DE2139856A1 - Wässrige Polymensatdispersionen, Verfahren zu iher Herstellung und ihre Ver Wendung - Google Patents
Wässrige Polymensatdispersionen, Verfahren zu iher Herstellung und ihre Ver WendungInfo
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Description
11 Wässrige Polymerisatdispersionen» Verfahren zu ihrer Herstellung
-und ihre Verwendung"
Priorität: 10. August 1970, V.St.A., Nr. 62 677
Die Erfindung "betrifft wässrige Polymerisatdispersionen, die als
filmbildendes Polymerisat ein Pfropfcopolymerisat aus einem üblichen filmbildenden Polymerisat und einem B-substituierten
Acrylamid enthalten.
Wässrige Polymerisatdispersionen werden in grossem Umfang als
Anstrichstoffe für Innen- und Aussenanstriche und als Klebstoffe
verwendet. Sie dienen zur· Herstellung von Überzügen auf den
verschiedensten Untergründen, wie PIoIz, Metall oder Beton und
zum Verkleben z.B. von Holz, Papier und Stoff miteinander oder untereinander. Ein grosser Teil dieser Klebstoffe wird z.B. in
der Höbelindustrie verwendet.
Die herkömmlichen Polymerisatdispersionen besitzen jedoch den Nachteil, dass sie auf verschiedenen Untergründen bei Anwesenheit
von Feuchtigkeit, z.B. bei hoher Luftfeuchtigkeit, nicht
haften und dass der aufgebrachte Film unter diesen Bedingungen
2JOtJSOt/ 1721
zur Blasenbildung neigt, Es liegt auf der Hand, dass hierdurch.
die Anwendung der herkömmlichen wässrigen Polymerisatdispersionen in erheblichem Umfang eingeschränkt wird.
Aufgabe der Erfindung v/ar es daher, die vorgenannten Nachteile zu überv/inden und wässrige Polymerisatdispersionen mit verbesserten
Eigenschaften hinsichtlich der Haftung auf feuchten Untergründen und der Blasenbildung zu schaffen. Diese Aufgabe
wird durch die Erfindung gelöst.
Somit betrifft die Erfindung neue wässrige Polymerisatdispersionen,
die mindestens ein filmbildendes Polymerisat sowie gegebenenfalls Pigmente, Füllstoffe, Netzmittel und andere übliche
Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel enthalten, die dadurch gekennzeichnet sind3dass das filmbildende Polymerisat
ein durch Pfropfeopolymerisation eines üblichen filmbildenden
Polymerisats (Primärpolymerisat) mit mindestens 0,25 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Primärpolymerisat, mindestens eines N-substituierten Acrylamids (Pfropfmonomeres) der allgemeinen
Porrnel (i)
R9 R, 0 I2 j4 I
R1— Z C —-C —N
G—^C=CK9
- - λ
ill. I 2
R3 R5 H R6
in der R-, , R2, R-z, R^ und Rn gleich oder verschieden sind und
Wasserstoffatome, Kohlenwasserstoffreste oder substituierte Kohlenwasserstoffreste bedeuten, Rr ein Wasserstoff- oder Halo
D 0
It
genatom oder einen l;iederalkylrest und Z die Gruppe -C- oder
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-CH- darstellen, hergestelltes Pfropfcopolymerisat ist, in dem
mindestens ein Teil der Primärpolymerisatmoleküle eine oder mehrere von den Pfropfmonomeren der allgemeinen Formel (I)
abgeleitete Monomereinheiten aufgepfropft enthält.
Die Polymerisatdispersionen der Erfindung sind bei Raumtemperatur fliessfähig und im wesentlichen stabil. Hierbei bedeutet der
Ausdruck "im wesentlichen stabil", dass die dispergierten Teilchen in der wässrigen Phase für eine zur Verarbeitung ausreichende
Zeit homogen verteilt bleiben^ wobei eine Zeit von wenigen Stunden im allgemeinen ausreichend ist.
Erfindungsgemäss werden in den Polymerisatdispersionen solche Pfropfcopolymerisate verwendet, die als Primärpolymerisat, das
die Hauptkette des Pfropfeopolymerisatmoleküls darstellt, ein
herkömmliches filmbildendes Polymerisat enthalten. Die Hauptkette besitzt eine oder mehrere aufgepfropfte Seitenketten,
die sich von dem H—substituierten Acrylamid der allgemeinen Formeid)
ableiten. Die Seitenketten können aus einer einzigen Monomereinheit bestehen, in den meisten Fällen handelt es sich
jedoch um polymere Seitenketten, die aus einer Vielzahl gleicher oder verschiedener Pfropfmonomereinheiten der allgemeinen
Formel (i) bestehen. Die durch die Pfropfreaktion entstandenen Seitenketten werden im folgenden als Pfropfanteil bezeichnet.
Die Hauptkette (Primärpolymerisat) kann aus einem Homopolymerisat oder einem Mischpolymerisat, z.B. einem Co- oder Terpolymerisat
bestehen. In ähnlicher Weise können auch die Seitenketten (Pfropfanteil) aus einem Homopolymerisat eines' H-substita- :
ierten Acrylamide der allgemeinen Formel (I), einem Copolymeri-
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sat aus zwei oder mehreren der Ιί-substituierten Acrylamide oder
einem Mischpolymerisat aus einem oder mehreren der li-substituierten
Acrylamide und einem oder mehreren anderen mit den
N-substituiert en Acrylamid en oopolymerisierbaren Goi«onojneren
bestellen, sofern die !^substituierten inrylamDde mindestens etwa Oj 25 Gewichtsprozent j vorsugsv/ei.nu hönoesteiis Ϊ (lewiehtsja.'o-sents
bezogen auf das Gesamtgewicht der- Pr-iniäriiOl.ymi-rifi-ί.-·'Ε
ausmachenc Vorzugsweise bestehen ü.±g Fei.tfmkßtten avt" eiii^v oücj
mehreren Monomereinheiten, die β ich γοη üzm /rlr-icheiz ocle:r von
TGPSGhiedenen H-substituierteii Αοι^ΧίΛίτύΔοτι el ei' allgemeinen
Formel (I) ableitenc
Die Herstellung der H=-Bubstituiert@ii Acrylamide der allgemeinen
Formel (l) ist in Aen US=PSS 5 277 036 und 3 425 942 sowie in
den US-PAA 788 820 und 833 162 beschrieben, &uf die hier τοίΐ-inhaltlich
Bezug genommen v/ird«
In den !-substituierten Acrylamide!! der- allgemeinen Formel (I)
bedeuten die Kohlenwasserstoffreste einwertige Kohlenwasserstoffreste, wie aliphatisch^, cycloaliphatische, aromatioe-her
aromatiscli-aliphatische, aliphatisch-aromatisclie s ar oma ti &* cli=
cycloaliphatische, aromatisch-cycloaliphatisoh-aliphatische,
cycloaliphatisch-aliphatisch-aromatische j, cycloaliphatisch·»
aromatische oder cycloaliphatisch-aJ.iphatische Kohlenwasserstoffreste
mit bis zu etwa 30 C-Atomen* Vorzugsweise enthalten
die vorgenannten Kohlenwasserstoffreste nicht mehr als etwa 10 C-Atome« Die Kohlenwasserstoffreste können gesättigt oder
ungesättigt sein. Vorzugsweise' besitzen sie jedoch keine
äthylenischen
C-C-Dreifachbindungen und ira allgemeinen auch keine /G-C-JDoppelbindungen.
Bevorzugte Kohlenwasserstoffreste sind geradkettig©
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oder verzweigte Alkylreste, vorzugsweise mit bis zu 10 C-Atomen und insbesondere mit bis zu 4 C-Atomen.
Beispiele für Kohlenwasserstoffreste rait bis zu etwa 30 C-Atomen
sind:
die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, tert.-Butyl-,
Isobutyl-, Heptyl-, Octyl-, Isqoctyl-, Uonyl-, Decyl-, Tridecyl-,
Octadecyl-, Tricosyl-, Octacosyl- oder Dotriacontylgruppe,
Alkenylreste, wie die Vinyl-, Allyl-, 2-Methallyl-, 1-Butenyl-,
2-Pentenyl-, 3,4-Dimethyl-2~hexenyl-, 1-Octenyl- oder 1-Deconylgruppe,
Cycloalkylreste, wie die Cyclopentyl-, Cyclobutyl-, Cyclohexyl-,
CycJoheptyl-,oder Cyclooctylgruppe, Alkylcycloalkylreste, wie
die 2,3-Dibutylcyclohexy!gruppe, Cycloalkylcycloalkylreste,
wie die 3-Cyclohexyleyelohexylgruppe, wobei der Eing in den
Cycloalkylresten vorzugsv;eise 5 oder 6 C-Atome aufweist und
zusätzliche C-Atome in diesen Resten auf die Gegenwart von Kohlenwasserstoffsubstituenten zurückzuführen sind,
Cycloalkenylreste, wie die Cyclopentenyl- oder Cyclohexenylgruppe oder andere, den vorgenannten Cycloalkylresten entsprechende
Cycloalkenylreste, die mindestens eine äthylenische Doppelbindung im Ring aufv/eisen,
Arylreste, wie die Phenyl- oder Naphthylgruppe, Alkarylreste,
wie die Didecylphenyl-, !Dolyl- oder 3-Propylnaphthylgruppe,
Alkenylarylreste, wie die p-Allylphenylgruppe oder Cycloalkylarylreste,
wie die 3-Cyclohexylphenylgruppe,
Weitere geeignete einwertige Kohlenwasserstoffreste sind z.B.
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Arylalkylreste, wie die Benzyl- oder Phenäthy!gruppe, Alkylarylalkylreste,
wie die Tolylpropylgruppe, Cycloalkylalkylreste, wie die Cyclohexylmethylgruppe oder die Biphenylyl-, Butadienyll,3-i
l-Butyl-2-butenyl-, Cyclohexadienyl-2,4- oder Styrylgruppe.
Der Ausdruck "substituierte Kohlenwasserstoffreste" bedeutet den vorgenannten einwertigen Kohlenwasserstoffresten entsprechende
Kohlenwasserstoffreste, die ausser Kohlenstoff- und Wasserstoff
at omen andere Atome, wie Sauerstoff-, Schwefel—, Stickstoff- oder Halogenatome, enthalten. Die Kohlenstoffkette kann
z.B, von den Gruppen
OSO . 00 0
Il il Il ' Ϊ " H
-Ο-, -G-, -C-, -C-O-, -HH, -H-, -S-, -S-, -S- oder -C-N=
unterbrochen sein. Die substituierten Kohlenwasserstoffreste
können Nitro-, Amino-, Mercapto-, Hydroxyl- oder Carbamylgruppen,
veresterte Carboxylgruppen oder Halogenatome tragen.
Spezielle Beispiele für Substituenten, die in den substituierten
Kohlenwasserstoffresten vorhanden sein können, sind:
0 0
Cl, Br, J, F, -NO2, -NH2, -C-NH2, -C-0-alkyl, -CF5,
Cl, Br, J, F, -NO2, -NH2, -C-NH2, -C-0-alkyl, -CF5,
-C-ÖCHg-phenyl, -0-alkyl, -S-alkyl, -0-alkenyl, -S-alkenyl,
0 0
Il l>
Il l>
-O-phenyl, -O-benzyl, -S-alkyl, -S-alkyl, -S-phenäthyl,
Alkyl-Nil-, A lkenyl-i.H-, (Alkyl )£N-, ( Alkenyl )21ί-, Phenyl-NH-,
00 0 s ·
|ί Il Il · I
-C-alkyl, -C-alkenyl, -C-benzyl- oder -C-alkyl.
