DE2300425A1 - Gehaertete polyesterharzteilchen und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Gehaertete polyesterharzteilchen und verfahren zu deren herstellungInfo
- Publication number
- DE2300425A1 DE2300425A1 DE19732300425 DE2300425A DE2300425A1 DE 2300425 A1 DE2300425 A1 DE 2300425A1 DE 19732300425 DE19732300425 DE 19732300425 DE 2300425 A DE2300425 A DE 2300425A DE 2300425 A1 DE2300425 A1 DE 2300425A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- particles
- weight
- polyester resin
- beads
- polyester
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/01—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to unsaturated polyesters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
Gehärtete Polvesterharzteilchen und Verfahren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hitzehärtbare+
Polyesterharze, welche durch Umsetzen eines äthylenisch ungesättigten
Polyesters mit einem monomeren Vinylvernetzungsmittel hergestellt werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere
auf die Herstellung von hitzehärtbaren Polyesterharzen in Form von klaren bzw. durchsichtigen, diskreten,
festen Teilchen, insbesondere kugelförmiger*Teilchen oder Perlen,
die bei der Lichtreflexion, insbesondere Rückstrahlvorrichtungen,
verwendet werden können.
Ungesättigte Polyester, die zum Beispiel durch Umsetzen einer äthylenisch ungesättigten Dikarbonsäure oder eines Anhydrids
von dieser mit einem Diol hergestellt werden, sind sehr bekannt. Derartige Polyester können gehärtet oder mit einem
monomeren Vinylvernetzungsmittel, wie Styrol, vernetzt und
dann zu Gegenständen geformt oder gepreßt werden, welche im allgemeinen gute physikalische und elektrische Eigenschaften
und eine gute chemische und Wetterbeständigkeit besitzen.
Härtbare Polyesterharze werden zwar am häufigsten in Verbindung
mit FaserverStärkungen, wie Glasfasern, verwendet, und
es werden aus dieser Zusammensetzung in Form einer flüssigen oder vorgedickten Masse hitzehärtbare Kunststoffgegenstände geformt
und gehärtet; es ist jedoch auch die Verwendungsart bekannt, daß man hitzehärtbare Polyesterharze in Form von
festen Kügelchen oder Perlen herstellt. Es ist bekannt, \ ■
daß solche hitzehärtbaren Polyesterharzkügelchen als Isolierungs- und Versteifungsmittel zum Abstützen von unterirdischen
Spalten, welche in der Hähe von öl- oder Gasschächten gemacht
werden, um die Förderung zu steigern, verwendet werden können·
Die vorliegende Erfindung bezieht eich auf die Herstellung
klaren, diskreten, hitzehärtbaren Polyesterharzteilohen einschließlich kugelförmiger leilohen oder Perlen, die in
Lichtreflektoren bzw. Rückstellvorrichtung en verwendet werden
können. Die erfindungsgenäfien hitzehärtbaren oder gehärteten
Polyesterharzteilchen können sehr vorteilhaft anstelle anderer Arten von Plastik- oder Glasperlen, die bisher in Lichtreflefc-
* "spherically shaped" +("thermoset")
toren benutzt wurden, verwendet werden. Bei solchen Reflektoren geht das Licht durch die Teilchen oder Perlen hindurch
auf eine reflektierende Fläche, von welcher es reflektiert und durch die Perlen hindurch zur Lichtquelle zurückgeschickt
wird. Der Prozentsatz des reflektierten Lichts wird als "ReflexreflektivLtät" (reflex reflectivity) bezeichnet.
Im Idealfall sollten sich die Reflexionseigenschaften der Perlen über einen weiten LichteinfalIswinkel erstrecken (den
Winkel zwischen dera einfallenden Lichtstrahl und der reflektierenden
Fläche, die hinter den Perlen liegt).
Ein Beispiel für eine Verwendung zur Lichtreflexion,bei der zur
Zeit Glasperlen verwendet werden und in welcher die erfindu ngsgemäßen
gehärteten Polyesterharzperlen verwendet werden können, ist die Verwendung in Verbindung mit Straßenmarkierungsfarben.
Bei dieser Verwendung wird - normalerweise weiße oder gelbe Farbe als Mittel- oder Randstrich auf der Straße angebracht.
Solange die Farbe noch naß ist, werden Perlen auf die Farbe aufgebracht und haften darauf, wenn die Farbe trocknet. Die
Farbe dient als Bindemittel für die Perlen und als reflektierende Schicht. Wenn zum Beispiel Licht von Autoscheinwerfern
durch die Perlen hindurch geht, wird es von der Farbe durch die Perlen hindurch zur Lichtquelle zurückreflektiert.
Derartige Perlen werden auch in Straßenhinweisschildern und
Verkehrszeichen verwendet.
IJm eine maximale Wirkung zu erzielen, müssen die Perlen klar sein, d.h. sie dürfen nicht milchig oder wolkig und müssen im
wesentlichen frei von weißen oder farbigen Teilchen sein; die Perlen müssen außerdem im wesentlichen farblos, frei von
Oberflächenkratzern, Hohlräumen oder Luftblasen und kugelförmig sein, damit in die Perlen eintretendes Licht durch
die Perlen hindurch reflektiert und nicht zerstreut und/oder absorbiert wird. Außerdem sollten die genannten Perlen*noch
and.ere Eigenschaften, wie z.B. chemische Beständigkeit, Beständigkeit gegen Sonnenlicht und Feuchtigkeit, besitzen.
* im folgenden kurz Rückstrahlerperlen genannt - 4 -
309828/1090
Zur Zeit werden auf einem weiten Gebiet der Verwendung bei der
Reflexion Glasperlen verv/endet. Glasperlen haben jedoch die
folgenden Nachteile: jede Schmelze Glasperlen enthält im allgemeinen eine beträchtliche Menge an nicht sphärisch geformten
Teilchen; Glasperlen werden leicht von Sulfidverschmutzungen in Luft und Regenwasser verfärbt; sie werden vor dem Anbringen
und später durch den Verkehr leicht verkratzt und platzen leicht ab; und sie sind relativ dicht und daher unbequem
bei der Handhabung und beim Transport.
Auch die Herstellung von Rückstrahlerperlen aus polymeren Harzmaterialien, wie z.B. Polymerisate von Alkylmethacrylaten,
ist bekannt (siehe U.S.-Patentschrift Nr. 3 355 311). Derartige Materialien haben jedoch den Nachteil, daß sie durch
gebräuchliche Farbverdünnungsmittel und Benzin leicht aufgelöst werden. Polymerisate von Alkylinethacrylaten haben
außerdem einen ziemlich niedrigen Brechwert (Refraktionsindex).
Nach den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von hitzehärtbaren
Perlen aus Polyesterharzen können nur Perlen hergestellt werden, die nicht zur Verwendung in RUckstrahlvorrichtungen
geeignet sind und/oder eine relativ lange Bearbeitungszeit erfordern und/oder andere Mangel haben.
In der U.S.-Patentschrift Nr. 2 443 735 wird ein Emulsionspolymerisationsverfahren
zur Herstellung von Polyesterharz— teilchen beschrieben. Die in den Beispielen angegebenen
Reaktionszeiten sind relativ lang, zum Beispiel 6-24 Stunden. Außerdem sind die Harzteilchen überwiegend weder klar noch
sphärisch geformt.
