DE2161408C2 - Fluider Copolymerisatlatex, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben - Google Patents

Fluider Copolymerisatlatex, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben

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Description

aufgebaut ist und mindestens 90 Gewichtsprozent an Monomereneinheiten enthält, die von den Monomeren (a) und (b) herrühren, und
der durch Emulsionspolymerisation eines Monomerengemisches aus 25 bis 70 Gewichtsteilen eines Monomeren (a), 25 bis 70 Gewichtsteilen der Monomeren (b), 0,1 bis 5 Gewichtsteilen der Monomeren (c) und 0,1 bis 5 Gewichtsteilen der Monomeren (d), wobei sich die Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des Monomerengemisches beziehen, bei 5 bis 1000C, in saurem wäßrigen Medium in Gegenwart üblicher Mengen eines gebräuchlichen freiradikalischen Initiators, eines Alkylmercaptans mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen als Molekulargewichtsregler, und von 0,5 bis 6 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile an Monomeren, eines oder mehrerer synthetischer anionischer Emulgatoren, welche die Polymerisation in einem sauren Medium unterstützen und eine stabile Dispersion des Copolymerisates sowohl in dem sauren Medium als auch in dem alkalischen Medium aufrechterhalten können, sowie gegebenenfalls von kleineren Mengen von nichtionischen Emulgatoren, bis zu einem hohen Umwandlungsgrad der Monomeren in das Copolymerisat und bis ein Feststoffgehalt von 40 bis 65% erreicht ist, Abstoppen der Polymerisation, Anheben des pH-Wertes auf 7 bis 11 und Abdestillieren der restlichen Monomeren, hergestellt worden ist.
2. Fluider Copolymerisatlatex gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Copolymerisat die Monomereneinheiten (c) und (d) in einem GewichtsverhäHnis zwischen 3 :1 und 1 :3 enthält.
3. Fluider Copolymerisatlatex gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er unter Einsatz eines Alkalisalzes eines Sulfonbernsteinsäureesters als Emulgator hergestellt worden ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines fluiden Copolymerisatlatex durch Copolymerisation eines t>o Monomerengemisches aus
25 bis 70 Gewichtsteilen Butadien-(1,3), Isopren, 2,3-Dimethylbutadien-(1,3) oder Chloropren (a), 25 bis 70 Gewichtsteilen Styrol, Λ-Methylstyrol, Vinyltoluol und/oder Λ-Chlorstyrol (b),
0,1 bis 5 Gewichtsteilen (Meth-, Eth-)Acrylsäure, Itaconsäure und/oder Zimtsäure (c) und
0,1 bis 5 Gewichtsteilen eines weiteren Comonomeren (d),
wobei sich die Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des Monomerengemisches beziehen, bei 5 bis 1000C, in saurem wäßrigen Medium in Gegenwart üblicher Mengen eines gebräuchlichen freiradikalischen Initiators, eines Alkylmercaptans mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen als Molekulargewichtsregler, und von 0,5 bis 6 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteiie an Monomeren, eines oder mehrerer synthetischer anionischer Emulgatoren, welche die Polymerisation in einem sauren Medium unterstützen und eine stabile Dispersion des Copolymerisats sowohl in dem sauren Medium als auch in dem alkalischen Medium aufrechterhalten können, sowie gegebenenfalls von kleineren Mengen von nichtionischen Emulgatoren, bis zu einem hohen Umwandlungsgrad der Monomeren in das Copolymerisat und bis ein Feststoffgehalt von 40 bis 65% erreicht ist, Abstoppen der Polymerisation, Anheben des pH-Wertes auf 7 bis 11 und Abdestillieren der restlichen Monomeren, dadurch gekennzeichnet, daß als Comonomer (d) Acrolein, «-Methylacrolein, 0-Methylacrolein, Phenylacrolein und/oder Methylvinylketon eingesetzt wird*
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Emulgator ein Alkalimetallsalz eines Sulfonbernsteinsäureesters eingesetzt wird.
