Polyäthylenblöcke
würden allerdings keine ausreichende Mischbarkeit mit den Erdölwachsen ergeben und keine Elastomer-Eigenschaften besitzen,
was zu einer ungenügenden Zähigkeit führen würde. Im Falle von Athylenpolymeren müssen daher Copolymerblöcke,·ζ.Β/'ϊ
von Äthylen und Propylen, eingesetzt werden. Als-Bli5,ck(s: A
bevorzugt werden Blöcke aus Polymeren konjugierter Diene,
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deren ursprüngliche ungesättigtheit durch Hydrierung um mindestens
50 Prozent erniedrigt wurde. Ton den Dienen v/erden But adien und/oder Isopren besonders bevorzugt. l'Ienn Butadien als
einziges konjugiertes Dien eingesetzt wird, ist es zweckmässls,
die Polymerisation bei solchen Bedingungen durchzuführen, dacs
man nach der Hydrierung einen Block A mit mindestens 10 Prozent, vorzugsweise 20 bis 45 Prozent 1,2-Struktur erhält, damit eine
geeignete Wachsverträglichkeit und Elastizität gewährleistet sind.
Als Blöcke B eignen sich erfindungsgemäse Blö~>v aus Polymeren
monovinyl-aromatischerVerbindungen, wie von Styrol oder vo:i an
Ring alkylierten Styrolderivaten, z.B. tert.-Butylstyrol imd
Ov-Methylstyrol.
Die Blöcke A müssen teilweiße cö-? vollständig hydriert v;erßen,
damit sie mit den Erdöl wachs en verträglich bzw. mischbar sind, sofern die Monomereinheiten dieser Blöcke sich nicht überv/ie—
gend von einem ^-Monoolef ingemisch ableiten. Die Hydrierung der
Blöcke B, die mit den Paraffinwachsen, wie erwähnt, wesentlich
weniger gut mischbar sind, ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, in bestimmten Fällen kann jedoch auch eine teilweise
oder sogar vollständige Hydrierung durchgeführt werden. Für einige Anwendungszwecke,, z.B. zur .Erhöhung dos Erweichungspunkts
des betreffenden polymerhaltigen Wachsgemischos oder 2ur
Verbesserung der Haftung des-Gemisches-avf bestimmten Trf-'gern,
werden-die. BläeJss-B-vorzugsweise so weit hydriert, dass 30 bis
60 Prozent- iMr'aj? ;arom£tfcischen Struktureinheiten hydriert werden.
109837/U84 :
Spezielle Beispiele für erfindungsgemäss geeignete Blockcopolymere
sind : Polystyrol/hydriertes Polybutadien/Polystyrol,
hydriertes Polystyrol/hydriertes Polybutadien/hydriertes Polystyrol,
Polystyrol/hydriertes Polyisopren/Polystyrol, hydriertes Polystyrol/hydriertes Polyisopren/hydriertes Polystyrol
und Poly-oO-methylstyrol/hydriertes Polyisopren/Polystyrol.
Die Blocke A besitzen zweckmassig Durchschnittsmolekulargev/1 chte
von 25 000 "bis 200 000, vorzugsweise von 30 000 Ms 150 000, ^
während die Blöcke B sweckmassig Durchschnittsmolekulargewichte
von 5000 bis 75 000, vorzugsweise von 7500 bis 50 000, aufweisen.
Die erfindungsgemässen Gemische auf der Grundlage von Erdölwachsen
enthalten vorzugsweise 7,5 bis 30 Gewichtsprozent, im Falle von Gemischen für das "Flut- oder Giessbeschiehtungsverfahren"
("curtain coating"; vgl. die brit. Patentschrift 1129910)
insbesondere 10 bis 20 Gewichtsprozent, der vorgenannten Blockco- '
polymere, Jeweils bezogen auf das gesamte Gemisch.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der vorgenannten ,
Gemische auf der Grundlage von Erdölwachsen als Beschichtungsmassen,
insbesondere für Papierwaren.
Man kann die erfindungsgemässen Gemische mit Hilfe beliebiger
im Handel erhältlicher BeSchichtungsvorrichtungen, wie '"Flut- otter
Giess-
/beschichtern"oder Sxtrusionsbeschichtern, auf den träger aufbringen.