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■■7
Hierbei können die Alkyl- und Alkenylreste in den Substituenten,
wie -Q~alkyl, -S-alkenyl oder (Alkyl)pN-j "bis zu 10 C-Atome
enthaltene Vorzugsweise enthalten die substituierten Kohlenwasserstoffreste
nicht mehr als 30 G-Atome s insbesondere nicht
mehr als 10 C-Atome<- Spezielle Beispiele für substituierte
Kohlenwasserstoffreste aind die ß-Ghlo'räthyl-, 3f4-Dibromphenyl-,
3-(Diäthylaraino)-propyl·=·, 3~CarbamyTbutyl-, p-Nitrobcn&yl·=,
Acetonyl—, 3-Acetoxybutyl-=i! ß~Benzylthioäthyl-s
fi-Hercaptophenyl-, 3-Hydroxyhexyl-c, 4-Acetoxybutyl~9 ß-Butylorypi^opyl-5
2-Ätho3cy~4-"broiacyclohexyl- p Äthylsulfonylpentyl=,
Acetoac-etj 1 oxyäthyl—, ß—Carbamylphenätliy 1=, 6-= Carb oäthoxy-
5, 2-Carbobenzoxypropyl-p 3-Butoxypropyl=»9 4-Propylmer=
9 4-=Butylajaino"butyl=P m-AHyloxybenzyl-j Hydroxy=-
methyl~9 ß-Hydroxyätliyl~s ß~Hydroxypropyl-9 4-Hydroxybutyl·=,
2,3-^iDOclpentyl-, p~Aminophenyl-s Allylaminoäthyl^j 2~Methyl-=
aminopropyD.·= oder 3—Srifluormethylcyclohexylgruppe»
Vorsugsv;eise handelt es sieh bei den Substituenten der aubsti=
tuierten Kohlenwasserstoffreste um Halogenatome, Hitro-p Hydroxy- oder Mercaptogruppenρ sowie Alkoxyreste oder Alkylmercaptogruppeii,
wobei die Alkylreste bis zu 4 C-Atome enthalten«,
Bevorzugt werden solche !!-substituierten Acrylamide der allgemeinen
Pormel (I), in denen R1 bis R1- gleich oder verschieden
sind und V.'asserstoffatome, Uiederalkylreste oder Hydroxyalkylix-nte
mit- bis zu 4 C-Atomen darstellen«, Wegen der leichten
Herstellung und aus köramerzieilen Gründen werden diejenigen
Q und
Monomeren bevor r.ugi« 3 η denen -Z= die =C- Gruppe/ Rg ein..Wasserstoffatom
ist und H1 bis Rc die vorgenannte Bedeutung haben«
209808/1121 . :
.Besonders bevorzugt v/ird das Diacetonacrylamid, wobei in der
Q
allgemeinen Formel (I) -Z- die -C-Gruppe, %, H^ und R5 Methy!gruppen und R£, % u11^ % Wasserstoffatome darstellen. Weitere spezielle Beispiele für N-substituierte Acrylamide der allgemeinen Formel (I) sind N- (1,1-Dime thy 1-3-hydr oxy butyl )-acrylamid, N-(I,1-Dimethyl-3-hydroxybutyl)-methacrylamid, N-(I,l-Diäthyl^-methyl-^-hydroxypentyl)-acrylamid, N-(1,3-' Diphenyl-l-methyl-3-hydroxypropyl)-acrylamid, N-/1,3-Di-(pchlorphenyl )-l-methy1-3-hydroxypr opy 3-7-me thacrylamid, Ν-/Ϊ-(2-Hydroxycyclohexyl)-l-cyclohexyl/-acrylamid, N-(I,3-Diphenyl-l-methyl-3-oxopropyl)-acrylamid, N-(1-Methyl-3-phenyl-3-oxopropyl)-acrylamid, N-(l-Phenyl-l-methyl-3-oxopropyl)-acrylamid, N-(1-,l-Dimethyl-3-phenyl-3-oxopropyl)-methacrylamid, N-(l-Methyl-l-phßnyl-3-oxobutyl)-methacrylamid, N-(l-Methyl-3-oxopropyl)-methacrylamid, Ν-/Ϊ,3-Di-(p-nitrophenyl)-l-methyl-3-oxopropyi7-methacrylamid oder N-(1,1-Dimethyl-3-oxobutyl )-2-chl or acrylamid.
allgemeinen Formel (I) -Z- die -C-Gruppe, %, H^ und R5 Methy!gruppen und R£, % u11^ % Wasserstoffatome darstellen. Weitere spezielle Beispiele für N-substituierte Acrylamide der allgemeinen Formel (I) sind N- (1,1-Dime thy 1-3-hydr oxy butyl )-acrylamid, N-(I,1-Dimethyl-3-hydroxybutyl)-methacrylamid, N-(I,l-Diäthyl^-methyl-^-hydroxypentyl)-acrylamid, N-(1,3-' Diphenyl-l-methyl-3-hydroxypropyl)-acrylamid, N-/1,3-Di-(pchlorphenyl )-l-methy1-3-hydroxypr opy 3-7-me thacrylamid, Ν-/Ϊ-(2-Hydroxycyclohexyl)-l-cyclohexyl/-acrylamid, N-(I,3-Diphenyl-l-methyl-3-oxopropyl)-acrylamid, N-(1-Methyl-3-phenyl-3-oxopropyl)-acrylamid, N-(l-Phenyl-l-methyl-3-oxopropyl)-acrylamid, N-(1-,l-Dimethyl-3-phenyl-3-oxopropyl)-methacrylamid, N-(l-Methyl-l-phßnyl-3-oxobutyl)-methacrylamid, N-(l-Methyl-3-oxopropyl)-methacrylamid, Ν-/Ϊ,3-Di-(p-nitrophenyl)-l-methyl-3-oxopropyi7-methacrylamid oder N-(1,1-Dimethyl-3-oxobutyl )-2-chl or acrylamid.
Diejenigen N-substituierten Acrylamide der allgemeinen Formel
(I), in der Rr ein Halogenatom darstellt, können aus den entsprechenden
c^-Halogenacrylnitrilen hergestellt werden. Hierzu
werden 850 Teile leonzentrierte Schwefelsäure (96 bis 98prozentig)
in einem mit Rührer, Rückflusskühler, Tropftrichter und·
Thermometer ausgerüsteten Reaktionskolben vorgelegt. Nach dem Abkühlen der Schwefelsäure auf 10 C werden über einen Zeitraum
von 30 Minuten langsam 350 Teile o(-Chloracrylnitril zugegeben,
während die Temperatur auf 10 bis 20 C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch
wird bei einer Temperatur von 10 bis 200C
während 1,75 Stunden tropfenweise mit 464 Teilen Diacetonalko—
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hol versetzt. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch auf 1000 Teilezerstossenes Eis gegossen. Das erhaltene Geraisch wird
unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von etwa 10 bis 25°C in der Reaktionsmasse mit 610 Teilen wässrigem Ammoniak
(28prozentig) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird mit 315 Teilen Toluol vermischt. Nach dem Absetzen und Abtrennen der organischen
Schicht wird diese zweimal mit gesättigter wässriger Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und
nach dem Filtrieren bei einem Druck von 15 Torr der Destilla-
o destilliert
tion bis zu 90 C unterworfen. Bei 0,25 Torr / eine Fraktion vom Kp. 73 bis 80 C über, die das gewünschte Produkt darstellt.
Unter Verwendung anderer o(-Halogenacrylnitrile und/oder anderer
ß-Hydroxyketone oder Aldehyde anstelle des Diacetonalkohols
erhält man nach dem beschriebenen Verfahren andere N-substitu— ierte Acrylamide der allgemeinen Formel (I), in der Rg ein Halogenatom
darstellt.
Am meisten bevorzugt werden diejenigen hydroxyalkylierten N-substituierten Acrylamide, die durch Umsetzung eines oder
mehrerer der N-substituierten Acrylamide der allgemeinen Formel
(II)
(II)
R'
I . |
0
Il |
I2 |
- C —
I |
N- |
0
Il |
r'— c~ 1 |
Il
-c- |
I
- c — I |
I
R5 |
H |
Il
- C- |
i' | L | ||||
- C
ι |
|||||
I
R |
in der Ro bis R^ die vorgenannte Bedeutung, auch hinsichtlich
der bevorzugten Ausführungsform, haben, die Reste R gleich oder verschieden sind und Kohlenwasserstoffreste, substituierte
Kohlenwasserstoffreste und Wasserstoffatome, mit der Massgabe, dass mindestens einer der Reste R* ein Wasserstoffatom
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- ιο·-
ist, darstellen, mit einem oder mehreren aliphatischen Aldehyden
bis zu 4 C-Atomen erhalten v/erden. Anstelle der Aldehyde können auch die Aldehyd-abspaltenden polymeren Aldehyde erhalten
werden. Die Umsetzung v/ird in Gegenwart einer Base vorgenommen. Bevorzugt wird für die·Umsetzung mit den aliphatischen
Aldehyden Diacetonacrylamid verwendet.
Beispiele für geeignete Aldehyde sind Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd oder die Butyraldehyde. Formaldehyd v/ird bevorzugt.
Beispiele für polymere Aldehyde sind Paraformaldehyd, Trioxan oder Paraldehyd. Für die Umsetzung geoi^nete Basen
sind z.B, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Erdalkalihydroxide,
Katriummethylat oder quartäre Ammoniumhydroxide. Im allgemeinen
wird die Base in einer Menge von nicht über 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Aldehyd, verwendet. Bei Verwendung grösserer Mengen
kann es bei hohen Reaktionstemperaturen und langen Umsetzungszeiten zur Bildung hochmolekularer, wasserunlöslicher polymerer
Produkte kommen.
Die Umsetzung wird vorzugsweise in im wesentlichen inerten Lösungsmitteln,
wie Wasser, Alkoholen, Äthern oder Kohlenwasserstoffen, vorgenommen. Die polaren !lösungsmittel, wie V/asser
oder Alkohole, werden bevorzugt. Bei Verwendung von Alkoholen können die Hydroxyalkylgruppen teilweise veräthert v/erden. Die
Anwesenheit von Ä'thergruppen v/irkt sich nicht nachteilig auf die Ziele der Erfindung aus und ist in einigen Fällen sogar vorteilhaft.
Die Umsetzung der M-aubstituierten Acrylamide der allgemeinen
Formel (II) mit den Aldehyden wird vorzugsweise bei Temperatu-
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etwa
ren von unter/1000C, vorzugsweise etwa 40 bis 900C, vorgenommen.
Die Temperatur spielt jedoch an sich keine besondere Rolle, sofern sie nicht so hoch ist, dass eine Zersetzung der Reaktionsteilnehmer
oder des Reaktionsprodukts erfolgt. Auch das Molverhältnis von Aldehyd zu Diacetonacrylamid oder anderen
Monomeren der allgemeinen Formel (II) spielt keine besondere Rolle. Im allgemeinen beträgt das Verhältnis etwa 1 : 1 bis
8 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bis 6 ': 1. In einigen Fällen ist die
Anwesenheit eines Polymerisationsinhibitors, wie Hydrochinon^ Hydrochinonmonomethylather oder anderer sterisch gehinderter
Phenole, von Vorteil.
Das Umsetzungsprodukt der N-substituiert en Acrylamide der allgemeinen
Formel (II) mit den aliphatischen Aldehyden besteht hauptsächlich aus einem Monomeren (oder Monomerengemisch) s
in dem ein oder mehrere der Wasserstoffatome der zur Ketoearbonylgruppe
o(-ständigen "Kohlersstoffatome durch einen Hydroxyalkylrest,
z.B. die Hydroxymethy1-, Hydroxyäthylr, Hydroxypropyl-
oder Hydroxybutylgruppe, ersetzt sind.Das Reaktionsprodukt
kann auch. Oligomere, z.B. Dimere, Trimere oder Tetramere,
der hydroxyalkylierten Monomeren enthalten. Diese Oligomeren
haben keinerlei nachteiligen Einfluss auf die Verwendung der hydroxyalkylierten Η-substituierten Acrylamide für die Zwecke
der Erfindung und brauchen deshalb von den Monomeren nicht abgetrennt zu werden. Für die Herstellung der erfindungsgemässen
Dispersionen ist das hydroxymethylierte Diacetonacrylamid das
am meisten bevorzugte Monomere. Hier und im folgenden umfasst die Bezeichnung "hydroxymethyliertes Diacetonacrylamid" das gesamte
Hydroxyalkylierungsprodukt, das heisst sowohl die Mono-
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meren als auch eventuell vorhandene Oligomere. Die Herstellung
hydroxymethylierter Reaktionsprodukte (A) "bis (H) von Diacetonacrylamid
ist in den Beispielen beschrieben.
Für die Herstellung der in den erfindungsgemässen Polymerisatdispersionen
enthaltenen Pfropfcopolymerisate sind als Primärpolymerisate
alle filmbildend en Polymerisate geeignet, die im wesentlichen stabile wässrige Dispersionen zu bilden vermögen.
Durch die Aufpfropfung der B-substituierteri Acrylamide werden
in jedem Pail und unabhängig von der speziellen chemischen
Natur dieser Polymerisate ihre Eigenschaften hinsichtlich der Haftung auf feuchtem Untergrund und/oder der Blasenbildung beträchtlich
verbessert. In der Praxis werden als Primärpolymerisate
diejenigen Polymerisate bevorzugt, die bereits in Anstrichstoffen und Klebstoffen kommerzielle Bedeutung erlangt
haben. Beispiele für Polymerisate, die in herkömmlichen Dispersionsfarben, auch als Latex-Farben bezeichnet, Verwendung
finden, sind natürliches und synthetisches Polyisopren, Isobutylen-Isopren-Copolymerisate,
die etwa 3 bis 10 Gewichtsprozent Isopreneinheiten enthalten, Yinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymerisate,
die etwa 5 bis 15 Prozent Acrylnitrileinheiten enthalten, Poly-(vinylacetat)-Polymerisate, die etwa 50 Prozent
Yinylacetateinheiten oder mehr enthalten, Chloropren-Acrylnitril-Copolymerisate,
die bis zu etwa 15 Prozent Acrylnitrileinheiten enthalten, Polyneopren, Butadien-Acrylnitril-Copolymerisate,
die etwa 30 bis 45 Prozent Acrylnitrileinheiten enthalten, Styrol-Butadien-Acrylsäure-Terpolymerisate, die
etwa 30 bis 60 Prozent Styrole inhe it en und etwa 1 bis 10 Prozent'
Acrylsäureeinheiten enthalten, Styrol-Butadien-Vinyl-
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pyridin-Terpolymerisate, die etwa 15 bis 35 Prozent Styroleinheiten
und etwa 5 "bis 15 Prozent Vinylpyridineiniieiten enthalten,
sowie verschiedene Polymerisate, die sich von Alkylmethacrylaten und Alkylacrylaten ableiten.