In der U.S.-Patentschrift Nr. 3 210 443 wird ein Verfahren '
zur Herstellung von Polyesterharzteilchen beschrieben, bei dem man eine flüssige Lösung der Reaktionsteilnehraer durch Öffnungen
austreten läßt, wodurch sich Tropfen von härtbarem Harz bilden, welche abwärts durch ein Gas, z.B. Luft, in eine
309 8 28/1090
ruhende, heiße, inerte Flüssigkeit fallen, in welcher die
Harztropfen beim Durchfallen gehärtet werden. Nachteile oder Probleme, die bei diesem Verfahren in der Praxis auftreten,
bestehen darin, daß die Harzperlen für viele Rückstrahl vorrichtungen
zu groß sind. Außerdem ist die zur Massenproduktion der Perlen benötigte Anlage ziemlich teuer, und die Öffnungen,
durch welche das Harz gepreßt wird, können zum Verstopfen neigen und sind mühsam zu reinigen.
In der U.S.-Patentschrift Nr. 3 089 542 wird ein Verfahren zur;
Herstellung von Polyesterperlen durch Polymerisation in wässriger Suspension in Anwesenheit eines Suspensionsraittels,
wie Polyvinylalkohol, beschrieben. In den Beispielen dieses
Patents ist eine Reaktionshärtezeit von 0,5 bis 2 Stunden und eine zusätzliche Nachhärtezeit in einem Ofen von 1-3
Stunden angegeben. Nach diesem Verfahren hergestellte Polyesterperlen sind oft wolkig und deshalb nicht zur Verwendung
in Rückstrahlern geeignet.
Is ist auch vorgeschlagen worden, Teilchen aus gehärtetem
Polyesterharz durch Zerschlagen oder Mahlen von Massen aus gehärtetem Polyesterharz herzustellen. Die Erfahrung hat jedoch
gezeigt, daß solche Teilchen nicht kugelförmig und daher für
Rückstrahler schlecht geeignet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von diskreten, festen Teilchen
aus einem hitzehärtbaren Polyesterharz mit verbesserter Klarheit, insbesondere klaren, kugelförmigen Teilchen, welche
zur Verwendung bei der Lichtreflexion geeignet sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten Polyesterharzteilchen mit verbesserter
Klarheit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es
a) das Herstellen einer wässrigen Dispersion aus polymerisierbaren
flüssigen Teilchen eines äthylenisch ungesättigten
309828/ 1 090
Polyesters und eines damit polymerisierbaren monomeren
Vinylvernetzungsmittels,wobei als ungesättigter Polyester
das Reaktionsprodukt einer Polykarbonsäure und eines
Polyols verwendet wird; und diese wässrige Suspension außerdem Polyvinylalkohol als Suspensionsmittel, um die
flüssigen Teilchen in der wässrigen Phase der Suspension dispergiert zu erhalten, und Natriumchlorid in einer ausreichenden
Menge, um die Klarheit der aus den flüssigen Teilchen hergestellten gehärteten Teilchen zu verbessern,
enthält,
und
b) das Härten*der flüssigen Teilchen in ihrem dispergierten
Zustand zu diskreten, festen, gehärteten Polyesterharzteilchen mit verbesserter Klarheit durch Vernetzen des
Polyesters mit dem monomeren Vinylvernetzungsmittel
umfaßt.
Es wurde gefunden, daß man bei Verwendung von Natriumchlorid in dem oben beschriebenen Polymerisationsverfahren in
wässriger Suspension gehärtete Polyesterharzteilchen mit verbesserter
Klarheit erhält. Es wurde außerdem gefunden, daß man durch Verwendung der Kombination von Polyvinylalkohol als
Suspensionsmittel mit Natriumchlorid gehärtete Polyesterharzperlen mit einer solch guten Klarheit herstellen kann, daß
sie aufgrund ihrer guten optischen Eigenschaften zur Verwendung
bei der oben erwähnten Lichtreflexion geeignet sind.
Es wurde festgestellt, daß die optischen Eigenschaften eines
Materials in direktem Zusammenhang mit der Klarheit des Materials stehen; je klarer das Material, desdo besser die optischen
Eigenschaften.
Polyvinylalkohol wurde bereits früher bei der Suspensionspolymerisation
von Polyesterharzteilchen verwendet (siehe
z.B. U.S.-Patentschrift Nr. 3 089 542), und auch Natrium-
♦ der Ausdruck "Härten" wird synonym für
"Aushärten" verwendet. - 7 -
309828/1090
chlorid wurde bereits bei der Polymerisation verschiedener
Harzarten in wässriger Suspension verwendet. In der U.S.Patentschrift Nr. 2 712 536 wird zum Beispiel die Polymerisation
von Vinylidenmonomeren, wie Divinylbenzol allein oder in
Mischung mit Styrol, in wässriger Suspension, in Anwesenheit von Polyvinylalkohol und Natriumchlorid beschrieben. In
dieser Patentschrift wird offenbart, daß zu dem wässrigen
Suspensionsmedium Natriumchlorid und auch andere lösliche
anorganische Materialien gegeben werden können, um dessen spezifisches Gewicht zu erhöhen.
Es war bisher jedoch noch nicht bekannt, bei der Polymerisation von härtbarem Polyesterharz in wässriger Suspension die Kombination
von Natriumchlorid und Polyvinylalkohol-Suspensionsmittel
zu verwenden, um auf diese Weise gehärtete Polyesterharzteilchen mit verbesserter Klarheit herzustellen.
Man kann die in dem hier beschriebenen Verfahren verwendeten Reaktionsteilnehmer, deren Mengen und die Reaktionsbedingungen
so auswählen, daß man gehärtete Polyesterharzteilchen erhält, welche im wesentlichen alle kugelförmig und von
verschiedener Größe und Größenverteilung sind. Außerdem können die erfindungsgemäßen gehärteten Teilchen in relativ kurzer
Zeit, z.B. 1 Stunde , hergestellt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann man gehärtete Polyesterharzperlen
herstellen, welche 20 # mehr reflektieren als die derzeit handelsüblichen Glasperlen, die in Verbindung mit
Straßenmarkierungsfarben verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgeaäßen Polyesterharzperlen besteht darin,
daß sie eine niedrigere Dichte als die in Rückstrahlvorrichtungen
verwendeten Glasperlen haben - z.B. bis zu über 50 $ niedriger; nämlich etwa 1,1 bis 1,8 g/ccm. Dies ist wichtig,
da man mit einem bestimmten Gewicht an Polyesterperlen eine
proportional größere Oberfläche als mit demselben Gewicht an Glasperlen bedecken kann.
- 8 309828/1090
Im Vergleich zu aus anderen Arten von polymerem Harzmaterial
hergestellten Plastikperlen besitzen die erfindungsgemäßen
gehärteten Polyesterharzperlen eine oder mehrere wünschenswerte Eigenschaften, wie eine bessere Lösungsmittelbeständigkeit,
einen höheren Grad an Klarheit, eine bessere Verwitterungsbeständigkeit, außerdem sind sie gleichmäßiger und fast
vollkommen kugelförmig und fließen nicht bei erhöhten Temperaturen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyester sind äthylenisch ungesättigte Polyester, welche mit monomeren Vernetzungsmitteln
umgesetzt werden können, um hitzehärtbare Polyesterharze zu bilden. Die ungesättigten Polyester können durch Umsetzen
einer Polykarbonsäure mit einem Polyol, wobei einer der Reak-"
tionsteilnehmer äthylenisch ungesättigte Bindungen besitzt, hergestellt werden. Am häufigsten werden solche ungesättigte
Polyester verwendet, welche durch Kondensation einer monoäthylenisch
ungesättigten Dikarbonsäure (gewöhnlich ■. " mit ct,/3-ungesättigten Bindungen ) oder eines Anhydrids ■
von dieser mit einem Diol gebildet werden. Äthylenisch ungesättigte
Dikarbonsäuren und Anhydride, welche zur Herstellung von ungesättigten Polyestern verwendet werden können,
sind z.B. Maleinanhydrid, Fumarsäure, Chlorraaleinsäure,
Itakonsäure, Citrakonsäure und Mesakonsäure. An Diolen können
zur Herstellung der ungesättigten Polyester z.B. Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Diäthylenglykol, Dipropylenglykol,
Triäthylenglykol und Isopropyliden-bis-(p-phenylenoxypropanol-2),
Cyclohexandimethan öl, Neopentyl—
glykol und Cyclobutandiol verwendet werden.