6. Verwendung des fluiden Copolymerisatlatex gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 in Verbindung mit einem Füllstoff und einem Stärke- oder Proteinklebstoff zur Herstellung von beschichtetem Papier für den Bahn-Offsetdruck.
Carboxylhaltige Latices von Butadienpolymeren finden zur Herstellung von faserförmigen Produkten wie z. B. Vliesstoffen, beschichtetem Papier, Textilien für Polsterzwecke und Teppichen Verwendung, wobei der Latex als Bindemittel für die Fasern und/oder Füllstoffteilchen wirkt. Je mehr Latex daher verwendet wird, desto besser ist die Materialfestigkeit, doch müssen überschüssige Mengen vermieden werden, um das Aussehen und die Absorptionseigenschaften der behandelten Faserprodukte so wenig wie möglich zu verändern.
Es wurde versucht, einen Kompromiß zwischen diesen gegensätzlichen Erfordernissen zu finden und die Bindefestigkeit von carboxylhaltigem Latex zu verbessern, so daß er in kleineren Mengen angewandt werden kann.
Aus der DE-AS 1128144 sind als Anstrich-, Imprägnier- und Beschichtungsmittel verwendbare Tetrapolymere mit Monomereinheiten auf der Basis von Butadien, Styrol (oder Acrylnitril) und einer Carbonsäure bekannt, die als vierte Komponente Monomereinheiten auf der Basis eines N-alkylolsubstituierten Acrylamids enthalten. Diese bekannten Copolymerisatlatices vermögen jedoch in bezug auf Druckfarben-Absorptionsvermögen und Porosität nicht zu befriedigen, so daß sie z. B. zur Beschichtung von Papier, das im Schnellverfahren bedruckt und zwischen jeder von mehreren Druckfarbenbehandlungen getrocknet werden muß, praktisch unbrauchbar sind.
Aufgabe der Erfindung war es daher, einen fluiden
carboxylhaltigen Copolymerisatlatex mit verbesserter Bindefestigkeit zu schaffen, der zur Behandlung von faserförmigen Materialien und insbesondere zur Beschichtung von Papier besonders geeignet ist.
Gegenstände der Erfindung sind somit die fluiden Copolymerisatlatices, das Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung wie in den Patentansprüchen beschrieben.
Zur Herstellung des Latex wird die Polymerisation in einer wäßrigen Emulsion bei einem pH-Wert von 2 bis weniger als 7 durchgeführt.
Von den eingesetzten Monomeren (a), nämlich Butadien-(13), Isopren, Chloropren oder 2,3-Dimethylbutadien-(l,3), wird Butadien-(13) bevorzugt.
Die eingesetzten Monomeren (b), nämlich Styrol, Λ-Methylstyrol, Vinyltoluol und «-Chlorstyro! sind auch als Gemisch verwendbar.
Die eingesetzten Säuremonomeren (c), nämlich Acrylsäure, Ethacrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure und Zimtsäure sind ebenfalls als Gemisch verwendbar.
Von den erfindungsgemäß eingesetzten Carbonylverbindungen (d), nämlich Acrolein, «-Methylacrolein, 0-Methylacrolein, jJ-Phenylacrolein und/oder Methylvinylketon wird Acrolein bevorzugt.
Das erfindungsgemäß hergestellte Copolymerisat besteht zum größeren Teil, nämlich zu nicht weniger als 90 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Copolymerisat, aus den Monomereinheiten (a) und (b), deren Verhältnis innerhalb weiter Grenzen variieren kann, wobei diese beiden Monomereinheiten in einer Menge von jeweils mindestens 25 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des Copolymerisates vorliegen.
Für Anwendungszwecke, die ein flexibles Copolymerisat erfordern, wird das Monomere (a) vorzugsweise in Mengen von 50 bis 70 Gew.-Teilen eingesetzt und das Monomere (b) bildet den Rest des größeren Teiles des Copolymerisates. Wird andererseits ein steiferes Copolymerisat benötigt, wie dies für die Papierbeschichtung der Fall ist, so wird das Monomere (b) in Mengen von 50 bis 70 Gew.-Teilen angewandt und das Monomer (a) bildet den Rest des größeren Teiles des Copolymerisates.