Bevorzugt werden Polymerisate aus Vinylacetat, Alkylacrylaten,
und Alkylmethacrylaten. Auch in diesem Fall werden vorzugsweise
die im Handel erhältlichen Latices verwendet, die bereits im wesentlichen stabile wässrige Dispersionen der genannten
Polymerisate darstellen. Die im wesentlichen stabilen Dispersionen lassen sich jedoch auch in einfacher Wnr.ne auf dem Wege
der Emulsionspolymerisation herstellen.
In den bevorzugt als Primärpolymerisaten verwendeten filmbildenden
Polymerisaten bestehen mindestens etwa 50 Gewichtspro-
und/ zent aus Vinylacetat-, Alkylacrylat-</oder Alkylmethacrylateinheiten,
in denen die Alkylreste vorzugsweise nicht mehr als 12 C-Atome aufweisen.
I1Ur die Mischpolymerisation mit diesen bevorzugten Monomeren
geeignete Comonomere sind z.B.
(1) Ester ungesättigter Alkohole, .
(2) Ester ungesättigter Säuren,
(3) Ester ungesättigter mehrwertiger Alkohole, wie Butendiole,
(4) cyclische Vinylverbindungen,
(5) ungesättigte Äther,
(6) ungesättigte Ketone,
(7)·ungesättigte Amide,
(7)·ungesättigte Amide,
(8) ungesättigte aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe,
(9) Vinylhalogenide,
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(10) ungesättigte Carbonsäuren,
(11) ungesättigte Carbonsäureanhydride,
(12) ungesättigte Carbonsäurechloride oder
(13) ungesättigte Nitrile.
Im folgenden sind die Klassen und spezielle Beispiele der
äthylenisch ungesättigten Monomeren zusammengestellt. Bei anderen filmbildenden Polymerisaten,, die nicht von den angegebenen
Monomerklassen umfasst werden, handelt es sich im allgemeinen
um solche Homo- oder Mischpolymerisate, deren Monomereinheiten sich von den nachfolgend genannten Monomerklassen (l) bis
(13) ableiten. Sowohl die Polymerisate aus den nachfolgend aufgeführten Monomeren als auch die Verfahren der Emulsionspolymerisation
zur Herstellung von im wesentlichen stabilen .wässrigen Dispersionen dieser Polymerisate sind bekannt.
Beispiele für Monomere der Klassen (1) bis (13) sind:
wie
(1) Ester ungesättigter Alkohole,/Allyl-, Methallyl-, Crotyl-, 1-Chlorallyl-, 2-Chlorallyl- Cinnamyl-, Vinyl-, Methylvinyl-, 1-PhenyIaIIyI- oder Butenylalkohole, mit (a) gesättigten Carbonsäuren, wie Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Capron-
(1) Ester ungesättigter Alkohole,/Allyl-, Methallyl-, Crotyl-, 1-Chlorallyl-, 2-Chlorallyl- Cinnamyl-, Vinyl-, Methylvinyl-, 1-PhenyIaIIyI- oder Butenylalkohole, mit (a) gesättigten Carbonsäuren, wie Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Capron-
säure oder Stearinsäure, (b) ungesättigten Carbonsäuren, wie Acryl/
oder o?-substituierte Acrylsäuren, v/ie Alkyl acryl säur en,
z.B. Methacryl-, Äthylapryl- oder Propy!acrylsäure, oder -Arylacrylsäuren,
wie Phenylacrylsäure? Croton-, Öl-, linol- oder
Linolensäure, (c) mehrbasischen Säuren, v/ie Oxal-, Halon-, Bernstein-, Glutar-, Adipin-, Pimelin-, Kork-, Azelain-,
oder Sebacinsäure, (d) ungesättigten mehrbasischen Säuren, wie Malein-, Fumar-, Citracon-, Mesacon-, Ifcacon- oder Methylenmalonsäure,
Acetylendicarbonsäure oder Aconitinsäure oder mit
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(e) aromatischen Carbonsäuren, wie Benzoe-, Phenylessig-, Phthal-, Terephthal- oder Benzoylphthalsäure,
(2) Ester gesättigter Alkohole, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-,
Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl-, tert.-Butyl-,
2-Äthylhexyl-, Cyclohexyl- oder Behenylalkohol, mit ungesättigten
aliphatischen einbasischen oder mehrbasischen Carbonsäuren, von denen Beispiele bereits unter (1) aufgeführt sind,
(3) Ester ungesättigter mehrwertiger Alkohole, wie Butendiol, mit gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder aromatischens
einbasischen oder mehrbasischen Carbonsäuren, von denen Beispiele bereits unter (1) aufgeführt sind,
(4) cyclische Vinylverbindungen, wie (a) Monoviny!verbindungen
aromatischer Kohlenwasserstoffe, z.B. Ally!benzol, Styrol,,
ο—, m- oder p-Chlorstyrol, -bromstyrol, -fluorstyrol,
-methyIstyröl, -äthylstyrol, oder -cyanstyrol, Di-, Sri- oder
Tetrachlorstyrol, -bromstyrol, -jodstyrol, -fluorstyrol,
-metliylstyröl, -äthylstyrol oder -cyanstyrol, Viny!naphthalin,
Vinylcyclohexan, (b) entsprechende Polyviny!verbindungen, wie
Divinylbenzol oder !Drivinylbenzol oder (c) heterocyclische Vinylverbindungen,
wie Vinylfuran, Vinylpyridin, Vinylbehzofuran,
H-Vinylcarbazol, M-Vinylpyrrolidon oder N-Vinyloxazolidone
(5) ungesättigte Äther, wie Methyl-vinyl-, Äthyl-vinyl-,
Cyclohexyl-vinyl-, Octyl-vinyl-, Diallyl-, Äthyl-methaiIyI-
oder AlIy1-äthyläther,
(6) ungesättigte Ketone, wie Methyl-vinyl- oder Äthyl-vinylketon,
· ■
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(7) ungesättigte Amide, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-Methy1-acrylamid,
N-Phenylacrylamid, N-Allylacrylamid, N-Methylolacrylamid
oder N-Allylcaprolactam,
(8) ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Äthylen»
Propylen, Buten, Butadien, Piperylen, Isopren, Methylisopren, 2-ChIor-1,3-butadien oder andere «i-Olefine oder konjugierte
Diene mit bis zu 20 C-Atomen,
(9) Vinylhalogenide, wie Vinylfluorid, Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylidenchlorid, Vinylidenbromid, Allylchlorid oder
Allylbromid,
(10) ungesättigte ein- oder mehrbasische Carbonsäuren, wie sie
bereits unter (1) aufgeführt sind,
(11) ungesättigte Carbonsäureanhydride, wie die Anhydride der Malein-, Citracon- oder Itaconsäure, cis-4-Cyelohexen-l,2-dicarbonsäure
oder Bicyclo-(2,2,l)-5-hepten-2,3-dicarbonsäure,
(12) ungesättigte Carbonsäurehalogenide, wie die Chloride oder Bromide der Zimt-, Acryl-, Methacryl-, Croton-, Öl- oder
Fumarsäure oder
(13) ungesättigte Nitrile, wie Acrylnitril, Methacrylnitril oder andere substituierte Acrylnitrile.
Für die Herstellung der Polymerisatdispersionen der Erfindung sind auch solche Mischpolymerisate geeignet, die aus einem
oder mehreren der vorgenannten Monomeren (1) bis (13) und einem oder mehreren der Ii-substituierten Acrylamide der allgemeinen
Formel (I) hergestellt worden sind.
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Die für die Pfropfcopolymerisate verwendeten Primärpolymerisate
besitzen mittlere Molekulargewichte von etwa 5000 bis 1500000, vorzugsweise etwa 10000 bis 1000000, insbesondere
etwa 15000 bis 75OOOO.
Im allgemeinen werden die Pfropfeopolymerisate durch radikalische
Polymerisation des U-substituierten Acrylamide in Gegenwart
des Primärpolymerisats hergestellt. Nach Massgabe der Übertragungskonstanten des Primärpolymerisats findet
eine mehr oder weniger starke Kettenübertragung an das Primärpolymerisat statt V-1K?. r.an erhält ein Polymerisationsprodukt,
eigentlichen Pfropf
das neben dem - ./,copolymerisat auch Homo- oder Copolymerisate
das neben dem - ./,copolymerisat auch Homo- oder Copolymerisate
aus den verwendeten Monomeren enthalten kann. Die Bezeichnung
hier
"Pfropfeopolymerisat" bezeichnen /sowohl reine Pfropfcopolymerisate
als auch die üblicherweise bei der Pfropfcopolymerisation entstehenden Polymerisatgemische, die in dieser Form für die
Herstellung der erfindungsgemässen Polymerisatdispersionen gesind
eignet/. Der Abbruch der durch die Kettenübertragung hervorgerufenen
wachsenden Seitenketten erfolgt durch Kombinations- oder Disproportionierungsreaktionen.
Bei der Herstellung der Pfropfeopolymerisate wird das N-substituierte
Acrylamid in einer Menge von etwa 0,25 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 1 bis 30 Gewichtsprozent, jeweils
bezogen auf das Gewicht des Primärpolymerisats, verwendet. Die
optimalen Mengen sind zwar nach Massgabe der Art des Primärpolymerisats verschieden, liegen jedoch im allgemeinen innerhalb des
letztgenannten Bereichs. In den meisten Fällen beträgt die optimale Menge an N-substituiertem Acrylamid etwa 1 bis 15 Gewichtsprozent.
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In den erfindungsgemäss in den Polynierisatdispersionen enthaltenen
Pfropfeopolymerisaten sind die Η-substituierten Acrylamide
der allgemeinen Formel (I) vorzugsweise in Form sich wiederholender
Monomereinheiten der allgemeinen Formel (III)
CH2 - |
C
I |
— |
C
I |
= O | |
H - | I | |
H4 ~ | C | - R |
R2 - |
C
I |
- R |
Z
I |
(in)
enthalten, in der R-^ bis Rg und. Z die vorgenannte Bedeutung
haben.
Bei der Herstellung der Pfropfeopolymerisate ist es nicht notwendig,
dass an allen Molekülen des Primärpolymerisats eine Pfropfung stattfindet. Bei Anwendung der vorgenannten Mengen
an Η-substituiertem Acrylamid findet jedoch in jedem Fall eine
Pfropfungsrealction in solchem Umfang statt, dass die Eigenschaften
des Primärpolymerisats hinsichtlich der Haftung auf feuchtem
Untergrund und.der Blasenbildung in ausreichendem Mass
verbessert werden.
Wie bei den meisten Pfropfcopolymerisaten, insbesondere den im
Handel erhältlichen Pfropfcopolymerisaten, ist es unnötig, das
eigentliche Pfropfpolymerisat von eventuell noch vorhandenem
Primärpolymerisat oder Homo- und Copolymerisaten aus den U-substituierten
Acrylamiden abzutrennen. Der Darstellung reiner
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Pfropfcopolymerisate kommt lediglich akademisches Interesse zu.
Sie ist mit erheblichem Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden und
somit kostspielig.
In der Praxis wird deshalb das Pfropfcopolymerisat, das ein
mehr oder weniger heterogenes Gemisch aus dem eigentlichen Pfropfcopolymerisat, ungepfropftem Primärpolymerisat und Homo-
oder Copolymerisaten aus N-substituierten Acrylamiden darstellt, so verwendet, wie es bei der Polymerisation anfällt. Sollte
dennoch eine Isolierung des reinen eigentlichen Pfropfcopolymerisats erwünscht sein, so kann dies nach den bekannten Verfahren,
v/ie fraktionierte Fällung oder fraktionierte Lösung, erfolgen.
.Die radikalische Pfropfcopolymerisation des H-substituierten
Acrylamids mit dem Primärpolymerisat kann in Substanz., Lösung, Suspension oder Emulsion in Gegenwart radikaliseher Initiatoren
bei Temperaturen von etv/a Ö bis 200 C, vorzugsweise etwa
20 bis 125 C» erfolgen. Die Initiierung kann mit chemischen Initiatoren oder unter Verwendung energiereicher Strahlung, wie
Röntgen- oder /-Strahlung erfolgen. Geeignete Initiatoren sind z.B. die organischen Peroxide, wie Benzoylperoxid, Cumylhydroperoxid,
tert.-Butylhydroperoxid, oder Acetylperoxid, Wasserstoffperoxid,
Redoxsysteme, wie Wasserstoffperoxid in Kombination mit Eisen-(II)-ionen, Azobisisobutyronitril, Natriumpersulfat,
Ammoniumpersulfat oder Chlorsulfit. Im allgemeinen werden Peroxide und Kombinationen von Hydroperoxiden mit. Hydrogensulfiten
bevorzugt. Die Hydrogensulfite schliessen auch die Additionsverbindungen von Alkalihydrogensulfiten, insbesondere
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'Natriumhydrogensulfit, mit einem Aldehyd oder Keton sowie die Hydrate dieser Additionsverbindungen ein. Besonders bevorzugt
werden Benzoylperoxid und tert.-Butylhydroperoxid.
Bei Verwendung radikalischer Initiatoren, wie Benzoylperoxid,
ist es oft vorteilhaft, das Primärpolymerisat mit dem Initiator, vorzugsweise bei der Polymerisat ions temperatur, vor der
Zugabe des Ε-substituierten Acrylamide und gegebenenfalls anderer Comonomerer vorzumischen. Hierdurch wird im allgemeinen
die Pfropf ausbeute bei gleichzeitiger Verminderung der Menge
an Homo- und Copolymerisaten erhöht.