Zur Beschichtung kann auch das Tauchverfahren angewendet werden. Es muss natürlich ein gut homogenisiertes Gemisch
des Wachses mit dem Blockeopolymeren vorliegen, damit alle vorgenannten
Beschichtungsverfahren mit Erfolg angewendet werden
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BAD ORIGINAL
können. Die Viskosität der Gemische ist dabei, abhängig von der
jeweils angewendeten Beschickungsvorrichtung in "bekannter Weise
"Flut- oder '
einstellbar. Das / Giessbeschichtungsverfahren wird z.B. im allgemeinen
bei Temperaturen von etwa 130 bis 150 0C durchgeführt,
und bei diesem Verfahren werden in der Regel Gemische mit Viskositäten (im vorgenannten Temperaturbereich) von etwa 200 bis
600 eP verwendet. Es wurde gefunden, dass bei Anwendung des ''Flutoder
/Gi"essbeschichtungsverfahrens solche erfindungsgemässe Gemische
/Gi"essbeschichtungsverfahrens solche erfindungsgemässe Gemische
relativ
besonders gut geeignet sind, die/niedermolekulare Blockcopolymere enthalten, welche in der vorstehend beschriebenen Weise hydriert wurden. ' . ■
besonders gut geeignet sind, die/niedermolekulare Blockcopolymere enthalten, welche in der vorstehend beschriebenen Weise hydriert wurden. ' . ■
Beim Extrusionsbeschichtungsverfahren werden wesentlich höhere
Temperaturen angewendet (in der Grössenordnung von 200 bis
315 C)· Während in diesem Temperaturbereich höhermolekulare
Polymere eingesetzt werden können, da die Viskosität der wachshaltigen Gemische bei den hohen Temperaturen bedeutend erniedrigt
wird, werden auch die Anforderungen an die Stabilität der
Polymere höher. Dies'e Anforderungen werden im allgemeinen von
nicht-hydrierten Blockcopolymeren nur in unbefriedigendem Masse
erfüllt. Es wurde gefunden, dass sich die erfindungsgemässen Gemische
hervorragend für das Extrusionsbeschichtungsverfahren eignen.
Man kann aus den erfindungsgemässen Gemischen wässrige Emulsionen
herstellen, welche für Beschichtungs-, Tauch- oder Impräg-
Aufbrechen der Erdschichten nierverfahren oder zur Behandlung von ölbohrschächten, wie zum /
unter Druck ., eingesetzt werden können. Bei dieser Anwendungsform dienen die Waehs/Polymer-Teilchen zum zeitweiligen
T(TS 8 3 77
21076Sr^^
Dichtmachen der Poren in den Wänden des entstandenen Spalts.
Ein Vorteil der erfindungsgemässen Gemische beruht darauf, dass
die Blockeopolymere in situ, d.h. in der Wachsschmelze, hergestellt
v/erden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass - man das Wachs einem Polymerisations-Reaktionsgemisch einverleiben
kann, welches ein inertes Lösungsmittel mit relativ hoher Flüchtigkeit ( Fugazität ) enthält, das man vor dem Einsatz
des polymerhaltigen Wachsgemisches entfernen kann. Andererseits kann man die Blockeopolymere getrennt herstellen und hydrieren
en/ *
und erst dann den Wachs ^zusetzen. Bei der Herstellung der Blockcopolymere
werden im allgemeinen Initiatoren verwendet, wie Lithiumverbindungen, z.B. Lithiumalkyle oder Dilithonaphthalin.