Die beiden anderen Monomeren, nämlich die Carbonsäureverbindung (c) und die Carbonylverbindung (d), bilden den kleineren Teil des Copolymerisates, nämlich nicht mehr als 10 und vorzugsweise nicht mehr als fi Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Copolymerisat. Die Menge an Carbonsäuremonomerem (c) macht 0,1 bis 5 Gew.-°/o der Gesamtmonomeren aus und liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1 bis 3%, insbesondere dann, wenn der Latex in Stärke enthaltenden Papierbeschichtungen verwendet werden soll. Das ungesättigte Carbonylmonomere (d) wird in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% der Gesamtmonomeren, vorzugsweise in Konzentrationen von 1 bis 3 Gew.-% angewandt Das Verhältnis des Carbonsäuremonomeren (c) zu den Carbonylmonomeren (d) kann innerhalb weiter Grenzen variieren, bevorzugt wird es jedoch innerhalb des Bereiches von 3 :1 bis 1 :3, bezogen auf Gewicht, gehalten.
Die Polymerisationsreaktion wird in einem wäßrigen Emulsionssystem unter Verwendung eines freiradikalischen Initiators, wie Wasserstoffperoxid, eines Alkalimetall- oder Ammoniumpersulfats oder Azobisisobutyronitrils, oder eines Redoxinitiatorpaares, welches eine reduzierende Verbindung und ein organisches Peroxid umfaßt, durchgeführt, wie dies auf dem Gebiet der Polymerisation an sich bekannt ist. Als Molekularge-
. wichtsregler dient dabei ein Bruchteil von 1 Teil eines Alkylinercaptans mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen oder eine Mischung hiervon pro 100 Teile an Monomeren. Die Polymerisation wird in einem sauren, wäßrigen Medium durchgeführt Sobald das Carbonsäuremonomere (c) als Teil des Copolymerisates eingebaut ist kann die erhaltene Latexemulsion alkalisch gemacht werden.
Die bei der Emulsionspolymerisation angewandten Bestandteile können entweder vor der Initiierung der Reaktion zugegeben werden, oder sie können in einer späteren Stufe der Reaktion während des Wachstums eingeführt werden, wie dies an sich bekannt ist Es ist bevorzugt anfänglich einen Teil des Monomerengemisches und einen Teil der wäßrigen Phase einzugeben, und dann den Rest dieser Bestandteile hinzuzufügen.
Die wäßrige Phase ist eine Lösung eines oder mehrerer synthetischer anionischer Emulgatoren, welche die Polymerisation in einem sauren Medium unterstützen und eine stabile Dispersion des Copolymerisates sowohl in dem sauren Medium als auch in dem alkalischen Medium aufrechterhalten können. Geeignete Emulgatoren sind Alkylsulfate oder -sulfonate und Alkylarylsulfcnate, in denen die Alkylreste 10 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen, beispielsweise Natriumlaurylsulfat und Natriumdodecylbenzolsulfonat; Alkyl- und Alkylarylpolyethersulfate, z. B. Natriumlaurylethersulfat und Natriumbenzylethersulfat: und Salze von Polyethylcnoxyphosphatestern. Kleinere Mengen von nichtionischen Emulgatoren, wie ethoxylierten Alkylphenolen, -amiden oder -alkoholen, können ebenfalls vorliegen. Ein Emulgatorsystem, welches ein oder mehrere säurestabile, sulfonierte Dicarbonsäuresalze oder -ester, ζ. B. Salze von Sulfonbernsteinsäureestern, umfaßt, ist der bevorzugte Emulgator für die Herstellung eines für die Papierbeschichtung zu verwendenden Latex.