Die Lösungspolymerisation kann in allen, im wesentlichen inerten organischen lösungsmitteln, in denen sich das Primärpoly-
-merisat löst, durchgeführt werden. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. Benzol, Chlorbenzol, Toluol, Xylol, Cyclohexan,
η-Hexan, Schwerbenzin, Tetrahydrofuran oder Mineralöle. Im allgemeinen
erfordert die Lösungspolymerisation im Vergleich zur Emulsions- oder Substanzpolymerisation eine hohe Konzentration
des N-substituierten Acrylamide hinsichtlich des Lösungsmittels, um eine ausreichende Pfropfausbeute zu erhalten.
Die Emulsionspolymerisation Wird im allgemeinen in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und einem hydroxylgruppenhaltigen organischen
Lösungsmittel durchgeführt. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind z.B. Alkohole oder Glykole, wie niedere Alkanole,
z.B. mit bis zu 7 C-Atomen, AlkylenglykoIe, Polyalkylenglykole
oder Mono-(niederalkyl )-äther der vorgenannten Glykole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Tetramethylenglykol,
Diäthylenglykol, Athylenglykolmonobu ty lather oder Diäthylengly-
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- 21 kolmonoäthylather.
Für die Emulsionspolymerisation geeignete Emulgatoren sind z.B.
kationische Emulgatoren, wie Stearyldimethylbenzylammoniumehlorid, nichtionische Emulgatoren, wie Alkylarylpolyätheralkohole
oder Sorbitanmonooleat, oder anionische Emulgatoren, wie Watriumdecylbenzolsulfonat,
das Natriumsalz des SuIfobernstein-
oder säuredioctylesters, Natriumsalze von Alkylarylpolyäthersulfaten/
Natriumlaurylsulfat; Alkalisalze von Ligninsulfonsäuren, Alkalisalze
und freie Säuren von komplexen organischen Phosphorsäureestern, wie Dialkoxy- und Alkylphenoxy-poly-(ätl?ylenoxy)-ester
der Phosphorsäure (Mono— oder Diester, die unter der Bezeich-nung "GAFAC-emulsifiers" von der General Aniline and Film
Corporation,V.St.A.,vertrieben werden) oder Kieselsäuren;oder
Schutzkolloide, wie Casein, Hatriumpolyacrylat, Carboxymethylcellulose,
Hydroxyäthylcellulose, Tragacanth, das Natriumsalz "
der Alginsäure,'Gelatine, Methylcellulose, Gummi arabicum*; Dextrine
oder Polyvinylalkohol.
Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Pfropfeopolymerisate
durch Emulsionspolymerisation, so dass man direkt eine im wesentlichen stabile wässrige Dispersion des gewünschten Pfropfcopolymerisats
erhält. Bei Verwendung anderer Polymerisationsverfahren muss das Pfropfcopolymerisat nach herkömmlichen" Verfahren
dispergiert werden. Hierbei können durch Suspensionspolymerisation hergestellte Pfropfcopolymerisate in Lösung
unter Verwendung üblicher oberflächenaktiver "Stoffe zur Stabilisierung
der wässrigen Emulsion emulgiert werden. Durch Substanzpolymerisation hergestellte Pfropfcopolymerisate werden z.B. in einer
Kugelmühle, einer Rohrmühle mit Kieselsteinfüllung oder in
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einer Kolloidmühle gemahlen und dann unter mechanischem Rühren oder unter Anwendung von Vibratoren oder Schallvibratoren unter
Verwendung von oberflächenaktiven Stoffen in wässrige Dispersionen überführt. Diese oberflächenaktiven Stoffe werden üblicherweise
in Polymerisatdispersionen als Stabilisatoren verwendet,
um das teilweise oder vollständige Absitzen der Festkörperteilchen oder eine Phasentrennung zu verhindern.
Beispiele für geeignete Stabilisatoren sind z.B. Seifen, wie Fettsäureseifen oder disproportionierte Kollophoniumseifen.
Ganz allgemein können ualonische, kationische oder nichtionische oberflächenaktive Stoffe verwendet werden. Die anionischen
oberflächenaktiven Stoffe dienen gleichzeitig als Dispergatoren und Netzmittel. Geeignete Beispiele sind Alkylarylsulfonate,
sulfatierte oder sulfonierte Fettalkohole, sulfonierte Pflanzenöle, Carbonsäureestersulfonate oder Carbonsäureamidsulfonate.
Wie die Seifen, wandern auch die anionischen oberflächenaktiven Stoffe zu den Polymerisatmolekülen und lagern
sich an den Polymerisatgrenzflächen in orientierter Form an, wodurch die Dispersion bzw. Suspension der Polymerisatmoleküle
in Wasser stabilisiert wird. Beispiele für kationische oberflächenaktive Stoffe sind langkettige aliphatische Amine,
langkettige quartäre Ammoniumverbindungen oder Ester vonTriäthanolamin.
Beispiele für nichtionische oberflächenaktive Stoffe sind langkettige Carbonsäureester mehrwertiger Alkoho-
-Ie, Ester langkettiger Alkohole mit mehrwertigen Carbonsäuren
oder Alky lphenol-Ä thy len oxid-Addukte. V/eitere als Emulgatoren
oder Stabilisatoren für die Polymerisatdispersionen der Erfindung geeignete anionische, kationische oder nichtionische
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oberflächenaktive Stoffe sind diejenigen, die "bereits als geeignet
für die Emulsionspolymerisation genannt wurden.
Weitere geeignete Stabilisatoren sind z.B. Tetrakaliumpyrophosphat,
Trinatriumphosphat, Äthanolamine, Natriumhydroxid,
Kaiiumhydroxid, Monomethylamin, Dimethylamin, Morpholin oder
Ammoniumhydroxid. Die Polymerisatdispersionen der Erfindung
können als Stabilisatoren'auch Schutzkolloide, wie Stärke, Leim,
Shellak, Polyvinylalkohol, Natriumpolyacrylat, Methylcellulose,
Äthylcellulose oder Casein, enthalten« Die Herstellung
der Pfropfeopolymerisate unter Verwendung von energiereicher
Strahlung, wie UV-, Röntgen- oder ^Strahlung, kann auf. verschiedene
Weise erfolgen. Man kann z.B. das Primärpolymerisat in Abwesenheit von Sauerstoff und anderen Radikalfängern,
z.B. im Vakuum,bestrahlen und auf diese Weise fixierte Radikaie
in den Polymerketten des Primärpolymerisats erzeugen. Nach der Bestrahlung wird das Primärpolymerisat mit den N-substituierten
Acrylamiden in flüssiger, fester oder gasförmiger Form in Berührung gebracht. Es ist selbstverständlich, dass hierbei
andere, mit freien Radikalen reagierende Verbindungen ausgeschlossen
werden. Dieses Pfropfverfahren führt zu hohen
Pfropfausbeuten.
Ein weiteres Verfahren zur Pfropfcopolymerisation mittels energiereicher Strahlung besteht darin, dass man ein,
gegebenenfalls in Form einer wässrigen Emulsion.vorliegendes,
Gemisch aus dem Primärpolymerisat und den N-substituierten Acrylamiden der Bestrahlung unterwirft. Die Pfropfung kann
z.B. so durchgeführt werden, dass man eine wässrige Disper—
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sion des Primärpolymerisats mit den N-substituierten Aerylamiden
vermischt und dieses Gemisch einige Stunden bis zu einigen Tagen der Bestrahlung mit Röntgen- oder /-Strahlung
unterwirft.
Es ist "bekannt, dass man bei der Initiierung mittels Röntgen-
oder ^-Strahlen in Anwesenheit von Methanol in dem Gemisch aus dem Primärpolymerisat und den Pfropf monomer en oft eine verbesserte
Pfropfausbeute erhält. In ähnlicher Weise kann bei der
Initiierung der Pfropfe opolymeri sation mit UV-Strahlung die
Pfropfausbeute unter Verwendung von Phetosensioilisatoren, wie
Benzil, Benzoin, Anisoin, Dinitrobenzil, 1-Chloranthrachinon,
Xanthon, Benzophenon oder 2-Chloranthraehinon, gesteigert werden.
Bei der Initiierung der Polymerisation mit Röntgen- oder
^-Strahlung werden Dosisraten von etwa 20 bis 500000a rad/Std., vorzugsweise 10000 bis 600000 rad/Std.
verwendet. Vorzugsweise beträgt die Strahlungsdosis nach Massgabe des Primärpolymerisats und der speziellen Pfropfmonomeren
etwa 5000 bis 700 000 rad. Alle weiteren Massnahmen sind dem
Fachmann bekannt.
Die im wesentlichen stabilen, wässrigen Polymerisatdispersionen der Erfindung enthalten etwa 10 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise
etwa 20 bis 70 Gewichtsprozent, Festkörper. Zum Festkörpergehalt rechnen nicht nur die Polymerisate, sondern auch
Pigmente, Füllstoffe und dergleichen.
Die Polymerisatdispersionen der Erfindung können gegebenenfalls
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Pigmente, Füllstoffe, Antischaummittel, Entschäumungsmittel,
Weichmacher, Konservierungsmittel, -yiskositätserhöhende Zusätze,/Versteifungsmittel,
Klebemittel, Antioxydationsmittel, Duftstoffe oder andere übliche Zusätze und Verarbeitungshilfsmittel enthalten.
Wasserlösliche Zusatzstoffe v/erden in den Polymerisatdispersionen gelöst, wasserunlösliche Flüssigkeiten und Feststoffe
werden in den Dispersionen z.B. nach den vorgenannten, üblichen Verfahren, dispergiert. Die bereits erwähnten oberflächenaktiven
Zusatzstoffe können dazu dienen, wasserunlösliche Zusatzstoffe in den wässrigen Dispersionen im wesentlichen stabil
zu dispergieren.
Geeignete Pigmente sind z.B. Eisenoxide, Chromoxide, Titandioxid oder Ultramarinblau. Typische Füllstoffe sind z.B. Titandioxid,
Glimmer, Talcum, Ton, Kreide oder Baryt. Als Konservierungsmittel werden im allgemeinen Fungicide oder Bakterieide,
wie Ammoniak, Formaldehyd, Batriumpentachlorphenoxid,
Natrium-o-phenylphenoxid, p-Dichlor-m-kresol oder Phenylqueeksilberacetat,
verwendet. Beispiele für Antischaummittel sind Fettsäuren, Pine oil, Pflanzenöle, Caseinwachs., Schwermetallstearate,
Cetylalkohol,' Laurylalkohol oder Emulsionen von Dimethylpolysiloxanölen,
die verschiedene Silikate enthalten. Geeignete Antioxydationsmittel sind z.B. alkylierte und styrolisierte
Phenole, Phosphite oder alkylierte Diphenole, sowie sekundäre Amine, wie Phenyl-ß-naphthylamin,oder Aceton-Anilin-Kondensate.
Beispiele für Viskositätserhöhende Zusätze sind Casein, Stärke, Pflanzengummen (z.B. locust bean gum oder
Ton,
karaya gum), Bentonit,/Natriurnsilicat, Methylcellulose, Ka- ; triuracarboxymethylcellulose, Natriumpolyacrylate oder Algina-
karaya gum), Bentonit,/Natriurnsilicat, Methylcellulose, Ka- ; triuracarboxymethylcellulose, Natriumpolyacrylate oder Algina-
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te. Typische Klebemittel, die zur Verbesserung der Haftung verwendet
werden können, sind hydriertes Kollophonium, Ester von Pflanzengummen, Cumaronharze oder Polybutene mit niedrigem
Molekulargewicht. Beispiele für Weichmacher sind Kohlenwasserstofföle, Dioctylphthalat oder Dibutylsebacat. Geeignete Versteifungsmittel
sind z.B. Cumaronharze mit hohem Erweichungspunkt, Kollophoniumester oder hitzehärtende Harze, wie Harnstoff-Formaldehyd-
oder Phenyl-Formaldehyd-Harze. Spezielle
Beispiele für Duftstoffe sind Parfüms, Pine oil, Kampfer oder Salicylsäuremethylester.
Wenn die Polymerisatdispersionen der Erfindung einen oder mehrere der vorgenannten Zusatzstoffe enthalten, wird vorzugsweise
zunächst die Dispersion - der.filmbildenden Pfropfcopolymerisate
hergestellt, Anschliessend wird die erhaltene Dispersion mit den Zusatzstoffen versetzt. An sich spielt jedoch die
Reihenfolge der-Zugabe keine besondere Rolle. Die Pfropfcopolymerisate
können auch gleichzeitig mit den Zusatzstoffen nach üblichen Verfahren in der wässrigen Phase dispergiert werden.
Aus wasserunlöslichen Stoffen kann auch zunächst in einem geeigneten Lösungsmittel eine Lösung hergestellt werden, die
dann in der wässrigen Phase emulgiert wird.
Die wässrigen Polymerisatdispersionen der Erfindung werden bevorzugt als Anstrichstoffe und Klebstoffe verwendet. Hierbei
entsprechen die Rezepturen den üblichen Rezepturen von Anstrichstoffen
und Klebstoffen auf der Basis von Polymerisat-^ dispersionen, die kein gepfropftes Polymerisat enthalten.