Man kann das Verfahren entweder in Stufen oder in der vorstehend
beschriebenen Weise unter Anwendung einer Kupplungs-' reaktion durchführen. Wenn man ein Stufenverfahren oder ein gemischtes
Stufen- bzw. binäres Kupplungsverfahren anwendet, z.B.
mittels
/eines Dihalogenkohlenwasserstoffs, erhält man unverzweigte Blockcopolymere, während man bei Verwendung von Kupplungsmitteln mit Mehrfachfunktion, wie Estern einwertiger Alkohole mit ™ zweibasischen Säuren, z.B. Adipinsäurediäthylester, verzweigte gekuppelte Polymerprodukte erhält, welche vorwiegend Tetrainere der Ausgangsverbindung darstellen, die mit einer geringen Menge von Trimeren vermischt sind. Im letzteren Falle wird z.B. Styrol zuerst polymerisiert, und der erhaltene Styrolblock . wird mit Isopren zu einem Zwischen-Blockcopolymeren aus PoIystyrol/Polyisopren/Li zusammenpolymerisiert, welcher Block anschliessend einer Kupplungsreaktion unterworfen wird, bei-
/eines Dihalogenkohlenwasserstoffs, erhält man unverzweigte Blockcopolymere, während man bei Verwendung von Kupplungsmitteln mit Mehrfachfunktion, wie Estern einwertiger Alkohole mit ™ zweibasischen Säuren, z.B. Adipinsäurediäthylester, verzweigte gekuppelte Polymerprodukte erhält, welche vorwiegend Tetrainere der Ausgangsverbindung darstellen, die mit einer geringen Menge von Trimeren vermischt sind. Im letzteren Falle wird z.B. Styrol zuerst polymerisiert, und der erhaltene Styrolblock . wird mit Isopren zu einem Zwischen-Blockcopolymeren aus PoIystyrol/Polyisopren/Li zusammenpolymerisiert, welcher Block anschliessend einer Kupplungsreaktion unterworfen wird, bei-
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- ίο -
/spielsweise unter Verwendung eines Mhalogenalkans oder eines
Kupplungsmittels mit Mehrfachfunktion, wie Siliciumtetrachlorid
oder eines.Diesters der vorstehend "beschriebenen Klasse. Bei
Verwendung solcher Kupplungsmittel mit Mehrfachfunktion erhält man Blockcopolymere mit verzweigter Struktur.
Ein" besonderes Merkmal der erfindungsgemässen Gemische besteht
in den bei ihrer Verwendung erzielten überraschend hohen Dehnungswerten. Auf Papier aufgebrachte
Überzüge aus den erfindungsgemässen Gemischen besitzen ferner
gemäss einer der für beschichtete Papierwaren angewendeten
Standardprüfungen sowohl bei !Temperaturen in der Nähe de :■ Gefrierpunkts
als auch bei Eaumternperatur nach wiederholter 1^ltung
eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Eissbildung.
Wegen der vorgenannten Eigenschaften sind die erfindungsgemässen
Gemische besonders gut als BeSchichtungsmassen für Papierwaren
oder Folien * oder als Klebstoffe bei der Schichtstoff-
in anderen Fällen herstellung geeignet. Die Gemische sind auch / als Hejßschmels-Kleber
sowie bei der Holzimprägnierung einsetzbar. Im letzteren Falle v/ird das Holz häufig mit Konservierungsmitteln, wie
Kresol, imprägniert, und dem Kresol wird, hauptsächlich zur Erhölmng des Penetrationswertes und zur Erniedrigung der Verdampfung,
Wachs zugesetzt .Buren Zugabe von innerhalb des vorgenannten
!Consentrationsbereiehes liegenden Anteilen der hydrierten
Biockoopol^ere siaa. Wachs v/ird die Verdampfung des »Cresols
und anderer- flüchtiger Verb-Ui/Iunge:! dus dem imprägnierten HoIa
'beträchtlich erniedrigt,
-u-
Die erfindungngemä.ssen Gemische können ausser den vorgenannten
Copolymeren, wie erwähnt, auch andere"Polvrnere enthalten, vorzugsweise
gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffharze, wie aus gekrackten Erdölfraktionen gewonnene Harze oder natürliche
Harze von aus Holzharz stammenden gesattigten Terpenderivaten.
Der Anteil der vorgenannten Harze beträgt insbesondere 3 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das jeweilige Gemisch.