Ein Beispiel für den bevorzugten Emulgator ist ein Gemisch des Dinatriumsalzes von ethoxyliertem Alkoholhalbester von Bernsteinsäure und dem Dihexylester von Natriumsulfo-bernsteinsäure. Die Menge des Emulgators kann innerhalb weiter Grenzen variieren und beträgt 0,5 bis 6 Teile, vorzugsweise 1 bis 3 Teile pro 100 Teile an Monomeren.
Die Polymerisationstemperatur kann innerhalb des Bereiches von 5 bis 1000C variieren, liegt jedoch bevorzugt zwischen 10 und 8O0C. Die Polymerisation wird bis zu einem hohen Umwandlungsgrad der Monomeren in das Copolymere durchgeführt, doch wird die Reaktion gestoppt, wenn 40 bis 65% Latexfeststoffe erreicht sind, worauf das überschüssige Monomere entfernt wird. Der pH-Wert des Latex wird nach der Polymerisation aus dem sauren in den alkalischen Bereich bis zu einem pH-Wert von 7 bis 11 eingestellt.
Der so hergestellte Latex kann mit Fasern, z. B. zelluloseartigen Fasern, Asbest und Glasfasern bzw. Glasgespinst nach einer beliebigen der üblichen Methode vereinigt, gegebenenfalls verformt, getrocknet und ausgehärtet werden. Solche Massen werden für Teppichunterlagen bzw. -rückseiten und für die Herstellung von beschichtetem Papier, getränktem Papier und Asbestpapier verwendet.
Der erfindungsgemäße carboxylhaltige Latex ist insbesondere zur Verwendung in Papierbeschichtungsmassen geeignet. Diese Massen sind wäßrige Pasten, welche zwischen 30 und 70 Gew.-% nichtflüchtige Materialien, wie Füllstoffe, Stärkekleber, Polymerisate, Dispersionsmittel, Pufferstoffe und Entschäumungsmit-
tel enthalten. Die Arbeitsweisen zum Abmischen, die Maschinenausrüstung und die Arbeitsweisen zur Papierbeschichtung sind in »Pigmented Coating Processes for Paper and Board«, TAPPI Monograph Series No. 28 (1964), beschrieben. Der Füllstoff wini aus einem oder mehreren der üblichen Füllstoffe, wie feinzerteilte Tone, Calciumsulfoaluminat, Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, Kieselerde, Titandioxid, Zinkoxid und färbende Materialien ausgewählt und die angewandten Mengen betragen 1 Teil bis 20 Teile pro Teil Polymerisat, vorzugsweise mindestens 60 Gew.% des gesamten, nichtflüchtigen Materials. Stärkekleber werden in Mengen von 3 bis 30 Teilen Trockengewicht, bezogen auf 100 Teile Füllstoff, angewandt. Casein und/oder Sojaprotein können anstelle von oder zusätzlich zu Stärke verwendet werden. Bevorzugt wird enzymkonvertierte Stärke verwendet. Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Latex besteht darin, daß er mit der Stärke in hohem Maße verträglich ist und beim Mischen mit der Stärkelösung weder koaguliert .loch verdickt
Die den erfindungsgemäßen Latex enthaltenden Massen zur Papierbeschichtung zeichnen sich durch Viskositäten aus, welche sich bei niedrigen und hohen Scherbeanspruchungen nicht so sehr verändern wie die Viskositäten bekannter Beschichtungsmassen; daher sind sie unter milden Mischbedingungen leichter verarbeitbar und erlauben höhere Füllstoffbeladungen. Diese Massen zeigen außerdem eine verbesserte Bindekraft und sie erhöhen die Festigkeit von Beschichtungen oder Gegenständen aus verklebten Fasern; falls die Festigkeit ohne Einfluß ist, ksnn die Menge des Latex in der Beschichtungsmasse vermindert werden, was von großem Wert bei beschichtetem Papier für den Bahn-Offsetdruck ist. Der günstige Einfluß von vermindertem Latexgehalt bei der Papierbeschichtung wirkt sich unter anderem in einer erhöhten Absorbierbarkeit der Druckfarbe bzw. Tinte aus.