Eine typische Dispersionsfarbe besteht z.B. aus der wässrigen
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Dispersion des fumbildenden Polymerisats, einem oder mehreren
oberflächenaktiven Zusatzstoffen als Stabilisatoren oder Dispergatoren für die suspendierten Pestkörperteilchen und als
netzmittel, Antischaummitteln, Pigmenten, Konservierungsmitteln
und einem Verlaufmittel. Geeignete Pigmente für Dispersionsfarben sind anorganische und organische Pigmente, wie Titandioxid,
Eisenoxid, Chromgelb, lithopone, Toluidinrot, Hansagelb, Phthalocyaninblau oder Phthalocyaningrün. Typische Streckmittel
sind z.B. Ton, Caleiumcarbonat, Kieselerde, Diatomeenerde, Glimmer oder Baryt. Auch korrosionsverhütende Pigmente, wie
Bleimenige oder Zinkchromat, können verwendet werden. Die Pigmente
werden durch die vorgenannten anionischen und nichtionischen Stabilisatoren, die auch als Dispergatoren für die Pigmente
wirken, in im wesentlicher stabiler Dispersion gehalten.
Typische Verlaufmittel sind z.B. Diäthylenglykoläthylather,
Diäthylenglykolmonobutyläthermonoacetat oder Ätheralkohole. Herkömmliche Viskositätserhöhende Zusätze sind z.B. Carboxyme- ·
thyleellulose, Methylcellulose, Stärke oder Casein. In Dispersionsfarben
werden im allgemeinen silieonfreie Antischaummittel oder Entschäumungsmittel, wie höhere Alkohole, z.B„ lauryl-
oder Octylalkohol, verwendet.
Typische Rezepturen für Dispersionsfarben enthalten 100 Gewichtsteile
des filmbildenden Polymerisats, zuzüglich Y/asser (z.B. das Piltrat der Beispiele 1 (b) oder 5 (c)), 7 Gewichtsteile Diäthylenglykolmonoäthylather, 0,5 Gewichtsteile Ammoniumhydroxid,
0,35 Teile Carboxymethylcellulose und 140 Gewichtsteile
eines Pigmentgemisches. Ein repräsentatives Pig—
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ment gemisch, enthält z.B. 1,4 Gewichtsteile eines liatriumalkylarylsulfoiiats
als Stabilisator, 0,5 Gewichtsteile Octylalkohol, 13,5 Gewichtsteile rotes Eisenoxid, 69,6 Gewichtsteile
Talcum und 55 Teile Baryt.
Die Dispersionsfarben der Erfindung können auf die verschiedensten
Untergründe, wie Metall, Holz, Beton, Verputz, Kunststoff oder Papier, in üblicher Weise, wie Sprühen, Bürsten, Rollen
oder Tauchen, aufgebracht werden. Nach dem Trocknen erhält man den Schutzüberzug. Der Schutzüberzug kann entweder als Grundierung,
als Zwischenschicht oder als Deckschicht allein oder zusätzlich zu anderen Schutz- und/oder Dekorüberzügeh
aufgebracht werden.
-Auch die Rezepturen für die Dispersionsklebstoffe sind im wesentlichen
die gleichen wie die herkömmlichen Rezepturen zur Herstellung von Dispersionsklebstoffen unter Verwendung von
Polymerisatdispersionen, die kein gepfropftes Polymerisat enthalten. Ein typischer Dispersionsklebstoff, z.B. für Holz oder
Papier, besteht z.B. aus 100 Gewichtsteilen des filmbildenden Pfropfcopolymerisate, zuzüglich Wasser (z.B. das Piltrat aus
Beispiel 3), 5 Gewichtsteilen des Ammoniumsalzes von Casein, 20 Gewichtsteilen eines Kollophoniumesters, 80 Gewichtsteilen
eines Phenol—Formaldehyd-Harzes und 1 Gewichtsteil styrolysiertem
Phenol. Ein weiterer typischer Dispersionsklebstoff besteht aus 100 Gewichtsteilen des filmbildenden Pfropfcopolymerisate,
zuzüglich Wasser "(z.B. das Pil trat von Beispiel 10 (b)), 1,0 Gewichtsteilen des Ammoniumsalzes von Casein, 1,5 Gewichtsteilen eines Phenol-Formaldehyd-Harzes, 1 Gewichtsteil
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styrolisiertem Phenol', 1,5 Gewichtsteilen Schwefel, 4,0 Gewicht
steilen Zinkoxid und 1 Gewichtsteil des Zinksalzes von H,N-Dibutyldithiocarbamat.
Eine wässrige Dispersion zum Beschichten von Papier enthält z.B. 100 Gewichtsteile des filmbildenden Pfropfcopolymerisate,
zuzüglich Wasser (z.B. das Piltrat von Beispiel 2 (d)), 3 Gewichtsteile
Tetrakaliumpyrophosphat, 10 Gewichtsteile Maisstärke, 1000 Gewichtsteile Ion und 10 Gewichtsteile styrolisiertes
Phenol. Eine weitere Papierbeschichtungsmasse besteht aus 100 Gewichtsteilen des filmbildenden Pfropfeopolymerisats,
66 Gewichtstellen Titandioxid, 2 Gewichtsteilen Tetrakaiium-
Gewichts . Gewichts Gewichts pyrophosphat, 13,2/teilen Maisstärke, 600/teilen Ton und 7/tei-
len styrolisiertem Phenol. ·
Die vorgenannten Klebstoffe werden in gleicher Weise wie herkömmliche
Dispersionsklebstoffe verarbeitet. Das Auftragen auf die zu verklebenden Oberflächen.erfolgt z.B. durch Aufrollen,
Bürsten, Tauchen oder Sprühen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. . ·
Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, falls
nicht anders angegeben. Die Eeaktionen werden in Reaktionskesseln durchgeführt, die mit einem mechanischen Rührwerk, R*ückflusskühlern,
bis zum Boden des Kessels reichenden Gaseinleitungsrohren, Temperaturmessgeräten und Einfüllstutzen versehen
sind. ~* . · .
Zunächst ist in den Versuchen (A) bis (H) die Herstellung von
hydroxymethyliertem Diacetonacrylamid beschrieben. Hierbei sind
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die Bromzahlen nach dem üblichen Verfahren (Pyridinsulfat-Di"bromid-Verfahren,
"Monomeric Acrylic Esters", Kapitel VII, Reinhold Publishing Corporation, 1954) bestimmt worden.
Versuch A
Ein Gemisch aus 507 g (3,0 Mol) Diacetonacrylamid, 497 g
(6,0 Mol) einer wässrigen Formaldehydlösung (37prozentig) und
1000 g V/asser wird bei Raumtemperatur unter Rühren während 6 Stunden mit 43 ml einer lOprozentigen Kalilauge (2,4 Prozent,
bezogen auf Formaldehyd) versetzt. Y/ährend der Zugabe steigt
die Temperatur auf einen Höchstwert von 750C. Tie erhaltene
hellgelbe Flüssigkeit wird mit '400 g Natriumchlorid versetzt. Nach gründlichem Schütteln und Absitzenlassen wird die obere
Schicht als das gewünschte hydroxymethylierte Diacetonacrylamid abgenommen. Es handelt sich um eine viskose gelbe Flüssigkeit,
die eine Bromzahl vpn 89, einen Stickstoffgehalt von 5,76 Prozent und einen Hydroxylgehalt von 5,13 Prozent aufweist.
Versuch B
Ein Gemisch von 1352 g (8,0 Mol) Diacetonacrylamid, 480 g
(8,8 Mol) einer methanolischen Formaldeiiydlösung (55prozentig)
und II36 g Methanol wird unter Rühren auf 44°C erwärmt und anschliessend
mit 12 ml einer lOprozentigen Lösung (0,45 Prozent, bezogen auf Formaldehyd) von Kaiiumhydroxid in Methanol versetzt.
Das Reaktionsgemisch wird 7 Stunden bei 44 "bis 48°C gerührt,
ans c hl iessend werden die flüchtigen Bestandteile durch
Destillation.entfernt. Hierbei erhält man das gewünschte Produkt
in Form einer viskosen gelben Flüssigkeit mit einer Bromzahl von 86, einem Stickstoffgehalt von 7,08 Prozent und einem
Hydroxylgehalt von 3,67 Prozent.
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Versuch. C
Ein Geraisch, aus 1014 g (6,0 Mol) Diacetonacrylamid, 491 g
(9,0 Mol) einer 55prozentigen Lösung von Formaldehyd in Methanol und 1706 g Methanol wird auf 50 C erwärmt und anschliessend mit
12 ml einer lOprozentigen lösung von Kaliumhydroxid in Methanol
versetzt. Das Reaktionsgemisch, wird 9,25 Stunden bei
49 "bis 510G gerührt. Anschliessend werden die flüchtigen Bestandteile
durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt. Hierbei erhält man eine klare, bernsteinfarbene viskose
Flüssigkeit mit einer Bromzahl von 81, einem Stickstoffgehalt von 6,16 Prozent und einem Hydroxylgehalt von 4,86 Prozent.
Versuch D
Ein Gemisch aus 1014 g (6,0 Mol) Diacetonacrylamid, 654 g (12,0 Mol) einer 55prozentigen lösung von Formaldehyd in Methanol
und 1767 g Methanol wird unter Rühren mit 12 ml einer
lOprozentigen Lösung von Kaliumhydroxid in Methanol versetzt, anschliessend auf 49 C erwärmt und' 10 Stunden bei dieser Temperatur
gehalten. Hierauf werden flüchtige Bestandteile durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt. Man erhält- eine
klare, gelbe, viskose Flüssigkeit als Rückstand. Das hydroxymethylierte
Diacetonacrylamid besitzt eine Bromzahl von 82, einen Stickstoffgehalt von 6,38 Prozent und einen Hydroxylgehalt
von 5,36 Prozent.
Versuch E
Ein Gemisch aus 1014 g (6,Cr Mol) Diaeetonacrylamid, 981 g (18,0 Mol) einer 55prozentigen Lösung von Formaldehyd in Methanol
und 1890 g Methanol wird unter Rühren mit 12 ml einer lOprozentigen Lösung von Kaliumhydroxid in Methanol versetzt und an-
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schliessend 2 Stunden auf 50 "bis 51 G erhitzt. Iiach. weiterer
Zugabe von 12 ml der Kaliumhydroxidlösung wird das Reaktionsgemisch v/eitere 4 Stunden auf 50 bis 510C erhitzt« Nach der Zugabe
einer dritten Portion-von 12 ml der Kaliumhydroxidlösung
(insgesamt 0^67 Prozent, bezogen auf Formaldehyd) wird nochmals 4 Stunden auf 51 bis 520C erhitzt." Anschliessend v/erden
flüchtige Bestandteile durch Erhitzen unter vermindertem Druck entfernt. Man. erhält einen klaren, gelben, viskosen, flüssigen
Rückstände Dieses hydroxymethylierte Diacetonacrylamid besitzt
eine Bromzahl von 72, einen Stickstoffgehalt von 5»65 Prozent
und einen Hydroxy!gehalt von 6,70 Prozent.
Versuch_g
Ein Gemisch aus 1759 g (H Mol) Diacetonaerylamid und 1199 g
(22 Hol) einer 55proaentigen Lösung von Formaldehyd in Methanol
wird auf 31 G erwärmt und anschliessend mit 17 g einer lOprozentigen
Lösung von Kaiiumhydroxid in Methanol versetzt«, Infolge der schwach exothermen Reaktion steigt die Temperatur auf
41 Ce Nachdem die Reale ti ons tempera tür auf 35°C gefallen ist ?
werden flüchtige Bestandteile durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt. Hierbei erhält man das gewünschte hydroxyraethylierte
Diacetonacrylamid als flüssigen Rückstand mit einer Bromzahl von 74, einem Stickstoffgehalt von 5,58 Prozent
und einem Hydroxylgehalt von 6.29 Prozent«
Yersuch G
Ein bei Raumtemperatur hergestelltes Gemisch aus 1268 g (7»5 Mol) Diacetonacrylamid und 1635 g (30,0 Mol) einer 55prozentigen
Lösung von Formaldehyd in Methanol Vi/ird mit 19 g einer·
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lOprozentigen Lösung von Kaiiumhydroxid in Methanol versetzt.
Beim Erwärmen des Reaktionsgemisches bis auf 39°C tritt eine
schwach exotherme Reaktion ein. Anschliessend wird die Temperatur
5 Stunden bei 40 bis 50 C gehalten.'Wach dem Abdestillieren
der flüchtigen Bestandteile unter vermindertem Druck erhält man einen flüssigen Rückstand mit einer Bromzahl von 65,
einem Stickstoffgehalt von 5,33 Prozent und einer Hydroxylzahl von 8,74 Prozent.
Versuch H
Ein Gemisch'aus 280 Teilen (1,66 Mol) Diacetonacrylamid in
296 Teilen destilliertem Wasser v/ird nach dem Erwärmen auf 33 C während 20 Minuten mit 164 Teilen (5 Mol) Paraformaldehyd
versetzt. Nach dem Erwärmen auf' 47 C v/ird die Reaktionslösung während 10 Minuten mit 8,3 Teilen einer lOprozentigen Kalilauge
versetzt. Das Reakti ons gemisch v/ird unter Rühren in etwa 30 Minuten auf 52 C erhitzt, wobei eine exotherme Reaktion einsetzt.