Weitere Beispiele für die vorgenannten zusätzlichen Polymere
sind Äthylen/Aerylsäureäthylester- und Äthylen/Methacrylsäu:·*"-methylester-Copolymere.
kann die erfindungsgemässen Gemische ferner mit Kautsehuk-Extenderölen
zu weicheren Gemischen verarbeiten und in dieser Form zur Erzeugung einer Faserverankerung in Teppichunterseiten
oder zum Wasserfestmachen anderer Textilien einsetzen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Es wird ein Styrol/lsopren-Blockcopolymeres hergestellt. Zu
diesem Zweck wird zuerst Styrol in einer Cyclohexanlösung unter
Verwendung von Lithium-sec.-"butyl als Katalysator polymerisiert, wobei ein erster Polymerblock mit einem.Durchschnittsmolekulargewiobt
von etwa 15 000 erhalten wird, und ansehliessend wird
Isopren zugesetzt und die Polymerisation fortgesetzt, wobei sich ein Polyisoprenblock mit einem Durehschnittsmolekulargewicht
von etwa 36 000 bildet. Das Zwischen—Blockeopolymere assoziiert
sich dabei an seinem wachsenden Kettenende mit dem
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Iiithiumion. An dieser Stei^i vird das Copolymere dann unter
Verwendung von Adipinsäurediraethylester als Kupplungsmittel gekuppelt, wobei man ein eine verzweigte Struktur aufweisendes
!Petrameres des vorgenannten Zwlschen-Blockcopolymai'en erhält.
Dieses gekuppelte Blockeopolymere wird anschiiessend "bei relativ
milden Bedingungen unter Verwendung des Umsetzungsprodukts
von Aluminiumtriäthyl mit Nickeloctoat als Katalysator selektiv
hydriert. Es wird so gearbeitet, dass nur die Polyisopren-"blöcke hydriert werden. Anschliessend stellt man rasch eine
20-prozentige lösung des hydrierten Blockcopo./Jieren her, indem
man dieses mit geschmolzenem Erdölwachs verrührt. Das Erdölwachs stellt ein Gemisch dar, welches 30 Gewichtsteile Paraffinwachs
mit einem Schmelzpunkt von 60 0O, 10 Gewichtsteile
Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 71 C, 15 Gewichtsteile
Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 83 0G und
etwa 15 Gewichtsteile mikrokristallines Wachs mit einem Erweichungspunkt
von etwa 59 0C enthält.
Das polymerhalt:ige Wachsgemisch wird dann einer Standard-Faltungsprüfung
unterworfen, bei der gepresste Prüfkörper mit einer Länge von etwa 10,16 cm und einer Breite von 15 min und
einer Dicke von etwa 1,27 mm verwendet werden. Diese Prüfkörper
werden mindestens 24 Stunden bei 23 0C und 50 fi relativer
Feuchtigkeit gealtert. Dann werden die Prüfkörper pro Minute jeweils 175 mal unter Anwendung einer Belastung von etwa
0,22 kg auf den betreffenden Prüfkörper in zwei Richtungen
(jeweils um 135°) gebogen. Das polymerhaltige Wachsgemisch widersteht bei dieser Prüfung 1000 Paltungen, ohne zu brechen.
Die Bruchdehnung beträgt 1,165 Prozent, der 300 Prozent-
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Bruchmodul etwa 13,65 kg/cm und die Zugfestigkeit (Räumtemperatur)
etwa 46,2 kg/cm . Aufgrund dieser Eigenschaften ist das vorgenannte Gemisch für Anwendungszwecke geeignet, bei denen
dicke Filme benötigt werden, wie für Teppichunterseite. .