Die Untersuchungsmethoden für beschichtete Papiere, auf die in den Beispielen Bezug genommen wird, wurden wie folgt durchgeführt:
Stärkeverträglichkeit
Bei diesem Test wird die Koagulatmenge bestimmt, welche beim Hochgeschwindigkeitsrühren eines in einem Verhältnis von 10 :1, bezogen .auf Trockengewicht, vorliegenden Gemisches aus Stärke und Latex während einer Zeitspanne von 10 min gebildet wurde. Die Stärke wurde in Form einer wäßrigen Lösung mit
20 bis 30% Feststoffgehalt eingesetzt.
Rupffestigkeit von beschichteten Papieren
Dieser Test ist ein Maß für die Adhäsion der Beschichtung auf Papier und gibt die Maximalgeschwindigkeit an, mit welcher Papier ohne Brechen der beschichteten Oberfläche bedruckt werden kann. Ein kalandriertes Papierblatt, welches mindestens 4 h bei
21 "C und 50% relativer Feuchtigkeit konditioniert worden war, wird mit handelsüblicher Tinte einer bekannten Klebrigkeit (Handelsprodukt »Tack Grade No. 6 Ink« der Inmont Corp.), die dem vom Instituut voor Grafische Techniek, Amsterdam, Niederlande, eingeführten I.G.T.-Standard für Tests mit derartiger Tinte entspricht, unter einem bekannten Druck (35 kg/ cm2) bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten in einem I.G.T.-Druckfähigkeitstester. wie er in der TAPPI-Testmethode T499-su-64 beschrieben ist, bedruckt. Die Geschwindigkeit, bei welcher das Rupfen zuerst auftritt, ist der Wert der Rupffestigkeit.
Tintenabsorptionsvermögen
von beschichteten Papieren
Dieser Test liefert ein Maß für die Tintenmenge, welche durch das beschichtete Papier absorbiert wird. Zur Messung der Helligkeit des beschichteten Papiers vor und nach dem Tintenauftrag mit einer in einer an sich bekannten Weise aufgebrachten handelsüblichen
ίο Standardtinte bzw. -druckfarbe, wie sie zur Durchführung des Standard-Tests TAPPI-Useful Method 553-Printing Ink Method Verwendung findet, wird ein fotoelektrisches Untersuchungsgerät verwendet Das Druckfarbenabsorptionsvermögen wird als %-Verlust der Helligkeit ausgedrückt
Naßreibfestigkeit von beschichteten Papieren
Diese Untersuchungsmethode ergibt die Menge der Beschichtung, welche durch nasses Bürsten des beschichteten Papiers entfernt wird. Bei diesem Test wird ein Modell 503-Taber Abriebmesser des in J. P. Casey, Pulp and Paper, 3. AufU Band III, John Wiley & Sons, New York, sowie in der TAPPl-Testmethode T 476-pm-76 beschriebenen Typs verwendet, welches mit einem Randprobenhalter und mit einer Dachshaarbürste anstelle des Scheuerrades versehen ist Ein Stück des beschichteten Papiers, welches mit 10 ml Wasser angefeuchtet wurde, wird für eine bestimmte Zeitspanne, z. B. 100 Umdrehungen, gebürstet. Das Wasser wird gesammelt, und dann wird seine Lichttransmission gemessen und mit derjenigen des Vergleichswassers verglichen. Die Naßriebfestigkeit wird als %-Satz der Lichttransmission ausgedrückt
Beispiel 1
und Vergleichsversuch A
Es wurde ein Latex durch Emulsionspolymerisation unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt, wobei TIe. = Gew.-Teile pro 100 TIe. Gesamtmonomeresind:
Monomere Teile
Butadien-(1,3) 37
Styrol 60
Carbonsäure (1 :1-Verhältnis
von Acryl- und Itaconsäure) 1,5
Acrolein 1,5
Wäßrige Phase
Wasser 90
Emulgator
(a) Natriumsalz einer Alkylaryl-
sulfonsäure (Handelsprodukt
»Nocconol 90F« der Allied
Chemical Corp.) 1,0
(b) Octylphenoxypolyäthoxyäthanol
(Handelsprodukt »Triton X-45<*
der Firma Rohm and Haas) 0,6