Mittels Wasserkühlung des mit einem Kühlmantel versehenen Reaktionskessels
wird die Temperatur unter Rühren auf etwa 500O gehalten. Nach Beendigung der zweistündigen Rührperiode v/ifd
das Reaktionsgemisch erneut mit 8,3 Teilen der Kalilauge und
nach weiterem 2stündigem Rühren abermals mit 8,3 Teilen der Kalilauge versetzt. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch
nochmals 2 Stunden gerührt und nach dem Abkühlen auf 24°C filtriert. Man erhält eine 55prozentige wässrige Lösung des hydroxymethylierten
DiacetonacryJLamids.
Durch vollständigen oder teilv/eisen Ersatz des Formaldehyds und/
oder Diaeetonacrylamids durch äquivalente Mengen anderer aliphatlscher
Aldehyde mit bis zu 4 C-Atomen und/oder anderer ÜP-sub-
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stituierter Acrylamide der allgemeinen Formel (II) lassen sich andere, für die Herstellung der erfindungsgemässen Dispersionen
geeignete hydroxyalkylierte N-substituierfce Acrylamide herstellen.
In den Beispielen 1 bis 10 wird als Formaldehyd-abspaltende
Verbindung das im Handel erhältliche Addukt aus Formaldehyd und Natriumhydrogensulfit (NaHSOyCH2O-ZH2O, Hafcriumsulfoxylatformaldehyddihydrat)
verwendet. In den Beispielen 1 bis ist diese Verbindung als Formaldehydaddukt bezeichnet,
Beispiell (a) Herstellung einer Polyvinylacetatdispersion
Ein Gemisch aus 800 Teilen Wasser, 8 Teilen Hydroxyäthylcellulose,
5 Teilen einer wässrig-alkoholischen Lösung eines Natriumalkylarylpolyäthersulfonats
(etwa 28prozentig, "Triton X200", Herst. Rohm & Haas Chemical C0.,V-St-A.), 47 Teilen einer
wässrig-alkoholischen Lösung eines äthoxylierten Octylphenols, das etwa 40 Äthylenoxideinheiten pro Molekül enthält und
1,5 Teilen Natriumacetat wird mit 100 Teilen Vinylacetat ver-
etwa
setzt. In das Reaktionsgemisch v/ird 3θΛηίη bei Raumtemperatur
Stickstoff unter die Oberfläche des Reaktionsgemisches eingeleitet.
Dann wird das Reaktionsgemisch mit 0,4 Teilen Ammoniumperoxydisulfat
und .0,4 Teilen Formaldehydaddukt versetzt und in 15 min auf etwa 65°C erhitzt. Das erhitzte Reaktionsgemisch
wird bei einer Temperatur von 70 bis 80 C während 75 min gleichzeitig mit drei getrennten, vorbereiteten Gemischen versetzt.
Das erste Gemisch besteht aus 1400 Teilen Vinylacetat, 56Ο Teilen Wasser, 7 Teilen Hydroxyäthylcellulose, 10 Teilen
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der vorgenannten wässrig-alkoholischen Lösung des ITatriumalkylarylpolyäthersulfonats,
28 Teilen der vorgenannten wässrigalkoholischen Lösung des äthoxylierten Octylphenols, 258 Teilen
iiatriuniacetat und 3 Teilen tert.-Buty!hydroperoxid. Das zweite
Gemisch besteht aus 2,8 Teilen Ämmoniumperoxydisulfat und
50 Teilen destilliertem Wasser« Das dritte Gemisch "besteht aus ■
2S8 Teilen Formaldehydaddukt und 50 Teilen destilliertem Wasser«
liach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch nochmals
30 min auf etwa 75°C erhitzt s ansehliessend auf Raumtemperatur
abgekühlt und durch ein IJesseltueh filtrierte Das Filtrat stellt
die gewünschte Polyvinylacetatdispersion dars die einen Festkörpergehalt
von etwa 50 Prozent aufweist.
("b) Ein Gemisch aus 200 Teilen 'der Polyvinylacetatdispersion
γόη (a) und 1 Teil tert.-Buty!hydroperoxid wird von Raumtemperatur in 30 min auf etwa "70 C erhitzte Anschliessend wird dieses
Gemisch bei einer Temperatur γοη etwa 70 bis 75 C während
30 Minuten mit einem vorbereiteten Gemisch aus 10 Teilen einer gemäsQ Versuch (H) hergestellten wässrigen Lösung aus hydroxymethyliertem
Diacetonacrylaraidg die zu 45 Prozent aus Wasser
besteht, 5 Teilen Wasser und 0Ρ8 Teilen Formaldehydadd-ukt versetzte
Wach beendeter Zugabe i-ilrä das Reaktionsgemisch nochmals
1 Stunde auf 65 bis 70°C erhitzt, anschliessend auf .Raum=
temperatur abgekühlt und durch ein Nesseltuch filtriert* Man erhält als Piltrat eine wässrige, fliessfähigesweisse Polymerisatdispersion
gemäss der Erfindungo
(c) Ein Gemisch aus ?00 Teilen der Polyvinylacetatdispersion
(a), 2j6 Teilen Diacetonacrylamid und 36 Teilen Wasser wird mit
U 3 ύ C i Ii si Il I-
.1 Teil tert.-Butylhydroperoxid versetzt. Das Reaktionsgemisch
wird während 15 min auf 50 C erhitzt und dann während 15 min mit
0,8 Teilen Pormaldehydaddukt und 20 Teilen Wasser versetzt. Das erhaltene Gemisch wird 1 Stunde auf etwa 65 bis 70 C erhitzt,
anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt und durch ein Hesseltuch
filtriert. Man erhält als Piltrat eine thizotrope Polymerisatdispersion
gemäss der Erfindung.
Beispiel -2'
(a) Ein Gemisch aus 270 Teilen einer im Handel erhältlichen, für die Papierbeschichtung geeigneten Vinylacetatpolymerisatdispersion
mit einem Festkörpergehalt von 50 Prozent ("Vinac 880",
Herst. Alrco Chemicals and Plastics, V.StA), 15 Teilen Diaceton-,
acrylamid und 38 Teilen Wasser wird mit etwa 3 Teilen tert.-Butylhydroperoxid
versetzt. Das erhaltene Gemisch wird in 15 min auf etwa 500C erhitzt und anschliessend während 1 Stunde
unter Erhitzen auf 700C mit einem Gemisch aus 1 Teil Formaldehydaddukt
und 19 Teilen Wasser versetzt. Das erhaltene Gemisch wird nochmals 30 min auf etwa 70 C erhitzt und dann auf Raumtemperatur
abgekühlt. Man erhält ein gelähnliches Produkt, das bei Raumtemperatur unter Scherbeanspruchung flies st und eine erfin—
dungsgemässe wässrige Dispersion darstellt.
Gemäss dem unter (a) beschriebenen allgemeinen Verfahren werden die in der Tabelle aufgeführten Mengen der. Ausgangsstoffe zur
Reaktion gebracht. Die Zahlenangaben in der Tabelle bedeuten Gewichtsteile.
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Bei spiel 2 |
Disper sion ***) |
Diaeeton acrylamid |
Wasser | tert.-Butyl- hydroper- oxid |
IOrmal- dehyd- addukt |
Wasser |
OO | 285 | 7,5 | 45 | 1,5 | 0,5 | 9,5 |
(c) | 270 | 15,0 | 38 | 3 | 1,0 | 174*) |
(d) | 285 | 7,5 | 45 | 1,5 · | 0,5 | 160,5**) |
(e) | 100 | 1,3 | 67 | 1 | 0,4 | 3 |
*) 19 Teile mit dem lOrmaldehydaddulrt zugesetzt,
154 Teile anschliessend
**) 9,5 Teile mit dem Pormaldehydaddukt zugesetzt, 151 Teile anschliessend
***) 50prozentige Vinylacetatpolymerisatdispersion wie unter (a)
"beschrieben.
Bei den Produkten ("b) und (c) handelt es sich um gelartige thixotrope
Dispersionen, die bei Raumtemperatur unter Scherbeanspruchung leicht fliessen. Das. Produkt (d) ist sehr leicht fliessfähig
und bei dem Produkt :(e) handelt es sich um eine viskose, thixotrope Dispersion.
Wenn die viskosen oder gelähnlichen wässrigen Dispersionen der Erfindung für bestimmte Anwendungszwecke. zu zähfliessend sind,
kann die ELiessfähigkeit durch Vermischen mit leichter fliessenden Dispersionen verbessert werden. So kann, man z.B, die Produkte
(a), (b), (c) und (d) verdünnen, indem, man sie gleichmässig in
solchen Mengen handelsüblicher Polyvinylacetatdispersionen dispergiert, dass die gewünschte Pliessfähigkeit erzielt wird. Hierbei
wird bereits bei sehr niedrigen Konzentrationen der erfindungsgemässen
Polymerisatdispersionen eine beträchtliche Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften.hinsichtlich der Haftung
auf feuchtem Untergrund und/oder der Blasenbildung erzielt. So
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erhält man z.B. beim Versetzen einer gemäss Beispiel l(a) hergestellten
Polyvinylaeetatdispersion mit einer erfindungsgemässen ■ gelähnlichen Dispersion, die gemäss Beispiel l(c) aus 10 Teilen
Diacetonacrylamid und 180 Teilen der Polyvinylacetatdispersion von Beispiel l(a) hergestellt worden ist, bei Raumtemperatur
fliessfähige Dispersionen. Hierbei beträgt das Gewichtsverhältnis
der Polyvinylacetatdispersion zu der erfindungsgemässen gelähnlichen
Dispersion z.B. 100 : 112 bis 150 : J56,. um die gewünschte Fliessfähigkeit zu erzielen.
. Die gelähnlichen und viskos-thixotropen v/äs sr ir·; m Dispersionen
der Erfindung können auch als thixotropiesteigernde Zusätze in
anderen Dispersionen verwendet werden. Diesem Anwendungszweck
kommt aufgrund der in der Praxis äusserst wichtigen reologischen Eigenschaften der Dispersionen eine besondere Bedeutung zu.
.- V/ie aus Beispiel 2 hervorgeht, ist die Verwendung von Diacetonacrylamid
bei der Pfropfungsreaktion zur direkten Erzielung von Thixotropieeigenschaften in Polymerisatdispersionen geeignet.
Wenn Dispersionen mit· thixotropen Eigenschaften, unerwünscht· sind,
kann dies durch geeignete Auswahl der N-substituierten .Acrylamide
vermieden werden. Auch wenn man z.B. bei der Verwendung von Diacetonacrylamid Dispersionen mit zu hoher Viskosität erhält,
lässt sich die Viskosität durch teilweisen oder vollständigen Ersatz des Diacetonacrylamids durch hydroxymefchyliertes Diacetonacrylamid
erniedrigen, ohne dass hierdurch die thixotropen Eigenschaften der Dispersion wesentlich verändert werden,
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Beispiel 3
Ein Gemisch aus 330 Teilen einer im Handel erhältlichen, für die
Verwendung als Klebstoff geeigneten Polyvinylaeetatdispersion ("Vinac XX210", Herst. Aireo Chemicals and Plastics, V.St.A.) mit
einem Pestkörpergehalt von etwa 55 bis 57 Prozent, 20 Teilen Diacetonacrylamid und 130 Teilen Wasser wird während'15 min auf
etwa 55°C erhitzt. Das erhaltene Gemisch wird mit 3 Teilen tert.-Butylhydroperoxid
und dann "bei einer Temperatur· von etwa 700C
während 15 min mit einem Gemisch aus 1 Teil Formaldehydaddukt und 19»0 Teilen Wasser versetzt. Das Reaktiohsgemisch wird nochmals
1 Stunde auf etwa 700C erhitzt, anschliessend auf Raumtemperatur
abgekühlt und durch ein Kesseltuch filtriert. Man erhält als Piltrat eine erfindungsgemässe weisse Polymerisatdispersion.
Die hier verwendete handelsübliche Polyvinylacetatdispersion enthält Polymerisatteilchen mit einer mittleren Teilchengrösse
von etwa 2,5 u. Demgegenüber ist die mittlere Teilchengrösse
der in Beispiel 2 verwendeten handelsüblichen Polyvinylacetatdispersion mit etwa 0,15 bis 0,3 U wesentlich kleiner. Es hat
sich gezeigt, dass bei einer mittleren Teilchengrösse der Primärpolymerisatteilchen
von etwa 1 U oder grosser die Pfropfreaktion mit dem Diaeetonacrylamid die thixotropen Eigenschaften der
Dispersion nicht wesentlich verändert. Liegt jedoch die mittlere Teilchengrösse des Primärpolymerisats unter etwa 1 u, vorzugsweise
unter 0,75 u, so verleiht die Pfropfung von Diacetonacrylamid auf das Prirnärpolymerisat der Dispersion thixotrope - Eigenschaften.