Es wird ein Blockcopolymeres durch stufenweise Polymerisation
unter Verwendung von Styrol und Butadien als Monomeren hergestellt. Dieses Bloekcopolyinere "besitzt die Struktur Polystyrol/
Polybutadien/Polystyrol. "Die Polystyrolblöcke weisen ein Durch- ™
Schnittsmolekulargewicht von 10 000 auf. Während der Polymerisation des Butadienblocks wird eine dafür ausreichende Menge
Diäthyläther zugesetzt, dass dem Block einen Anteil an 1,2-Ad
d it ions struktur von 28 Prozent verliehen wird. Der Butadienblock "besitzt ein Molekulargewicht von etwa 30 000. Die Hydrierung
wird dann unter Verwendung des in Beispiel 1 "beschriebenen Katalysators, jedoch unter Anwendung höherer Temperaturen
und Drücke sowie bei solchen Bedingungen durchgeführt, dass
alle Blöcke im wesentliehen vollständig hydriert werden. ή
Danach wird rasch eine 20-prozentige Lösung des erhaltenen hydrierten Blockcopolymeren in dem in Beispiel 1 beschriebenen
Wachsgemisch hergestellt. Das erhaltene polymerhaltige Gemisch
besitzt eine Viskosität (149 0C) von 330 cP. Dieser Viskosität
swert liegt im mittleren Teil des zur Durchführung des "Flutoder „
/ GiessbeSchichtungsverfahrens zwecianässigen Bereiches. Mit dem vorgenannten Gemisch hergestellte Überzüge auf nach dem Sulfitverfahren hergestelltem Papier können nicht ohne Zerreissen des Papiers von diesem abgetrennt werden. Gemäss der in Bei-
/ GiessbeSchichtungsverfahrens zwecianässigen Bereiches. Mit dem vorgenannten Gemisch hergestellte Überzüge auf nach dem Sulfitverfahren hergestelltem Papier können nicht ohne Zerreissen des Papiers von diesem abgetrennt werden. Gemäss der in Bei-
-....:.-, -. ..109837/U64
. spiel 1 beschriebenen Faltungsprüfung werden ohne Alterung
257 bis 318 Faltungen und nach eintägiger Alterung 305 bis
3o3 Paltungen erzielt.
Das gemäss Beispiel 2 hergestellte Bloekcopolymere wird in ei
nem Wachsgemiseh dispergiert, welches 5 Gewichtsteile Paraffinwachs
mit einem Schmelzpunkt von 60 C, 3 Gewichtsteile mikrokristallines
Wachs und 2 Gewichtsteile Paraffinwachs mit einem
Schmelzpunkt vcn 83 °~ enthält. Das erhaltene polymerhalt ige
"Flut- oder
Gemisch wird nach dem / Giessbeschichtungsverfahren auf Wellpappe
aufgebracht. Bei der Aufbringung wird die Pappe mi^ ei—
.vorwärts ner Geschwindigkeit von etwa 198 m/Min./bewegt, wobei Übsrailge
mit einem Flächengewieht. v.on etwa 34,2 g/m" erhalten werden.
Aus Tabelle I sind die Eigenschaften der beschichteten Pappe ersichtlich- Die Anzahl der Paltungen wurde gemäss der in Beispiel
1 beschriebenen Faltungsprüfung bestimmt.
1 0 U ß 3 7 / I U 6 4
Anteil des Block- copoly- meren im Gemis.oh,' |
Temperatur des Wachs- gemißch- "Vorhangs " bei seinem Auftreffen auf die Pappe, 0 |
Biegung 23% *> |
Biegung | Viskosität (1490O), cP |
Temperatur bei der stufenweiser 31o"ckprüfung (gradient block tost), C° |
Massig | Zerreissen der Fasern |
Anzähl der Faltun gen |
5 10 15 20 25 30 |
20 | 143 | 1,64 | 2-3 | 360 | Leicht | ;>6o | >60 | 240 | |
18 | 138 | 1,64 | 3 | 236 | "50 | > 60 | >60 | 104 | |
16 | 138 | 1,97 | 4-5 | 152 | 49,5 | >60 | >60 | 50 | |
fc 14 | 132 | 3,61 | 5-6 | 116 | 50 | >60 | >60 | 18 | |
12 | 132 | 17,72 . | y 6 | 88 | 50 | >60 | >60 | 0 | |
10 | 132 | > 98 | >6 | 70 | 50,5 | >60 | >60 | 0 | |
*) Anzahl der Farb'f lecken pro m bei einer **) Olin-Kraft-Bev/ertungszahl eines 17,8 cm |
Faltung um." -Prüfkörpers |
50 | 80° 3: Bewertungszahl Anzahl der Flecken |
||||||
1 0 - 2 6 - 3 11 - 4 16 - 5 21 - 6 26 - |
|||||||||
cn cn cn
~ 16 Beispiel 4
Es wird nochmals das polymerhaltige Wachsgemisch von Beiepiel 2
hergestellt, wobei man jedoch ein Blockcopolymeres einsetzt, bei
dem durch Anwendung milderer Hydrierungsbedingungeii nur der mittlere
Block hydriert wurde. Die mit Hilfe des vorgenannten Gemisches auf nach dem Sulfitverfahren hergestelltes Papier aufgebrachten
Überzüge können nicht ohne Zerreissen der Pasern vom
Papier entfernt werden, und das Gemisch besitzt auf Aluminiumfolie eine Haftfestigkeit von etwa 15,5 bis 19 j 4 g/cm . Ein dem vorgermnnten
Gemisch ähnliches polymerhaltiges Wachsgemisch, welches nur 10 Prozent Blockcopolynieres enthält, zeigt nach dem Aufbringen
auf Papier und Aluminiumfolie gemäss der Papier-Zerreissprüfung
dieselben Ergebnisse und besitzt auf Aluminiumfolie eine
Haftfestj^eLtvon etwa 10,1 bis 10,5 g/cm2.