Ungesättigte Polyester der oben beschriebenen Art werden oft durch Zugabe von zusätzlichen Reaktionsteilnehmern bei der
Kondensationsreaktion modifiziert. Solche Reaktionsteilnehmer können z.B. gesättigte Dikarbonsäuren und Anhydride von diesen,
Alkohole mit mehr als 2 Hydroxylgruppen, gesättigte oder ungesättigte Säuren mit mehr als 2 Karboxylgruppen und Säuren und
Alkohole mit 1 funktionellen Gruppe sein. Spezielle Beispiele für
309828/1090
vorgenannten Reaktionsteilnehmer sind Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure,
Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure,
Sebazinsäure, Glyzerin, Pentaerythrit, Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Benzoesäure und 2-Äthylhexanol.
Die Säurezahl und das Molekulargewicht des ungesättigten Polyesters, welcher im. wesentlichen ein lineares Polymerisat
ist, kann in einem weiten Bereich schwanken, z.B. von fast O "bis etwa 100 "bzw. von etwa 750 bis 5000. Die am meisten
allgemein verwendbaren Polyester, d.h. jene, die eine gute Kombination von physikalischen, chemischen und elektrischen
Eigenschaften besitzen, haben eine Säurezahl zwischen etwa 10 und 50 und ein Molekulargewicht zwischen etwa 1
und 3 000.
Polyester der oben beschriebenen Art werden nach bekannten Verfahren, bei denen im wesentlichen stöchioraetrische Anteile
der Säure- und Alkoholreaktionsteilnehmer einer PoIyveresterung unterworfen werden, hergestellt.
Die besonderen, erfindungsgemäß verwendeten ungesättigten Polyester
sollten im Hinblick auf die für die Endverwendung erwünschten Eigenschaften ausgewählt werden. Diese Auswahl kann nach
dem Stand der Technik erfolgen. Man kann auch Mischungen aus oder mehreren einzelnen Polyestern verwenden, um die erwünschten
Eigenschaften in der gewünschten Kombination zu erhalten. Es gibt viele Arten von leicht erhältlichen Polyestern,
welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu Perlen mit einer guten Kombination von physikalischen und chemischen
Eigenschaften, welche sie zur Verwendung bei der Lichtreflexion geeignet machen, gehärtet werden können.
Die monomeren Vinylmaterialien, welche sich mit den ungesättigten Polyestern vernetzen, sind sehr bekannte Verbindungen.
Derartige Verbindungen, welche eine CH2=C <.~Gruppe enthalten,
- 10 309828/ 1090
sind zum Beispiel Styrol, Vinyltoluol, DialIyIphthalat,
Alphamethylstyrol, Divlnylbenzol, Chlorstyrol und Methylmethacrylat.
Die verwendeten monomeren Vinylvernetzungsmittel sollten unter
Berücksichtigung der für die Endverwendung erwünschten Eigenschaften
ausgewählt werden. Um diese Eigenschaften zu erreichen, können auch Mischungen aus zwei oder mehr Vernetzungsmitteln
verwendet werden. Diese Auswahl kann nach dem Stand der Technik durchgeführt werden.
Es wurde gefunden, daß gehärtete Perlen, die aus einem Styrol enthaltenden, härtbaren Polyesterharz hergestellt worden sind,
eine gute Kombination von Eigenschaften besitzen. Pur Anwendungen,
bei denen es wichtig ist, daß die gehärteten Perlen eine gute Beständigkeit gegen Ultraviolettstrahlen aufweisen,
ist die Verwendung einer Mischung aus Styrol und Methylmethacrylat als Vernetzungsmittel empfehlenswert.
Das erfindungsgemäß polymerisierte härtbare Harz sollte mit bzw,
in der wässrigen Suspension nicht mischbar und nicht lösbar sein, damit daraus diskrete, flüssige Teilchen gebildet werden können.
Außerdem sollte das härtbare Harz in Bezug auf das wässrige Medium der Suspension nicht reaktionsfähig und inert sein. Die
Verwendung von ungesättigten Polyestern, welche labile Halogengruppen, wie aliphatische OC-Halogensäuren, welche während
des Aufenthalts in dem wässrigen Suspensionsmedium zum Hydrolysieren neigen würden, enthalten, sollte vermieden werden.
Das Verhältnis von ungesättigtem Polyester zu monomerem Vinylvernetzungsmittel,
welche das härtbare Harz umfassen,kann in einem weiten Bereich variieren und kann nach dem Stand der
Technik gewählt werden, um die für die Endverwendung erwünschten Eigenschaften zu erhalten. Die härtbare Zusammensetzung kann
z.B. etwa 20 bis 80 Gew.-# an ungesättigtem Polyester und etwa 80 bis 20 Gew.-# an monomerem Vinylvernetzungsmittel
enthalten. Ein härtbares Harz, das weniger als etwa 20 Gew.-5*
- 11 * 309828/1090
an Vernetzungsmittel enthält, kann zu zähflüssig sein, um leicht in Form von Perlen dispergiert zu werden,und bei mehr als etwa
Gew.-^ an Vernetzungsmittel neigt das Harz zur Bildung von
Perlen, die relativ trüb sind und eine schlechte Lösungsmittelbeständigkeit
besitzen; außerdem härten solche Harze relativ langsam aus. Härtbare Harze sollten vorzugsweise etwa 20
bis 75 Gew.-$ an Polyester und etwa 25 bis 80 Gew.-#
an Vernetzungsmittel enthalten.
Bei Verwendung einer Mischung aus Styrol und Methylmet ha crylat als Vernetzungsmittel ist es empfehlenswert, das Styrol in
einer Menge von etwa 40 bis 80 Gew.-5ε und das Methylmethacrylat
in einer Menge von etwa 20 bis 60 Gew.-# zu benutzen. Wie bereits oben erwähnt wurde, wird durch das
Methylmethacrylat die Beständigkeit der Perlen gegen Ultraviolettstrahlen
verbessert. In je höherer Konzentration dieses Monomere verwendet wird, desdo höher ist die Beständigkeit
der Perlen gegen Ultraviolettstrahlen. Die beste Beständigkeit kann erreicht werden, indem man Methylmethacrylat als
einziges Vernetzungsmittel verwendet; dieses Monomere ist jedoch relativ teuer,und durch seine Anwesenheit wird die chemische
Widerstandsfähigkeit der Perlen verringert. Deshalb wird es vorzugsweise in Kombination mit Styrol verwendet.
Um das Härten'der polymerisierbaren Polyesterzusammensetzung
zu beschleunigen, sollten darin Initiatoren oder Katalysatoren enthalten sein. Beispiele für derartige Materialien sind
t-Butylperoktoat, BenζoyIperoxyd, Lauroylperoxyd, t-Butylperoxypivalat
und Bernstexnsaureperoxyd. Der Katalysator sollte vorzugsweise wasserunlöslich sein, da derartige Katalysatoren,
die oft als "öllösliche11 Katalysatoren bezeichnet werden, bei der Beschleunigung des Härtens viel wirkungsvoller
sind als wasserlösliche Katalysatoren. Vorzugsweise wird Lauroylperoxyd verwendet; unter Verwendung dieses Katalysators
wurden Perlen von ausgezeichneter Klarheit hergestellt.