Kaliumchlorid 0,03
Äthylendiamintetraessigsäure 0,05
tert-Dodecylmercaptan 0,5
Ammoniumpersulfat 0,3
Temperatur 55-80° C
Die Polymerisationsreaktion wurde bei 55°C mit Ui der Beladung an Gesamtmonomeren und 2Ii der anfänglich zugesetzten, wäßrigen Phase initiiert; der
Rest der Monomeren und der wäßrigen Phase wurde 2,5 h nach dem Start der Reaktion hinzugegeben und praktisch bis zum Abschluß bei einer auf 8O0C gesteigerten Temperatur polymerisiert. Es wurde ein stabiler Latex mit einem Feststoffgehalt von 52% und einem pH von 3 erhalten. Der Latex wurde mit Ammoniumhydroxid zur Anhebung des pH-Wertes auf 7 behandelt, und nach dem Abdestillieren der restlichen Monomeren wurde er weiter auf einen pH-Wert von 9 eingestellt. Der erhaltene Latex erwies sich als stabil und mit Stärke ^erträglich, wobei er weniger als 0,01% Koagulat bei der wie zuvor beschrieben durchgeführten Untersuchung zeigte.
Der Latex wurde zur Bildung einer Papierbeschichtungsmasse unter Verwendung des folgenden Rezeptes abgemischt:
Kaolin
Gefälltes Calciumcarbonat
Latex
(bezogen auf Trockengewicht)
Enzymkonvertierte Stärke
Gew.-Teile
85
15
10 10
Diese auf 62% Feststoffe mit Wasser eingestellte Formulierung besaß eine Viskosität von 65OcP (Brookfield spindle No. 4 bei 100 Upm bei 200C). Die Beschichtung wurde dann auf ein Papiersubstrat mittels eines Tischbeschichters in einer Menge von etwa 10,4 g/m2 aufgetragen, und das beschichtete Papier wurde getrocknet, gewalzt und dann untersucht, wobei die unten angegebenen Ergebnisse erzielt wurden. Als Kontrolle (Vergleichsversuch A) wurde ein auf gleiche Weise hergestelltes, beschichtetes Papier untersucht, wobei jedoch ein üblicher Latex aus carboxyliertem Styrol/Butadien, welcher 60% Styrolmonomereinheiten und kein Acrolein enthielt, verwendet wurde. Die mit dem erfindungsgemäßen Latex gemäß Versuch und die mit dem bekannten Kontrollatex erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt:
Latex Kontroll-
gemäß Latex
Versuch
Rupffestigkeit in m/min 45,7 37,2
Druckfarbenabsorptions 18,6 16,3
vermögen (%-Verlust an
Helligkeit)
Naßabrieb A1 ή
Ol,i
(% Lichttransmission)
Wäßrige Phase
Wasser 90
Dinatriumsalz von äthoxyliertem
Halbester von Bernsteinsäure
(Handelsprodukt »Aerosol A-102«
der Allied Chemical Corp.) 0,4
Dihexylestervon
Natriumsulfosuccinat 1,35
Kaliumchlorid 0,2
Trinatriumphosphat 0,05
tert.-Dodecylmercaptan 0,5
Ammoniumpersulfat 0,3
Die Polymerisationsreaktion wurde bei 6O0C initiiert, wobei '/3 der Gesamtmonomerenbeladung und Vi der wäßrigen Phase in dem Reaktionsgefäß vorlagen. Der Rest des Monomerengemisches und der wäßrigen Phase wurde hinzugegeben, nachdem die Anfangsbeladung praktisch polymerisiert war. Die Temperatur wurde dann auf etwa 75°C angehoben, und die Reaktion wurde im wesentlichen in 10,5 h abgeschlossen, wobei ein stabiler Latex mit 51,4% Feststoffen und einem pH von 3,4 hergestellt wurde. Der Latex wurde alkalisch
. gemacht und die restlichen Monomeren wie in Beispiel 1 abdestilliert. Er wurde dann unter Verwendung der Papierbeschichtungsformulierung des Beispiels 1 mit der Ausnahme abgemischt, daß die enzymkonvertierte Stärke durch eine oxidierte Stärke ersetzt wurde. Für Vergleichszwecke wurde als Kontrolle (Vergleichsversuch B) ein Latex aus carboxyliertem Styrol/Butadien verwendet, der in demselben Polymerisationssystem hergestellt worden war, wobei jedoch Methacrolein weggelassen wurde.