Es wird ein Blockcopolymeres gemäss Beispiel 2 hergestellt, wobei die Molekulargewichte der Blöcke jedoch 15 000/68 000/13 500 betragen
und der mittlere Block einen Anteil an Einheiten mit 1,2-Struktur von 40 Prozent aufweist. Die Hydrierung wird so weit
durchgeführt, dass die Polybutadienblöcke vollständig, die aromatischen
Bindungen der Polystyrolblöcke jedoch nur zur Hälfte abgesättigt werden. AnschÜessend werden Gemische des Blockeopolymeren
mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Wachs hergestellt, welche einen Polymergehalt von 10 bzw. 20 Prozent aufweisen. Die
beiden Gemische werden jeweils auf Papier, Pergariinpapier und
Aluminiumfolie aufgebracht. Man kann die erhaltenen Überzüge weder
10983 7/1464
vom Papier noch vom Pergamnpapier entfernen, ohne die Träger
zu zerreissen. Die Haftfestägjiejfc auf Aluminiumfolie beträgt im Falle
"des Gemisches mit einem Polymergehalt von 10 Prozent etwa
15,5 Ms 24,8 g/cm , im Falle des Gemisches mit einem Polymergehalt von 20 Prozent etwa 27,2 Ms 55,0 g/cm2.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)
Es wird versucht, ein nicht-hydriertes Blockcopolymeres
(Polystyrol/Polybutadien/Polystyrol) mit Paraffinwachs zu vermischen.
Die Homogenisierung ist jedoch sogar oei Anwendung ei- f ner V/achsschmelze schwierig, und "beim Abkühlen auf Raumtemperatur
erfolgt eine Abtrennung einer Polymerphase vom Wachs. Die physikalischen Eigenschaften der "betreffenden Massen sind unbefriedigend.
Es wird gezeigt, dass die Eigenschaften der erfindungsgemässen
"blockeopolymerhaltigen Wachsgemische durch Zugabe eines von Erdöl
abgeleiteten Harzes des hydrierten aliphatischen Typs sehr {
stark verbessert werden können. Das Blockcopolymere liegt in diesem Falle in der vollständig hydrierten Form vor, und vor der
Hydrierung beait?.;t es eine Struktur Polystyrol/Polybutadien/Polystyrol,
wobei das Polybutadien zu 4-0 Prozent aus Einheiten mit 1,2-Struktur besteht. Die Molekulargewichte der einzelnen Blöcke
betragen 15 000/68 000/14 000. Zur Herstellung des Gemisches wird
dasselbe Wachs wie in Beispiel 1 verwendet. Das vorgenannte Harz ist ein thermoplastisches Kohlenwasserst offharz, welches durch
1 0 9 8 J 7 / U 6 4
Hoehtemperaturkrackung von Erdöl gewonnen wurde. Das Ausgangsmaterial
stellt dabei ein Gemisch von Monomeren mi^ einem Durchschnitt
smolekulargewicht von 90 dar und "besteht in wesentlichen
aus Dienen und reaktiven Olefinen. Die vorgenannten Harze sind ein spezielles Produkt, da sie ein G-emisch aus unverzweigten
Kohlenwasserstoffharzen darstellen, das beträchtliche Mengen an
cyclischen, jedoch nicht an aromatischen Verbindungen enthält.