. <
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Beispiel 4
Ein Gemisch aus 100 Teilen der in Beispiel 2 verwendeten handelsüblichen
Polyvinylaeetatdispersion und 1 Teil tert.-Butylhydroperoxid
wird während 15 min auf 700C erhitzt und anschliessend
bei einer Temperatur von etwa 75 "bis 85 C während 2 Stunden
mit einem Gemisch aus 5,8 Teilen hydroxymethyliertem Diacetonacrylamid,
72 Teilen V/asser und 0,4 Teilen Formaldehydaddukt versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das erhaltene Gemisch nochmals
2 Stunden auf etwa 800G erhitzt. Nach dem Abkühlen erhält
man eine weisse, fliessfähige Dispersion gemäss der Erfindung.
:■ Beispiel 5,
(a) Herstellung einer Poly-(vinylacetat-butylacrylat)-Dispersion
80 Teile vinylacetat werden mit 20 Teilen Butylacrylat, 800 Teilen V/asser, 8 Teilen Hydroxyäthylcellulose, 5 Teilen
einer wässrig-alkoholischen Lösung eines Hatriumalkylarylpolyäthersulfonats
(etwa 20prozentig, "Triton X501", Herst. Rohm & Haas
Chemical Company, V.StAX 47 Teilen der wässrig-alkoholischen Lösung
des äthoxylierten Octylphenols vom Beispiel l(a) und 1,5 Teilen Fatriumacetat etwa 30 Minuten bei Raumtemperatur gemischt,
während Stickstoff unter die Oberfläche des Reaktionsgemisches eingeleitet wird. Dieses Reaktionsgemisch wird mit.
0,4 Teilen Ammoniumperoxydisulfat versetzt und anschliessend
auf etwa 65 C erhitzt. Das erhaltene Gemisch wird dann während 75 min bei einer Temperatur von etwa 70 bis 8O0C mit einem vorbereiteten
Gemisch aus 1120 Teilen Vinylacetat, 280 Teilen Butylacrylat, 560 Teilen Wasser, 7 Teilen Hydroxyäthylcellulose,
10 Teilen der wässrig-alkoholischen Lösung des Natriumal-
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kylarylpolyäthersulfonats, 28 Teilen der wässrig-alkoholischen
Lösung des äthoxylierten Octylphenols, 2,8 Teilen Natriumacetat
und 3 Teilen tert.-Butylhydroperoxid versetzt. V/ährend der Zuga-
gleichzeitig tie dieses Gemisches v/erden während des gleichen Zeitraums/zwei
andere Gemische, nämlich ein Gemisch aus 2,8 Teilen Ammoniump er oxydi sulfat und 50 Teilen Wasser sov/ie ein Gemisch aus
2,8 'Teilen Formaldehydaddukt und 50 Teilen Wasser zugegeben.
Nach beendeter Zugabe wird das Eeaktionsgemisch 30 Minuten
auf etwa 70 C erhitzt, anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt und durch ein Nesseltuch filtriert. Man erhält als Filtrat
die gewünschte Poly-Cvinylacetat-butylacrylatJ-Dispersion mit
einem.Pestkörpergehalt von etwa 50 Prozent.
(b) Ein Gemisch aus 100 Teilen der Polymerisatdispersion von
(a), 2,7 Teilen Diaeetonacrylamid und 67 Teilen V/asser wird mit 1 Teil tert.-Butylhydroperoxid versetzt. Das erhaltene Gemisch
v/ird in 15 min von Raumtemperatur auf etwa 550C erhitzt und anschliessend
bei einer Temperatur von etwa 700C während 15 min
mit einem Gemisch aus 0,4 Teilen Formaldehydaddukt und 7>0
Teilen destilliertem Wasser versetzt. Das erhaltene Gemisch wird nochmals 1 Stunde auf 700C erhitzt, und dann auf Raumtemperatur
abgekühlt.'Man erhält eine gelähnliche, thixotrope Dispersion, die bei Raumtemperatur unter Einwirkung von Scherkräften fliesst.
(c) 100 Teile der Polymerisatdispersion von (a), die etwa 1 Teil tert.-Butylhydroperoxid enthalten, werden auf etwa 700C erhitzt
und v/ährend 20 Minuten gleichzeitig mit 2 Gemischen, nämlich
einem Gemisch aus 5,2 Teilen einer wässrigen lösung von hydroxy- methyliertem Diaeetonacrylamid (45 Prozent Wasser) und 67 Teilen
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-'42 -
Wasser sowie einem Gemisch aus 0,4 Teilen Formaldehydaddukt und 5 Teilen Wasser versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reak-
noch o
tionsgeinisch/1 Stunde auf etwa 70 C erhitzt, anschliessend auf
Raumtemperatur abgekühlt und durch ein Nesseltuch filtriert. Man erhält eine fliessfähige, weisse Dispersion geinäss der Erfindung.
(d) 200 Teile der Polymerisatdispersion von (a), die etv/a 1 Teil
tert.-Butylhydroperoxid enthalten, werden auf 700C erhitzt und
bei 70 bis 75 G während 30 Minuten mit einem Gemisch aus 10 Teilen
einer wässrigen Lösung von hydroxymethyliertem Diacetonacrylamid
(45 Prozent Wasser), 5 Teilen Wasser und 0,8 Teilen Formaldehydaddukt versetzt. Das Reaktionsgemisch v/ird noch 1 Stunde
0 auf Raumtemperatur
auf etwa 70 bis 75 C erhitzt, anschliessend/abgekühlt und durch
ein Fesseltuch filtriert. Man erhält als Piltrat eine fliessfähige
Polymerisatdispersion gemäss der Erfindung.
(a) Herstellung einer Poly-(vinylacetat-dibutylmaleat)-Disper si on
In ein Gemisch aus 75 Teilen Vinylacetat, 25 Teilen Dibutylmaleat,
800 Teilen Wasser, 8 Teilen Hydroxyäthylcellulose, 5 Teilen der wässrig-alkoholischen Lösung des Natriumalkylarylpolyäthersulfönats
von Beispiel 5(a), 47 Teilen der wässrig-alkoholischen lösung des äthoxylierten Octylphenols von Beispiel
l(a) und 1,5 Teilen Natriumacetat wird 30 Minuten bei Raumtemperatur Stickstoff unterhalb der Oberfläche des. Reaktionsgemisches
eingeleitet. Nach Zugabe von 0,4 Teilen Ammoniumperoxydisulfat
und 0,4 Teilen Formaldehydaddukt wird das Gemisch in 2,5 Stunden
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_ 43 -
auf etwa 65 C erhitzt. Anschliessend wird das erhaltene Gemisch
während 1 Stunde gleichzeitig mit drei vorbereiteten Gemischen versetzt. Das erste Gemisch "besteht aus 1050· Teilen Vinylacetat,
350 Teilen Dibutylmaleat, 560 Teilen Wasser, 7 Teilen Hydroxyäthylcellulose,
10 Teilen der wässrig-alkoholischen Lösung des Hatriumalkylarylpolyäthersulfonats, 28 Teilen der wässrigalkoholischen lösung des äthoxylierten Octylphenols, 2,8 Teilen
Natriumacetat und etwa 3 Teilen tert.-Butylhydroperoxid. Das
zweite Gemisch besteht aus 2,8 Teilen Ammoniumperoxydisulfat
und 50 Teilen Wasser und das dritte Gemisch besteht aus 2,8 Teilen Formaldehydaddukt und 50 Teilen V/asser. Fach beendeter Zugabe
der vorgenannten Gemische wird das erhaltene Reaktionsgemisch
noch 1 Stunde auf etwa 75 bis 800C erhitzt, anschliessend auf
Raumtemperatur abgekühlt und durch ein Hesseltuch filtriert. Hierbei erhält man die gewünschte Poly-(vinylacetat~dibutylmaleat)-Dispersion
mit einem Festkörpergehalt von etwa 50 Prozent.
(b) 200 Teile der Polymerisatdispersion von (a), die etwa 1 Teil tert.-Butylhydroperoxid enthalten, werden auf 70 C erhitzt und
(b 1) während 30 min sowie (b 2) während 60 min bei einer Temperatur
von 70 bis 75°C mit einem Gemisch aus 10 Teilen einer wässrigen Lösung von hydroxymethyliertem Diacetonacrylamid
(45 Prozent V/asser), 5 Teilen Wasser und 0,8 Teilen Formaldehyd— addukt versetzt. Uach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch
noch 1 Stunde auf 65 bis 700C erhitzt, anschliessend auf Raumtemperatur
abgekühlt und durch ein Nesseltuch filtriert. Man erhält in beiden Fällen ("b 1) und (b 2) eine flies sfähige, weis se Polymerisatdispersion
gemäss der Erfindung.
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Beispiel 7
(a) Herstellung einer Polymerisatdispersion aus Vinylacetat
und Vinylestern höherer Alkancarbonsäuren
Bei den Vinylestern der höheren Alkancarbonsäuren handelt es sich um die Vinylester eines handelsüblichen Gemisches hochverzweigter
Alkancarbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen und vorzugsweise tertiären Säurealkylresten.
Ein Gemisch aus 37,5 Teilen Vinylacetat, 12,5 Teilen der vorgenannten
Vinylcarbonsäureester, 350 Teilen Wasser, 20 Teilen
der wässrig-alkoholischen Lösung des äthoxylierten Octylphenols
von Beispiel 1 (a), 9 Teilen der wässrig-alkoholischen Lösung des latriumalkylarylpolyathersulfonats aus Beispiel 1 (a),
1,9 Teilen Hydroxyäthylcellulose'und 0,7 Teilen Natriumacetat
wird mit 0,2 Teilen Ammoniumperoxydisulfat in 5 Teilen Wasser und 0,2 Teilen Formaldehydaddukt in 5 Teilen Wasser versetzt.
Das erhaltene Gemisch wird in 15 min auf etwa 650C erhitzt und
anschliessend bei 65 bis 80 C gleichzeitig mit drei vorbereiteten Gemischen versetzt. Das erste Gemisch besteht aus 525 Teilen
Vinylacetat, 175 Teilen der vorgenannten gemischten Vinylester, 340 Teilen destilliertem Wasser, 10 Teilen der wässrig-alkoholischen
Lösung des äthoxylierten Octylphenols, 45 Teilen der wässrig-alkoholischen
Lösung des ilatriumalkylarylpolyäthersulfonats, 1,9 Teilen Hydroxyäthylcellulose und etwa 1,5 Teilen tert.-Butylhydroperoxid.
Das zweite Gemisch besteht aus 1,4 Teilen Ammoniumperoxydisulfat in 25 Teilen Wasser und das dritte Gemisch
aus 1,4 Teilen Forßaldehydaddukt in 25 Teilen Wasser. Wie bei der
Herstellung anderer Polymerisatdispersionen in den vorheizenenden
Beispielen, v/erden die Monomerengemisehe vor der Zugabe in
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das Reaktionsgefäss voremulgiert, indem sie mit den anderen
Bestandteilen gründlich vermischt werden. Nach beendeter Zugabe der vorgenannten drei Gemische wird das erhaltene Reaktionsgemisch noch 30 Minuten auf etwa 75°C erhitzt, anschliessend
auf Raumtemperatur abgekühlt und durch ein Nesseltuch filtriert. Hierbei erhält man die gewünschte Polymerisatdispersion mit
einem Pestkörpergehalt von etwa 50 Prozent.
(b) Ein Gemisch aus 100 Teilen der Polymerisatdispersion von (a), 2,7 Teilen Diacetonacrylamid, 67 Teilen Wasser und 1 Teil
tert.-Butylhydroperoxicl wird auf etwa 55°C erhitzt und dann
während 15 Minuten mit einem Gemisch aus 0,4 Teilen Forr/ialdehydaddukt
und 7 Teilen V/asser versetzt. Nach beendeter Zugabe wird die Temperatur noch einige. Zeit auf etwa 70 C gehalten,
dann wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt.
Man erhält eine thixotrope Polymerisatdispersion gemäss der Erfindung.
· ·
(c) Beispiel 7 (b) wird unter Verwendung von 5,7 Teilen Diacetonacrylamid
und einem Gemisch aus 0,4 Teilen Formaldehydaddukt und 13 Teilen V/asser wiederholt. Hierbei erhält man ebenfalls
eine thixotrope Polymerisatdispersion gemäss der Erfindung.
(a) Ein Gemisch aus 100 Teilen einer handelsüblichen PoIy-(vinylaeetat-äthylen)-Dispersion
(55 Prozent Festkörpergehalt, "Aireoflex lOOHS", Herst. Airco Chemicals and Plastics, V.St.Α.),
3 Teilen Diacetonacrylamid, 83 Teilen Wasser und etwa 1 Teil tert.-Butylhydroperoxid wird während 15 min auf etwa 500O erhitzt
und anschliessend bei 50 bis 700C während 30 Minuten mit
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einem Gemisch aus 0,4 Teilen Formaldehydaddukt und 7 Teilen
Wasser versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch noch 1 Stunde auf etwa -7O0C erhitzt und anschließsend
auf Raumtemperatur abgekühlt. Man erhält eine thixotrope Polymerisatdispersion
gemäss der Erfindung.
(b) 100 Teile der Polymerisatdispersion von (a), die etwa
1 Teil tert.-Butylhydroperoxid enthalten, werden auf 70 C erhitzt
und anschliessend während etwa 1 Stunde bei 70 bis 85 C mit einem Gemisch aus 5,8 Teilen hydroxymethyliertem
Diacetonacrylamid, 83 Teilen V/asser und 0,4 Ioj.ien Pormaldehydaddukt
versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 2 Stunden auf etwa 80 G erhitzt, anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt und
durch ein Nesseltuch filtriert; Man erhält als Piltrat eine
weisse, fliessfähige Polymerisatdispersion gemäss der Erfindung
.