Die oben angegebenen Beschichtungsmassen wurden jeweils auf Papier aufgetragen, das beschichtete Papier wurde getrocknet und wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:
Methacrolein Kontroll-
enthaltender Latex
Latex
45
Rupffestigkeit in m/min
Druckfarbenabsorptionsvermögen (%-Verlust an
Helligkeit)
(% Lichttransmission)
75,6
11,8
91,5
57,3
11,7
76,0
Beispiel 2
I und Vergleichsversuch B
Es wurde ein Latex wie in Beispiel 1 hergesteift, wobei jedoch Methacrolein als ungesättigte Carbonyl verbindung verwendet wurde. Der Polymerisationsansatz war in Gew.-Tln. wie folgt:
Monomere . .Teile
Butadien-(13)
Styrol
Itaconsäure
Acrylsäure
Methylacrolein
37
60
1,0
0,5
1.5
Die oben angegebenen Werte beweisen, daß der Methacrolein enthaltende Latex eine wesentlich bessere Beschichtungsmasse als der konventionelle carboxylhaltige Latex darstellt
Beispiel 3
und Vergleichsversuch C
' Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß Methylvinylketon das Methacrolein als carbonylhaltiges Monomeres ersetzt Die Ergebnisse der Untersuchung des beschichteten Papiers wären die folgenden:
Latex Kontrollgemäß Latex
Versuch
Rupflestigkeit in m/min 67,1 57,3
Druckfarbenabsorptions 12,4 11,7
vermögen (%-Verlust an
Helligkeit)
Naßabrieb 86,0 76,0
(% Lichttransmission)
Beispiel 4
und Vergleichsversuch D
Es wurde eine weitere Beschichtungsmasse hergestellt, indem 7,5 TIe. an Latextrockenfeststoff eines Versuchslatex, 7,5 TIe. Trockengewicht Kasein und 100 Gew.-Tle. Kaolin kompoundiert und ihr Feststoffgehalt auf 50% mit Wasser eingestellt wurde. Der Latex wurde wie in Beispiel 2 beschrieben mit der Ausnahme hergestellt, daß Methacrolein durch 1,5TIe. Acrolein in dem Polymerisationsansatz ersetzt wurde. Eine Kontrollmasse (Vergleichsversuch D) wurde in derselben Weise unter Verwendung eines entsprechenden Latex aus carboxyliertem Butadien/Styrol, der frei von Acrolein war, hergestellt. Die Massen wurden auf Papier aufgetragen und wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht. Die Ergebnisse sind wie folgt:
Latex Kontroll-
gemäß Latex
Versuch
Rupffestigkeit in m/min 74,7 63,4
Druckfarbenabsorptions 23,0 19,4
vermögen
Naßabrieb 94,5 89,5
(% Lichttransmission)
Beispiele 5 und 6
Der Latex gemäß der Erfindung wurde darüber hinaus in einer Klebmasse für Schlingenteppiche untersucht, d. h. um eine obere Schicht von Nylonschlaufen, die in einer gewebten Jutebasis verankert waren, mit einer zweiten Juteunterlage (grob gewebt) zu verbinden. Es wurden zwei Latices in einem Polymerisationsansatz des Beispiels 2 mit Ausnahme einer unterschiedlichen Monomermischung hergestellt, Das Monomerengemisch war wie folgt:
Beispiel Nr.