- 12 -309828/1090
Der Härtungskatalysator kann in den bekannten Mengen verwendet
werden, zum Beispiel etwa 0,1 bis 5 #, bezogen auf
das Gewicht von Polyester und Vernetzungsmittel.
Um das Härten zu beschleunigen, können auch Katalysebeschleuniger,
wie z.B. Metall- oder Aminbeschleuniger, verwendet werden. Kobaltnaphthenat ist z.B. ein Metallbeschleuniger,
und Dimethylanilin ein Aminbeschleuniger. Sie können in den bekannten Mengen,z.B. etwa 0,05 bis 0,5 Gew.-^ an Aminbeschleuniger
und etwa 0,003 bis 0,1 Gew.-^ an Metallbenchleuniger,
bezogen auf das Gewicht von Polyester und Vernetzungsmittel, verwendet werden.
Wie bereits oben erwähnt wurde, können durch Verwendung einer Mischung aus Styrol und Methylmethacrylat als Vernetzungsmittel
Polyesterharzperlen mit verbesserter Beständigkeit gegen Ultraviolettstrahlen hergestellt werden. Eine
verbesserte Beständigkeit gegen Ultraviolettstrahlen kann auch dadurch erzielt werden, daß man der Reaktionsmischung
UV-Stabilisatoren zugibt. Es können die handelsüblichen UV-Stabilisatoren in den bekannten Mengen zugegeben v/erden.
UV-Stabilisatoren sind z.B. 4-Dodecyloxy-2-Hydroxylbenzophenon und 2(2' -Hydroxy-5 -methylphenyl)-benzotriazol.
Es können z.B. Mengen wie etwa 0,02 bis 1,0 56, bezogen
auf das Gewicht von Polyester und Vernetzungsmittel, verwendet werden.
Das Polyvinylalkohol-Suspensionsmittel hat die Aufgabe, die härtbaren, flüssigen Polyesterharzteilchen in diskreter
und dispergierter Form zu halten und die Dispersion während des Härtevorgangs aufrechtzuerhalten. Polyvinylalkohol als
Suspensionsmittel ist ein sehr bekanntes Material. Es wird im allgemeinen hergestellt, indem man die Azetatgruppen
von Polyvinylazetat vollständig oder teilweise hydrolysiert. So sind zum Beispiel Polyvinylalkohole erhältlich, deren
Hydrolysegrad zwischen 50 und 100 % liegt. Das Molekular-
* Eer Ausdruck "Beschleuniger" wird hier für die - 13 ε
.!genannten "Promotoren" verwendet.
309828/1090
gewicht von Polyvinylalkohol kann in einem weiten Bereich, z.B. zwischen etwa 2 000 und 200 000, schwanken. In dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird vorzugsweise ein Polyvinylalkohol verwendet, bei dem der Grad der Hydrolyse etwa
75 bis 90 % erreicht und dessen Molekulargewicht zwischen etwa 50 000 und 150 000 liegt. Es können auch Mischungen
.von verschiedenen Arten von Polyvinylalkohol verwendet werden. Es wurden ausgezeichnete Ergebnisse mit einem Polyvinylalkohol
erzielt, dessen Molekulargewicht bei etwa 125 000
lag und bei dem der Grad der Hydrolyse 87 bis 89 % betrug
(ein derartiger Polyvinylalkohol wird unter der Bezeichnung "Elvänol 50-42" von E.I.Dupont de Nemours & Co. vertrieben).
Die bei der Polymerisation in wässriger Suspension als Suspensionsmittel verwendete Menge an Polyvinylalkohol hängt
von dem jeweils polymerisierten härtbaren Harz sowie von dem Grad des Rührens der Suspension ab. Die Menge an Polyvinylalkohol
sollte wenigstens ausreichend sein, um die flüssigen Polyesterharzteilchen dispergiert zu halten; die Höchstmenge
wird von jener Menge bestimmt, welche die Suspension in eine Emulsion umwandeln würde. Der Polyvinylalkohol kann
beispielsweise in Mengen zwischen etwa 0,005 und 1 Gew.-^,
bezogen auf die Wassermenge im Suspensionsmedium, verwendet werden. Die wirksamste Menge an Polyvinylalkohol sollte
jedoch für jedes besondere System durch ,Vorversuche ermittelt werden.
Die Menge an Natriumchlorid, die in dem wässrigen Reaktionsmedium enthalten sein sollte, hängt von dem jeweils polymerisierten
härtbaren Harz und anderen veränderlichen Reaktionsbedingungen ab. Im allgemeinen können bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren Mengen an Natriumchlorid zwischen etwa 1 und 30 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des im Suspensionsmedium anwesenden Wassers, verwendet v/erden. Bei Verwendung
von weniger als 1 Gew.-^ wird die Klarheit der erhaltenen
Polyesterharzperlen nur wenig verbessert. Mengen von mehr als etv©
309 8 28/1090
25 Gew.-JIi an Natriumchlorid neigen dazu, die Wirksamkeit
des Polyvinylalkohols zu verringern, z.B. durch Aussalzen des letzteren aus der Lösung. Natriumchlorid wird vorzugsv/eise
in Mengen von etwa 5 bis 20 Gew.-% verwendet. Es wird jedoch
empfohlen, die Menge an Natriumchlorid bei jedem Reaktionssystem derart einzustellen , daß die erforderliche Klarheit
erreicht wird.
Die wässrige Suspension, welche das erfindungsgemäße härtbare Harz enthält, kann wie folgt hergestellt werden: Der ungesättigte
Polyester und das monomere Vinylvernetzungsmittel
werden zusammengegeben. Im allgemeinen entsteht dabei eine Lösung, in welcher das Polyester in dem Vernetzungsmittel
aufgelöst wird. Der Härtungskatalysator wird vorzugaweise der
erhaltenen härtbaren Zusammensetzung zugegeben. Dann kann man die härtbare Zusammensetzung in V/asser, welches das
Polyvinylalkohol-SuEpensionsmittel und das Natriumchlorid enthält, geben. Das volumetrische Verhältnis von Wasser zu
härtbarer Zusammensetzung kann in einem weiten Bereich schwanken. Das Wasservolumen sollte wenigstens ausreichend sein,
um eine leicht rührbare Mischung mit niedriger Viskosität zu ergeben, in welcher die exotherme Härtungsreaktion
leicht gesteuert werden kann; andererseits sollte das Wasservolumen nicht so hoch sein, daß das pro Einheit des
Reaktionsgefäßvolumere hergestellte Produkt in unnötig niedrigen Mengen erhalten wird. Das volumetrische Verhältnis von
Wasser zu härtbarer Zusammensetzung sollte z.B. von etwa 5 ; bis etwa 1 ; 1 betragen. Es können jedoch auch niedrigere
oder höhere volumetrische Verhältnisse verwendet werden.
Die wässrige Suspension an härtbarem Polyesterharz sollte
wenigstens so viel bewegt? werden, daß die härtbare Zusammensetzung
darin in Form von diskreten flüssigen Teilchen in
Suspension gehalten wird. Je stärker die Suspension bewegt wird, desdo feiner ist im allgemeinen die Teilchengröße des
härtbaren Harzes und der daraus gebildeten gehärteten Teilchen. Die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung kann
* d.h. gerührt oder geeehättelt - 15 -
309828/1090
durch das Ausmaß der Bewegung des Reaktionsmediums gesteuert werden.
Infolge der Anwesenheit des Suspensionsmittels und der Bewegung der wässrigen Suspension erhält man diskrete, kugelförmige,
flüssige Teilchen aus härtbarem Harz von unterschiedlicher Größe, z.B. von etwa 0,05 bis 5 mm,
■Daraus werden dann gehärtete, kugelförmige Teilchen aus Polyesterharz , welche in der Größe im wesentlichen den
ungehärteten, flüssigen Teilchen entsprechen, hergestellt.