(a) Herstellung einer Poly-Cmethylmethacrylat-äthylacrylat )-
214 Teile Methylmethacrylat werden mit 320 Teilen Äthylacrylat,
1000 Teilen V/asser und 11 Teilen einer 75prozentigen wässrigen Lösung des Dioctylesters von Natriumsulfobernsteinsäure
(oberflächenaktiver Stoff) unter Einblasen von Stickstoff unter die Oberfläche des Gemisches während 30 min
vermischt. Das Gemisch wird nach Zugabe von 0,5 Teilen Ammoniumperoxydisulfat auf etwa 55°C erhitzt. Infolge der exothermen
Reaktion steigt die Temperatur auf etwa 800C. Anschliessend
wird noch 1 Stunde eine Temperatur von 80 bis 900C
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aufrecht erhalt en, dann wird das Reaktionsgemiseh auf Raumtemperatur
abgekühlt. Das erkaltete Reaktionsgemiseh wird mit 27 Teilen der wässrig-alkoholischen lösung des. äthoxylierten
Octylphenols von Beispiel 1 (a) und 425 Teilen Wasser, mit einem voremulgierten Gemisch aus 326 Teilen Methylmethacrylat,
490 Teilen Äthylacrylat, 6OQ Teilen V/asser und 16 Teilen der
75prozentigen wässrigen Lösung des Dioctylesters der Natriumsulf©"bernsteinsäure
sowie anschliessend mit.0,8 Teilen Ammoniumperoxydisulfat versetzt. Das Reaktionsgemiseh wird dann
während 15 min auf etwa 60 C erhitzt. Infolge der exothermen Reaktion steigt die Temperatur während 45 Minuten auf etwa
8O0C. Das Reaktionsgemiseh wird noch 1 Stunde auf 80 bis 900C
gehalten und dann mit 0,2 Teilen Ammoniumperoxydisulfat und
0,2 Teilen !Formaldehydaddukt versetzt. Anschliessend \tfird die
Temperatur noch 30 min auf etwa 7O0C gehalten. Nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur wird das Reaktionsgemiseh durch ein Hesseltuch filtriert. Man erhält als Piltrat eine weisse, fliessfähige
Dispersion mit etwa 40 Prozent Pestkörpergehalt.
(b) 237,5 Teile der Polymerisatdispersion von (a), die etwa 1 Teil tert.-Butylhydroperoxid enthalten, werden auf 700C erhitzt
und bei 70 bis 75°C während 30 Minuten mit einem Gemisch aus 9,6 Teilen einer wässrigen Lösung von hydroxymethyliertem
Diaeetonacrylamid (45 Prozent Wasser)t 6 Teilen Wasser und
0,8 Teilen Pormaldehydaddukt vermischt. Mach beendeter Zugabe
wird das Reaktionsgemiseh noch etwa 1 Stunde auf 750C erhitzt,
anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt, und durch ein Nesseltuch
filtriert. Man erhält als Filtrat eine wässrige Dispersion
gemäss der Erfindung.
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(c) Das Verfahren (b) wird unter Verwendung von 120 Teilen der Polymerisatdispersion von (a) 4*8 Teilen der wässrigen Lösung
von hydroxymethyliertem Diacetonaerylamid, 67 Teilen Wasser,
0,4 Teilen Formaldehydaddukt und etwa 1 Teil tert.-Butylhydroperoxid
wiederholt. Man erhält als Filtrat eine fliessfähige,
weisse Polymerisatdispersion gemäss der Erfindung mit etwa 30 Prozent Festkörpergehalt.
(d) Ein Gemisch aus 120 Teilen der Polymerisatdispersion von (a), 2,5 Teilen Diacetonaerylamid und 60 Teilen Wasser wird nach
dem Versetzen mit 1 TsIl tert,-Butylhydroperoxid während 15 min
auf etwa 55 G erhitzt. Anschliessend wird das Reakti ons gemisch
bei 55 bis 65°C während 15 min mit einem Gemisch aus 0,4 Teilen
JPormaldehydaddukt und 7 Teilen "Wasser versetzt. Nach beendeter
Zugabe wird das Reakt ions gemisch noch 1 Stunde auf 65 bis 700C
erhitzt, anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt und durch ein Nesseltuch filtriert. Man erhält als Filtrat eine fliessfähige,
weisse Polymerisatdispersion gemäss der Erfindung.
(a) Herstellung einer Poly~(butadien-styrol)-Dispersion
Ein auf 5°C gekühltes Gemisch aus 1800 Teilen destilliertem Wasser, 24 Teilen Kaliumoleat, 15 Teilen der Kaliumseife von
KoI lophoni umsäur en, 15 Teilen des Natriumsalzes eines Naphthalinsulf
onsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukts ("Tamol N",
Co., V.St.A.)
Herst. Rohm & Haas Chemical f und 1 Teil Kaiiumhydroxid wird mit 2 Teilen Kaliumperoxydisulfat versetzt. In dieses Reaktionsgemisch wird box Raumtemperatur 30 Minuten Stickstoff unter die Oberfläche des Reaktionsgemisches eingeblasen. Das Reak-
Herst. Rohm & Haas Chemical f und 1 Teil Kaiiumhydroxid wird mit 2 Teilen Kaliumperoxydisulfat versetzt. In dieses Reaktionsgemisch wird box Raumtemperatur 30 Minuten Stickstoff unter die Oberfläche des Reaktionsgemisches eingeblasen. Das Reak-
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tionsgemisch wird rait 800 Teilen Butadien und 200 Teilen Styrol,
gefolgt von 3 Teilen tert.-Dodeeylmercaptan, 1 Teil Cumolhydroperoxid
und 10 Teilen einer wässrigen Lösung des Formaldehydaddukts (20 Prozent Wasser) versetzt. Dann wird die Temperatur
während 15 min auf etwa 500C gesteigert und 16 Stunden auf diesem
Wert gehalten. Hierauf wird das Reaktionsgeinisch mit einem
Gemisch aus 2 Teilen des Natriumsalzes von N,N-Diäthyldithiocarbamat,
78 Teilen Wasser und 20 Teilen der wässrig-alkoholi-
von Beispiel 1 (a) sehen lösung des äthoxylierten Oetylphenols^versetzt. Nach dem
Abkühlen auf Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch durch ein Nesseltuch filtriert. Man erhält als Piltrat die gewünschte
Poly-(butadien-styrol)-Dispersion mit einem Pestkörpergehalt von etwa 36 Prozent. · ;
(b) Ein Gemisch aus 834 Teilen der Polymerisatdispersion von
(a), 9 Teilen der wässrig-alkoholischen Lösung, des äthoxylierten
Octylphenols und 2 Teilen tert.-Buty!hydroperoxid wird
nach dem Versetzen mit 30 Teilen Diacetonacrylamid während 15 min /auf etwa 60°C erhitzt. Anschliessend v/ird das Reaktionsgemisch
bei 60 bis 700C während 30 min mit 60 Teilen einer
5prozentigen wässrigen Lösung des Pormaldehydaddukts versetzt.
Das erhaltene Gemisch wird noch 30 min auf etwa 65°C erhitzt, anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einem .Gemisch
aus 0,4 Teilen des Natriumsalzes von N,N-Diäthyldithiocarbamat, 1 Teil V/asser und 1 Teil der wässrig-alkoholischen
Lösung des äthoxylierten Octylphenols versetzt. Nach dem Rühren v/ird das Reaktionsgemisch durch ein Nesseltuch
filtriert. Man erhält als Filtrat eine fliessfähige, weisse,
wässrige Polymerisatdispersion gemäss der Erfindung. Diese
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Polymerisatdispersion eignet sich als Klebstoff, z.B. für die Verklebung von Reifeneord.
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Claims (13)
- - pi Patent an Sprücheι Ql/ Wässrige Polyraerisatdispersionen, die mindestens ein filmbildendes Polymerisat sowie gegebenenfalls Pigmente, Füllstoffe, Netzmittel und andere übliche Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel enthalten, dadurch gekennzeichn e t, dass das filmbildende Polymerisat ein durch Pfropfcopolymerisation eines üblichen filmbildenden Polymerisats (Primärpolymerisat) mit mindestens 0,25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Primärpolymerisat, mindestens eines N-substituierten Acrylamids (Pfropfmsnczueres) der allgemeinen Formel (I)R2 R4 0L— Z—C-C-N-C C=CH2 (I)E "D TJ "D-2 SXtZ -Π· - -&/-in der R-^, R2, R^, R/ und Rc gleich oder verschieden sind und V/asser st off atome, Kohlenwasserstoffreste oder substituierte Kohlenwasserstoffreste bedeuten, Rr ein Wasserstoff- oder Ha-ö 0logenatom oder einen iJiederalkylrest und Z die Gruppe -C- ■oder -CH- darstellen, hergestelltes Pfropfcopolymerisat ist, in dem mindestens ein Teil der Primärpolymerisatmoleldile eine oder mehrere von den Pfropfmonomeren der allgemeinen Formel (I) abgeleitete Monomereinheiten aufgepfropft enthält,
- 2. Polymerisatdispersionen"nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymerisat durch Pfropfcopolymerisation unter Verwendung von 1 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 15 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das pri-Primärpolymerisat, des Pfropfmonomeren hergestellt worden ist.209808/1721
- 3. Polymerisatdispersionen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymerisat durch Pfropfpolymerisation mit einem Pfropfmonomeren der allgemeinen Formel (I) hergestellt worden ist, in der R-^, R^, ^3» % und Rc gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, Niederalkylreste, oder Hydroxyalkylreste mit bis zu 4 C-Atomen im Hydroxyalkylrest "bedeuten.
- 4. Polymerisatdispersionen nach Anspruch Ϊ bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymerisat durch Pfropfpolymerisation unter Verwendung eines Pfropfmoncm' .^n der allgemeinen Formel (I) hergestellt worden ist, in der Z die GruppeQ
-6- und Rg ein Wasserstoffatom bedeuten. - 5. Polymerisatdispersionen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymerisat durch Pfropfcopolymerisation unter Verwendung des Pfropf monomeren der allgemeinen Formel (I) hergestellt worden ist, in der R-^, R/ und R^ Methy!gruppen und Rp und R^ Wasserstoffatome bedeuten (Diacetonacrylamid)..
- 6. Polymerisatdispers ionen nach Anspruch 1-4 ,dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymerisat durch Pfropfeopolymerisation unter Verwendung von hydroxymethyliertem Diacetonacrylamid hergestellt worden ist.
- 7. Polymerisatdispersionen nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Festkörpergehalt von etwa 10 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 70 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht.209808/1721
- 8. Polymerisatdispersionen nach. Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärpolymerisat als Monomereinheiten Vinylacetat, Alkylacrylate und/oder Alky!methacrylate enthält.
- 9. Polymerisatdispersionen nach.Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärpolymerisat ein Mischpolymerisatist und als Monomereinheiten Vinylacetat, Alkylacrylate oder Alkylmethacrylate sowie mindestens ein weiteres äthylenisch langesättigt es Comonomere<s enthält.
- 10. Verfahren zur Herstellung der Polymerisatdispersionen nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Dispersion, die mindestens ein filmbildendes Primärpolymerisat und mindestens ein Pfropfmonomeres der allgemeinen Formel (I) enthält, in Gegenwart eines radikalischen Initiators oder unter dem Einfluss von UV-, Röntgen- oder ^-Strahlung der Polymerisation unterwirft.
- 11. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, bestehend aus einer wässrigen Dispersion, die mindestens ein filmbildendes Primärpolymerisat und mindestens ein Pfropfmonomeres der allgemeinen Formel (I) enthält.
- 12. Mittel nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Gehalt an einem radikalischen Initiator.
- 13. Verwendung der Polymerisatdispersionen nach Anspruch 1 bis 9 als Anstrichstoffe und Klebstoffe.209808/1721
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DE19712139856 Pending DE2139856A1 (de) | 1970-08-10 | 1971-08-09 | Wässrige Polymensatdispersionen, Verfahren zu iher Herstellung und ihre Ver Wendung |
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GB (1) | GB1347367A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2620738A1 (de) * | 1976-05-11 | 1977-12-01 | Wacker Chemie Gmbh | Verwendung waessriger copolymerdispersionen in vermischung mit saueren, wasserloeslichen haertezusaetzen fuer klebemittel |
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- 1971-07-27 GB GB3521871A patent/GB1347367A/en not_active Expired
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---|---|---|---|---|
DE2620738A1 (de) * | 1976-05-11 | 1977-12-01 | Wacker Chemie Gmbh | Verwendung waessriger copolymerdispersionen in vermischung mit saueren, wasserloeslichen haertezusaetzen fuer klebemittel |
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AU3219671A (en) | 1973-02-15 |
AU462143B2 (en) | 1975-06-19 |
GB1347367A (en) | 1974-02-27 |
FR2105854A5 (de) | 1972-04-28 |
JPS5339454B1 (de) | 1978-10-21 |
CA932887A (en) | 1973-08-28 |
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