5 6
Butadien-0,3) 52,5 52,5
Styrol 44^ 41,5
Acrylsäure 2,25 1,5
Acrolein 0,75 4,5
Die Latices wurden alkalisch gemacht und dann unter Verwendung der folgenden Formulierung abgemischt:
Latex
Talkumfüllstoff
Antioxidans (butyliertes
Reaktionsprodukt von p-Kresol
und Dicyclopentadien/Handelsprodukt »Wingstay L« der
Firma Goodyear)
Wasser
Natriumpolyacrylat- Verdickungsmittel (Handelsprodukt
»Acrysol GS« der
Firma Rohm and Haas)
100 TIe.
(Trockenbasis)
300 TIe.
0,5 TIe.
zur Einstellung
auf 72%
Feststoffe
zur Einstellung
der Viskosität
auf 7000 cP
Die Massen wurden in einer Menge von 907 g, bezogen auf Trockengewicht, pro 0,84 m2 Teppich aufgebracht. Die primäre Juteunterlage und die grobgewebte zweite Unterlage wurde in Berührung gebracht, zusammengedrückt und der Verbund wurde dann in einem Ofen bei einer Temperatur von 149°C trocknen gelassen. Es wurde eine rasche Zunahme der Haftfestigkeit der grobgewebten Unterlage zu der primären Jutebasis beobachtet.
Die oben beschriebenen zwei Massen wurden ebenfalls auf ihre mechanische Stabilität in einem Hamilton-Beech-Mischer untersucht. Es wurde gefunden, daß sie stabil waren und bei mindestens 25minütigem Mischen nicht koagulierten oder verdickten. Diese Eigenschaft ist bei kontinuierlichen Prozessen der Aufbringung von Rückseiten auf Teppichen in hohem Maße erwünscht, bei welcher die Latexabmischungen langer andauerndem Rühren ausgesetzt sind.
Weitere Untersuchungen mit dem Latex
des Beispiels 5
Kreppapier wurde mit dem Latex des Beispiels 5 gesättigt 48 h bei 25° C getrocknet und in einem Ofen mit Zwangsluftumwälzung 10 min bei 138° C ausgehärtet. Das so behandelte Papier wurde untersucht, die Ergebnisse sind wie folgt:
Aufnahme, d. h. Gewichtszunahme,
bezogen auf Trockenpapiergewicht (%) 101
Zugfestigkeit in kg/cm 3,53
Bruchdehnung (%)
in Maschinenrichtung 17
Finch-Zerreißfestigkeit in kg
in Maschinenrichtung (bestimmt nach
der TAPPI-Testmethcde T470 os-66) 8,7
Die oben angegebenen Ergebnisse zeigen, daß der Latex zur Sättigung von Papier, z. B. zur Herstellung von Abdeckband, geeignet ist

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Fluider Copolymerisatlatex, dessen Copolymerisat aus s
25 bis 70 Gewichtsprozent an Monomereneinheiten, die von Butadien-(13), Isopren, 2,3-Dimethylbutadien-(13) oder Chloropren (a) herrühren, 25 bis 70 Gewichtsprozent an Monomereneinheiten, die von Styrol, «-Methylstyrol, Vinyltoluol und/oder «-Chlorstyrol (b) herrühren,
0,1 bis 5 Gewichtsprozent an Monomereneinheiten, die von (Meth-, Eth-)Acrylsäure, Itaconsäure und/oder Zimtsäure (c) herrühren und
0,1 bis 5 Gewichtsprozent an Monomereneinheiter., die von Acrolein, Λ-Methylacrolein, jJ-Methylacrolein, 0-PhenyIacrolein und/oder Methylvinylketon (d) herrühren, '
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