Ein sehr wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß die flüssigen Teilchen aus härtbarem Polyesterharz
in relativ kurzer Zeit, z.B. zwischen etwa 10 und 200 Minuten, vollkommen gehärtet oder polymerisiert v/erden können.
Erfindungsgemäß hergestellte, vollkommen gehärtete oder vollkommen polymerisierte Polyesterteilchen sind wirklich
duroplastisch,d.h. sie können nicht schmelzen, wenn, sie
Hitze ausgesetzt werden.
Wenn man, wie oben beschrieben, gehärtete Teilehen in einer
relativ kurzen Zeitspanne herstellt, sollte man in einer bestimmten Weise vorgehen. Wie bereits oben erwähnt, sollte
dem härtbaren Harz ein Härtungskatalysator zugegeben v/erden. Außerdem sollte die Reaktion bei erhöhten Temperaturen
zwischen etwa 60 ö und dem Siedepunkt der wässrigen Suspension, d.h. etwa 10O0C, durchgeführt werden. Wenn die
Suspensionspolymerisation unter Druck durchgeführt wird, können auch höhere Temperaturen verwendet werden. Bei Verwendung
von Katalysebeschleunigern können Temperaturen wi© Zimmertemperatur oder noch niedrigere verwendet werden, um
die Teilehen in einem Zeitraum von etwa $0 Minuten bis etwa 2 Stunden zu härten.
Außerdem sollte die Reaktion in einer sauerstofffreien
Atmosphäre durchgeführt werden, um relativ schnelle Reaktionsgeschwindigkeiten
SU erhalten. Dies kann erreicht werden, indem
"- 16, 3Q9828/1090
man die Reaktion unter einem inerten Gas, wie z.B. Kohlendioxyd oder Stickstoff, durchführt. Verkürzte Reaktionszeiten
kann man auch erhalten, wenn man aufgelösten Sauerstoff aus dem wässrigen Medium entfernt. Dies kann leicht
erreicht werden, wenn man das wässrige Medium unter Rückfluß erhitzt und es mit einem inerten Gas, wie Stickstoff,
spült, bevor das härtbare Harz zugegeben wird.
Der pH-Wert des Reaktionsmediums sollte zwischen etwa 2 und gehalten werden. Bei einem pH-Wert über 8 neigt die Suspension
dazu, sich in eine Emulsion zu verwandeln. Bei einem pH-Wert unter etwa 2 erhält man relativ trübe Perlen.
Nachdem die flüssigen, härtbaren Polyesterharzteilchen polymerisiert
oder gehärtet worden sind, kann man die Reaktionsmischung abkühlen und die gehärteten Teilchen - z.B. durch
Abfiltrieren - aus dem wässrigen Medium abtrennen. Dann kann man die gehärteten Teilchen waschen, vorzugsweise mit
destilliertem Wasser, um das Polyvinylalkohol-Suspensionsmittel
zu entfernen. V/ahlweise kann man dem Reaktionsmedium auch zusätzliches Wasser zugeben, nachdem sich die gehärteten
Teilchen gebildet haben und bevor das Reaktionsmedium abgekühlt wird. Es wurde gefunden, daß durch Zugabe von zusätzlichem
Wasser zu dem Reaktionsmedium das trübe Suspensionsmedium leichter von den gehärteten Teilchen entfernt werden
kann. Dadurch wird die Klarheit der Teilchen erhöht. Die Menge an zusätzlichem Wasser sollte etwa 20 bis 100 % des
Volumens des Suspensxonsmediuins betragen.
Nachdem man die Teilchen aus dem wässrigen Medium abgetrennt hat, kann man diesem weiteren Polyvinylalkohol und Natriumchlorid
zugeben, um die gewünschten Konzentrationen dieser Materialien wiederherzustellen. Es kann auch notwendig sein,den
pH-Wert wieder einzustellen . Danach kann wieder härtbares Harz zugegeben und in gehärtete Teilchen umgewandelt werden.
- 17 309 8 28/1090
Nachdem die Teilchen aus dem wässrigen Medium abgetrennt sind, können sie bequem in einem Ofen getrocknet x^erden.
Wenn ein Trockenofen verwendet wird, kann es von Vorteil sein, diesen auch zum vollständigen Aushärten der Teilchen
zu benutzen, welche man im Reaktionsmedium nicht vollständig aushärten läßt; man kann diese Teilchen aus dem
Reaktionsmedium entfernen, bevor sie vollständig ausgehärtet sind und kann dadurch die Reaktionszeit verkürzen.
Obwohl die erfindungsgemäß hergestellten gehärteten, kugelförmigen
Polyesterharzteilchen auch als Isolier- oder als Versteifungsmittel verwendet werden können, wird ihr weitestes
Anwendungsgebiet wahrscheinlich bei der Lichtreflexion sein.
Zu derartigen Verwendungsarten gehört z.B. die Verwendung der Perlen in Verbindung mit lichtreflektierender Farbe
auf Fahrbahnen,wie Straßen, Flugplatzrollfeldern und
Parkrampen, und auf Straßenwarnschildern und Verkehrszeichen.
Wie aus den im folgenden beschriebenen Beispielen hervorgeht, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kugelförmige Teilchen oder Perlen hergestellt werden, die klar und
daher zur Verwendung bei der Lichtreflexion, z.B. der oben genannten
Art geeignet sind. Der Begriff "klar", wie er hier gebraucht wird, bedeutet im wesentlichen frei von milchigem
oder trübem Aussehen und im wesentlichen frei von weißen oder farbigen Teilchen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
können Ansätze von gehärteten Polyesterharzteilchen hergestellt werden, von denen im wesentlichen alle klar und
kugelförmig sind und die nur eine sehr kleine und unbedeutende
Menge, z.B. etwa 5 bis 10 Gew.-^, an Teilchen enthalten,
welche nicht klar und kugelförmig sind. Wie aus den im folgenden ausgeführten Beispielen ebenfalls hervorgeht, können
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gehärtete Polyesterharzperlen hergestellt werden, die im wesentlichen-frei von
Hohlräumen oder Gasblasen und Oberflächenkratzern sind.
* "propping agent"
" - ■■ — Ί8 —
3098 28/1090
Derartige klare Perlen besitzen ausgezeichnete optische Eigenschaften über einen weiten Bereich von Lichteinfallswinkeln
von etwa 1 bis etwa 90°, una sie sind deshalb für die Verwendung bei der Lichtreflexion geeignet.
Bei Verwendung in Verbindung mit Straßenmarkierungsfarben können die gehärteten Polyesterharzperlen in der Farbe vordispergiert
werden, und diese wird dann als Mittel- oder Randstrich auf die Straße aufgebracht. Die gehärteten
Polyesterharzperlen können aber auch sofort nach dem Aufbringen der Farbe auf die Farbstriche gestreut werden.
Auf diese Art sind die Perlen teilweise in die Farbe eingebettet, und der herausragende Teil der Perlen, der nicht
von der Farbe bedeckt ist, stellt ein Rückstrahlmedium dar. Andererseits sind auch solche Verkehrsmarkierungsfarben,
welche dispergierte Glasperlen enthalten, handelsüblich. Derartige Farben haben nach dem Auftragen so lange
schlechte Rückstrahleigenschaften, bis die Farbschicht, welche die obere Oberfläche der Perlen bedeckt, abgenutzt ist.
Die hohe Dichte der Glasperlen führt vor dem Auftragen zu einem raschen Absetzen der Perlen in der Farbe.