Das Harz besitzt einen Erweichungspunkt von 97 bis 103 G,
ein Durchschnittsmolekulargewicht von 1400 und dine jGdzahl von
Aus Tabelle II ist ersichtlich, dass die Bruchdehnung und :;ie
Eigenschaften gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Faltun/ästest
durch Zugabe einer der Elockcopolymermenge entsprechenden
Harzmenge sehr stark verbessert v/erden, obwohl ein nur Wachs und das Harz enthaltendes Gemisch gemäos dieser Prüfung"0 Faltungen"
ergibt. Auch eine qualitative Untersuchung der Oberfläche des
auf Wellpappe aufgebrachten Wachsgemioch.es zeigt, dass eier
Glanz verbessert ist.
1 0 9 8 3 7 / 1 4 C 4
Tabelle II
Wachsgemisch | Viskosi tät n (149 0O), cP |
Eigenschaft en "beim Zugversuch | Zugfectig- keit ("bei Bruch) kg/cm2 |
Bruch dehnung, |
I ■ Hart e (Shore A) |
Anzahl der Pal tungen vor dem Bruch |
Haftung am SuIfit- papier |
12 Io Block- copolymeres 14 Io Block- copolymeres 12 <?o Block- copolymeres + 12'/* Harz 14 1= Bloclc- copolymeres + Η/« Harz |
527 1130 806 1615 |
Streck grenze, k/s/ciK^ |
28,35 32,55 34,30 41,65 |
110 220 320 800 |
92 90 88 88 |
395 1245 1305 2745 |
Zerreissen der Pasern Zerreissen der Pasern Zerreissen der Pasern Zerreissen der Pasern |
3^,65 34,30 40,60 45,50 |
Claims (9)
- - 20 Pat entanspriiche. Gemische auf der Grundlage von Erdölwachsen, dadurch gekennzeichnet , dass sieA) 5 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gemisch, eines Blockeopolymeren auc mindestens einem mit dem Wachs verträglichen, im wesentlichen gesättigten aliphatischen Elastomer-Kohlenwasserstoff "block Λ und mindestens zweiφ Kohlenwasserst of f-PolymerblöckeiiB, deren Wachsverträglichkeit wre sentlieh niedriger ist als jene der (der) Blocks (Blöcke) A,sowie gegebenenfallsB) mindestens ein weiteres Polymeres enthalten.
- 2. Gemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie m 7,5 bis 30 Geivichtsprozent des Blockcopolyaeren, bezogen aufdas Gemisch, enthalten.
- 3. Gemische nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Block A ein Polymerblock eines konjugierten Diens ist, dessen ursprüngliche Ungesättigtheit durch Hydrierung um mindestens 50 Prozent erniedrigt wurde.
- 4· Gemische nach Anspruch 1-3,dadurch gekennzeichnet, dass der Block A ein Polymerblock von konjugiertem Butadien mit einem109837/1464Anteil an Einheiten mit 1,2-Struktur von mindestens 10 Prozent, vorzugsweise 20 "bis 45 Prozent, ist.
- 5. Gemische nach Anspruch 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Block B ein Polymerblock einer monovinylaromatischen Verbindung, vorzugsweise ein Styrolpolymerblock, ist.
- 6. Gemische nach Anspruch 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Block B zumindest teilweise hydriert wurde.
- 7. Gemische nach Anspruch. 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Block A ein Durchschnittsmolekulargewicht von 25 000 bis 200 000, vorzugsweise 30 000 bis 150 000, und der Block B ein Durchschnittsmolekulargewicht von 5000 bis 75 000, vorzugsweise 7500 bis 50 000, aufweist.
- 8. Gemische nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie als zusätzliches Polymeres (B) ein von Erdöl abgeleitetes gesättigtes Kohlenwasserstoffharz, vorzugsweisein einem Anteil von 3 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf (j das Gemisch, enthalten.
- 9. Verwendung der Gemische nach Anspruch 1 bis 8 als Beschichtungsmassen, insbesondere für Papierwaren.109837/U64OftKSINAL tNSPCCTED
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