Bei Verwendung von lichtreflektierenden Farben, in denen die Perlen vordispergiert sind, sollten die Perlen vorzugsweise
einen Durchmesser von etwa 0,05 bis etwa 1,27 mm haben. Wenn die Perlen auf die lichtreflektierende Farbe
aufgebracht v/erden, bevor die Farbe trocknet, sollten die Perlen vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,075 bis
etwa 1,27 mm haben. Gehärtete Polyesterharzperlen oder
-kügelchen dieser Größe können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Als Beispiel werden in
der folgenden Tabelle A die Bestimmungen für die Perlengröße und die Perlengrößenverteilung für Perlen, die vom
Pennsylvania Highway Department (Straßenbauamt von Pennsylvania) zur Verwendung in Verbindung mit Verkehrsmarkierungsfarben
akzeptiert werden, aufgeführt. Nach dem erfindungsgemäßen
309828/1090
Verfahren können gehärtete Polyesterharzperlen oder -kügelchen
dieser Größen hergestellt werden.
Tabelle A
Perlengrößenverteilung
U.S.-Standardsiebserie, Durchgelassen Nr. Gew.-$
,16 100
20 98 - 100
$0 70-90
50 20-40
100 0-5
200 ' 0-1
Die oben genannten Bestimmungen hinsichtlich der Perlenoder Kugelgrößenverteilung sind typisch für die von anderen
U.S.-Staaten aufgestellten Bestimmungen . Es wird darauf
hingewiesen, daß die Maschenweite der oben genannten.Siebserie Nr. 16 - 2oo etwa 1,27 "bis 0,075 mm beträgt. Es können
also Perlen mit einem Durchmesser zwischen etwa 0,075 und etwa
1,27 mm in zufriedenstellender Weise verwendet werden.
Um zur Verwendung geeignet zu sein, sollten die Rückstrahlerperlen
noch eine Anzahl von anderen Eigenschaften besitzen, die jeweils mit der speziellen Verwendungsart auf dem Gebiet
der Iiichtreflexion variieren. Wenn die Perlen zum Beispiel
in Verbindung mit Straßenmarkierungsfarben verwendet werden, werden folgende Eigenschaften als wichtig angesehen: Brechungsindex,
Dichte, Bruchfestigkeit, chemische Beständigkeit, Beständigkeit gegen UV-Strahlen und gegen Feuchtigkeit.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können gehärtete Polyesterharzperlen
mit den vorgenannten Eigenschaften hergestellt werden. Erfindungsgemäß können insbesondere gehärtete PoIy-
309828/ 1090
esterharzperlen hergestellt werden, die einen Brechungsindex
zwischen etwa 1,5 und 1»7 und eine Dichte zwischen etwa
1.1 und 1.8 haben. Wie aus den nachstehenden Beispielen hervorgeht, besitzen die erfindungsgemäßen gehärteten Polyesterharzperlen
,eine gute Bruchfestigkeit, chemische Beständigkeit, Beständigkeit gegen UV-Strahlen und Feuchtigkeit.
Gehärtete Polyesterharzperlen mit besonders günstigen Eigenschaften
zur Verwendung in Verbindung mit Straßenmarkierungsfarben können hergestellt werden, indem man ein härtbares
Harz, welches etwa 20 bis 75 Gew.-$ eines durch Umsetzung
von Dipropylenglykol mit Maleinsäureanhydrid hergestellten
Polyesters und etwa 25 bis 80 Gew.-# Styrol enthält, polymerisiert.
Die Polymerisation wird in Wasser (etwa das 1 3-fache Harzgewicht) durchgeführt, welches etwa 0,02 bis
0,2 Gew.-# an Polyvinylalkohol und etwa 2 bis 10 Gew.-#
an Natriumchlorid enthält.
- 21 -309828/1090
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher. Es werden auch Vergleichsversuche beschrieben.
Wenn nicht anders angegeben, wurden die gehärteten Polyesterharzperlen
der Beispiele unter Verwendung der folgenden Vorrichtung und nach dem folgenden Vefahren hergestellt: Die Vorrichtung
bestand aus einem 500-ml-Kolben mit rundem Boden, der mit einem paddelartigen Rührer, einem Thermometer,
einem Rückflußkühler und Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung einer Stickstoffatmosphäre ausgestattet war. In den Kolben
wurden 200 ml destilliertes Wasser und gegebenenfalls Natriumchlorid gegeben. Im Wasser vorhandene aufgelöste
Luft wurde durch Erhitzen unter Rückfluß und Spülen mit Stickstoff entfernt. Danach wurde das Wasser auf 70 C
abgekühlt. Dann wurde das Pol;7vinylalkoho!-Suspensionsmittel
und 100 g der einen Katalysator enthaltenden härtbaren Zusammensetzung zu dem Wasser gegeben, ohne daß gerührt
wurde. (Der in allen Beispielen verwendete Polyvinylalkohol war "Elvanol 50-42" von E.I. Dupont de Nemours & Co,).
Die wässrige Zusammensetzung wurde dann bis zu dem gewünschten Grad gerührt, und es bildeten sich flüssige
Teilchen der härtbaren Zusammensetzung, die in dem wässrigen Medium dispergiert wurden. Diese wässrige Suspension wurde durch
eine elektrische Ummantelung erhitzt,um die flüssigen Teilchen zu härten.Nachdem die Teilchen gehärtet worden waren,wurde die
Reaktionsmischung auf 500C oder weniger abgekühlt,und die'
Teilchen wurden durch Abdekantieren und Abfiltrieren oder
mit einem Testsieb Nr. 120 (0,125 mm Maschenweite) abgetrennt und mit destilliertem V/asser gewaschen. Die gehärteten Teilchen
wurden in einer dünnen Schicht ausgebreitet und über Nacht bei Zimmertemperatur luftgetrocknet.
Die erste Gruppe von Beispielen, die in Tabelle 1 aufgeführt ist, zeigt, daß durch Verwendung von Natriumchlorid in der
— - - 22 -
309828/1090
Reaktionsmischung gehärtete Polyesterharzperlen mit verbesserter Klarheit hergestellt werden können. Aus den Beispielen
geht auch hervor, daß die Perlen nach dem erfinlimgsgemäßen
Verfahren in relativ kurzer Zeit, z.B. in weniger als 1 Stunde, hergestellt werden können. Das härtbare Harz
enthielt 60 Gew.-^ Styrol und 40 Gew.-^ eines ungesättigten
Polyesters mit einer Säurezahl von etwa 30 und einem Molekulargewicht von etwa I5OO und wurde durch Umsetzen von
Propylenglykol, Dipropylenglykol, Isophthalsäure und Maleinsäureanhydrid in einem Molarverhältnis von 1,73 :
0,84 : 1 : 1,4 hergestellt. Der Härtungskatalysator war t-Butyl-peroktoat in einer Menge von 1 Teil : 100 Teilen
an härtbarem Harz. Der Polyvinylalkohol war in einer Menge von 0,1 Teil : 100 Teilen V/asser anwesend. Die Reaktionsmischung wurde mit einer Geschwindigkeit von 220 UpM gerührt.
Die verwendete Menge an NaGl und die Härtungs- oder Erhitzungsbedingungen sind in der Tabelle angegeben.
Bsp. Hr. |
Menge an NaOl, Teile pro 100 Teile Wasser |
Erhitzungsbedingungen | 75-9O0C | 90-980C | Beschreibung der gehärteten Perlen |
1 2 3 |
0 5,0 10,0 |
Zeit in Min. | 16 25 16 |
22 9 10 |
trüb klarer als Beispiel 1 klarer als Beispiel 1 |
60-750G | |||||
4 4 5 |
Gemäß Tabelle 1 erschienen die trüben Perlen von Beispiel 1,
welche in Abwesenheit von NaCl hergestellt worden waren, etwas milchig und waren nicht durchsichtig, als sie unter
einem Mikroskop betrachtet wurden. Die Perlen der Beispiele 2 und 3 dagegen, welche in Anwesenheit von NaCl hergestellt
worden waren, waren unter dem Mikroskop fast vollkommen durchsichtig. Die gehärteten Harzteilchen der Beispiele 2 und 3
- 23 309828/ 1 090
hatten eine Größe zwischen etwa 0,59 und 0,14-9 mm (30 bis
100 mesh) und erschienen unter dem Mikroskop als vollkommen kugelförmig. Die gesamte Härtungszeit der Perlen lag zwischen
31 und 42 Minuten. Die allmähliche Härtung der Perlen bei
erhöhten Temperaturen diente dazu, die Kontrolle über die exothermische Reaktion zu erleichtern, welche ohne Re-.
gelung zum Rückfluß führen würde. Es wurde jedoch gefunden, daß durch Rückfluß im Anfangsstadium der Härtung die
Trübheit verstärkt wird.
Die nächste Gruppe von Beispielen in Tabelle 2 zeigt die Herstellung von klaren, hitzehärtbaren Polyesterharzperlen,
welche in Reaktionsmedien, die unterschiedliche Mengen an Polyvinylalkohol und NaCl in einer Menge von 10 Teilen pro
100 Teilen Wasser enthielten, hergestellt wurden. Das härtbare Harz enthielt 60 Gew.-# Styrol und 40 Gew.~$ des
in den Beispielen 1-3 verwendeten ungesättigten Polyesters. Als Katalysator wurde t-Butyl-peroktoat in einer
Menge von 1 Teil pro 100 härtbares Harz verwendet.
- 24 309828/1090
CD OO (Ό CO
CD CO CD
Bsp. Nr. - |
Menge an Polyvinyl alkohol, Teile pro 100 Teile Wasser |
Rühr- ge- schwin- digkeit UpM |
Erhitzungsbedingungen | 75-9O0C | * | 90-980C | Beschreibung der gehärteten Perlen . |
0,01 | 200 | Zeit in Min | 55 | 12 | leichte Klumpen bildung , klare Perlen |
||
5 | 0,025 | 220 | 60-750C | 18 | 5 | keine Klumpenbil dung, klare Perlen |
|
6 | 0,05 | 220 | 6 | 14 | 16 | leichte Klumpenbil dung, klare Perlen |
|
7 | 0,1 | 220 | 6 | 16 | 10 | keine Klumpenbil dung, klare Perlen |
|
8 | 0,1 | 220 | 6 | 25 | 15 | keine Klumpenbil dung, klare Perlen |
|
9 | 0,2 | 200 | 5 | 18 | 55 | keine Klumpenbil dung, klare Perlen |
|
■ 5 | |||||||
Die Perlen der Beispiele 4.-9 sind fast frei von zusammengebackenen
Perlen und frei von Trübheit. Bei dem für diese Beispiele verwendeten härtbaren Harz reichten relativ geringe
Mengen an Polyvinylalkohol aus, um die Suspension aufrechtzuerhalten.
Die Perlen hatten Größen zwischen etwa 0,42 und 0,125 mm
(40 bis 120 mesh) und waren bei mikroskopischer Untersuchung vollkommen kugelförmig.
Wie bereits oben erwähnt, schwankt die Größe und die Größenverteilung
der gehärteten Perlen je nach verwendetem härtbaren Harz, dessen Viskosität, der Geschwindigkeit, mit welcher
das Reaktionsmedium gerührt wird, usw. Die Beispiele in der nachfolgenden Tabelle 3 veranschaulichen die Herstellung
von gehärteten Perlen in verschiedenen Größen aus verschiedenen härtbaren Harzen und unter unterschiedlichen Reaktionsbedingungen. (In allen Beispielen bezieht sich die Siebnummer
auf U.S.-Standardsiebserien.) Als Härtungskatalysator wurde t-Butyl-peroktoat in einer Menge von 1 Teil pro 100 Teilen
an härtbarem Harz verwendet, .und bei den in den Beispielen der Tabelle 3 verwendeten härtbaren Harze handelte es sich um
die folgenden:
70 Gew.-# Styrol und 30 Gew.-?5 eines ungesättigten Polyesters,
der durch Urnsetzen von Propylenglykol, Phthalsäureanhydrid und Maleinsäu3?eanhydrid in einem Mol -Verhältnis von 3:2:1
hergestellt wurde;
70 Gew,-# Styrol und 30 Gew.-# eines ungesättigten Polyesters, der
durch Umsetzen der unter "A" genannten Reaktionsteilnehmer,
jedoch in einem Mol - Verhältnis von 3:1:2, hergestellt wurde;
- 26 309828/10 90
22 Gew.-% Styrol und 78 Gew.-% eines ungesättigten Polyesters,
der durch Umsetzen von Propylenglykol, Dipropylenglykol, Isophthalsäure und Maleinsäureanhydrid in einem Molverhältnis
hältnis von 1,73:0,84:1:1,4-0 hergestellt wurde;
60 Gew.-5ö Styrol und 4-0 Gew. -% des ungesättigten Polyesters
gemäß "C";
36 Gew.-# Styrol und 64- Gew.-% eines ungesättigten Polyesters,
der durch Umsetzen von propoxyliertem Bisphenol A, propoxyliertem Tetrabroin-bisphenol A und entweder Fumarsäure oder
Maleinsäureanhydrid hergestellt wurde (es handelt sich hier um ein unter dem Namen "Atlas 387" von der Pa. Atlas Chemical
Co. vertriebenes Handelsprodukt. Das Verhältnis der Reaktionsteilnehmer
ist. nicht bekannt.).
- 27 309828/1090
CD CO N>
O CO O
Bsp. Nr. |
• Härt bares Harz |
Menge in Tei len pro 100 Teile Wasser |
NaOl | Rührge schwin digkeit UpM |
Erhitzungsbedingungen | 75-9O0G | 90-980O | Perlengröße | 20 | 30 | 40 | 60 | 100 | 120 |
10 | Poly vinyl alkohol |
5 | 130 | Zeit in Min. | 6 | 60 | Gew.-?£, durchgelassen durch Sieb Nr. |
72 | 29 | 1 | ||||
11 | B | 0,1 | 5 | 160 | 60-75°C | 5 · | 60 | 14 | 92 | 46 | 1 | |||
12 | 0 | 0,1 | 5 | 112 | 2 | 17 | 20 | |||||||
13 | C | 0,1 | 5 | 140 | 3 | 10 | 13 . | 13 | ||||||
14 | D | 0,1 | .5 | 180 | 7 | 16 | 22 | 40 | 99 | <1 | ||||
15 | D | 0,1 | 10 | 240 | 4 | 16 | 19 | 65 | 93 | 2 | ||||
16 | D | 0,1 | 10 | 200 | 4 | 18 | 35 | 93 | <1 | |||||
17 | D | 0,1 | 5 | 370 (1) | 5 | 8 | 4-5 | 100 | 11 | 1 | ||||
18 | E | 0,2 | 5 | 370 (1) | 1 4 | 20 | 30 | 100 | 2 | |||||
0,2 | 6 | |||||||||||||
4 |
(D
Die Perlen dieser Beispiele wurden in einem Morton-Kolben hergestellt,
dessen Wände 4 symmetrisch angeordnete Kanten haben,zum Unterschied
von dem Kolben mit rundem Boden, der zur Herstellung der Perlen der '
übrigen Beispiele verwendet wurde.
N) U) O O
N) cn
In der Tabelle 3 sind Beispiele für Größen angegeben, in denen Perlen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
werden können. Ein "Vergleich zwischen den Perlen der Beispiele 12 und 13 zeigt, daß durch Erhöhung der .Rührgeschwindigkeit
bei dem gleichen System kleinere Perlen hergestellt v/erden. Ein Vergleich zwischen den Beispielen 13
und 14 zeigt, daß die Perlen von Beispiel 13 größer als die
von Beispiel 14 sind. Die Perlen dieser Beispiele wurden
aus demselben härtbaren Harz hergestellt, außer daß das Harz von Beispiel 13 weniger Styrol' enthielt und daher zähflüssiger
war (das härtbare Harz C von Beispiel 13 hatte eine Viskosität von 160 Poise, das härtbare Harz D von Beispiel
14- eine Viskosität von 2 Poise). Bei gleichbleibenden
übrigen Faktoren v/erden die Perlen größer, wenn die Viskosität des härtbaren Harzes zunimmt. Das härtbare Harz der
Beispiele 15 und 16 hatte eine Dichte, die der Dichte der
NaCl-Lösung sehr nahe kam. Dadurch wurde die Bildung einer
beständigen Suspension bei niedriger Rührgeschwindigkeit möglich. Durch die Verwendung des Morton-Kolbens in den
Beispielen 1? und 18 war es möglich, die Rührgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne daß eine Hohlraumbildung
entstand , d. h. ohne Spritzen und ohne Entstehung eines starken Wirbels, welcher einen großen Teil des Rührpaddels
freilegen würde. Wenn es beim Rühren spritzt, können Perlen mit Blasen entstehen, was bei der Verwendung zur Lichtreflexion
nicht wünschenswert ist. Es ist also möglich, durch Steuerung der veränderlichen Faktoren, wie z.B. der
vorgenannten, gehärtete Perlen in der gewünschten Größenordnung herzustellen.
Wie bereits oben erwähnt, kann man durch die Kombination des Polyvinylalkohol-Suspensionsmittels mit Natriumchlorid
gehärtete Polyesterharzperlen mit verbesserter Klarheit herstellen. Die folgende Gruppe von Beispielen in Tabelle 4
erläutert die Verwendung verschiedener härtbarer Harze und die Unterschiede in der Klarheit, die aus diesen Harzen hergestellte
gehärtete hitzehärtbare Teilchen aufweisen können.
. - 29 -
3 0 9 8 2 8/1090
Zur Herstellung der gehärteten Perlen der Beispiele in der .
folgenden Tabelle 4 wurden 0,2 g Polyvinylalkohol und 10 g Natriumchlorid unter Rühren zu 200 ml Wasser, in dem Reaktionskolben gegeben, danach wurde das v/asser unter Rückfluß erhitzt
und mit Stickstoff durchgeblasen, um die gesamte Luft zu entfernen. (Während der gesamten Reaktion wurde eine
Stickstoffatmosphäre aufrechterhalten.) Danach wurde das
wässrige Medium auf 700C abgekühlt, das Rühren wurde eingestellt,
und es wurden 100 g einer entgasten, härtbaren Harzlösung, die 1 g Lauroyl-peroxyd als Katalysator enthielt,
zugegeben. Es wurde nun wieder gerührt, und die Suspension wurde rasch in 5 - 10 Minuten auf 75°C erhitzt. Die Temperatur
wurde 1 Stunde lang auf 75-SO°C, 1/2 Stunde auf 87-91°C
und 1/4 Stunde auf 95-980C gehalten. Dann wurde der Inhalt
des Kolbens rasch auf etwa 300C abgekühlt, und die gehärteten
Perlen wurden danach in ein Sieb Nr. 325 (0,044 mm Maschenweite) geschüttet. Die Perlen wurden in Wasser -nochmals aufgeschlämmt,
in einem Sinterglastrichter abfiltriert, über Nacht getrocknet und schließlich noch mehrere Stunden
in einem Ofen bei 65-7O0C getrocknet.
Dann wurden die Perlen mit einem Mikroskop auf ihre Klarheit
untersucht. Man gab den Perlen relative Klarheitswerte zwischen 2 und 10. Der Klarheitsgrad von 2 wurde den Perlen
zuerkannt, die nur einen kaum wahrnehmbaren Grad von Trübheit oder Flecken aufwiesen; und ein Klarheitsgrad von 10
wurde jenen Perlen gegeben, die vollkommen milchig weiß aussahen. Perlen mit einer Klarheit zwischen diesen beiden
Graden wurden entsprechend eingestuft.
In Tabelle 4 ist auch die Ausbeute an Perlen angegeben, d.h. der Prozentsatz an hergestellten Perlen, bezogen auf das
in das Reaktionsgefäß gegebene Harz, und die pH-Werte der
Suspensionsmischungen nach Abschluß der Reaktion, gemessen bei Zimmertemperatur.
309828/1090
Bsp. ilr. |
Poly ester |
Härtbares Harz | Styrol Gew.-^ |
Rührge schwin digkeit UpM |
pH- End wert |
Aus- . beute % |
Klar heits- grad |
19 | pE(1) | Menge Poly ester Gew.-^ |
50 | 280 | 2.5 | 98 | 4 |
20 | II | 50 | 70 | 280-288 | 2.4 | 98 | 7 |
21 | H | 50 | 90 | 280-284 | 2.7 | 89 | 6 |
22 | PE(2) | 10 | 50 | 276 | 2.5 | 98 | 2 |
25 | It | 50 | 70 | 284 | 2.55 | 99 | 5 |
24 | H | 50 | 90 | 280 | 2.8 | 97 | 10 |
25 | PE(3) | 10 | 50 | 284 | 2.5 | 98 | 5 |
26 | It | 50 | 70 | 279-280 | 2.6 | 98 | 9 |
27 | It | 50 | 90 | 280 | 2.8 | 95 | 10 |
28 | 10 | 50 | 276 | 5.1 | 99 | 2 | |
29 . | It | 50 | 70 | 280-292 | 5.2 | 98 | 2 |
50 | Ii | 50 | 70 | 160 | - | 96 | 2 |
51 | tt | 50 | 90 | 276, | 5.7 | 99 | 6 |
10 |
(1) Polyester, hergestellt durch Umsetzen von Propylenglykol,
Phthalsäureanhydrid und Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis von 5:2:1.
(2) Polyester, hergestellt durch Umsetzen der Reaktionsteilnehmer von (1), jedoch im Molarverhältnis von 2:1:1.
(5) Polyester, hergestellt durch Umsetzen der Reaktionsteilnehmer
von (1), aedoch im Molarverhältnis von 5:1:2.
(4) Polyester, hergestellt durch Umsetzen von Dipropylenglykol
und Maleinsäureanhydrid in äquimolaren Mengen.
309828/1090
Aus den in Tabelle 4 aufgeführten Beispielen geht hervor,
daß die Perlen, die aus den härtbaren Harzen mit einem niedrigeren Anteil an Styrol hergestellt worden waren, eine
bessere Klarheit aufwiesen als jene, welche aiis den Harzen
mit höheren Anteilen an Styrol hergestellt worden waren. Es wurde außerdem z.T. durch mikroskopische Untersuchung festgestellt,
daß die aus den härtbaren Harzen mit einem niedrigeren Styrolanteil hergestellten Perlen glatter und gleichmäßiger
geformt,d.h. vollständig kugelförmig, waren als jene,die aus den
Harzen mit einem höheren Styrolanteil hergestellt worden waren.-Der Prozentsatz der zusammengebackenen Perlen war
bei allen Beispielen relativ gering; er lag zwischen etwa 1 und 10 Gew.-^, je nach verwendetem härtbaren Harz, mit
Ausnahme von Beispiel 21·, in welchem 50 - 70 Gew,-$ der
Perlen zusammengebacken waren; dies wurde dem außerordentlich hohen Anteil an Styrol im Harz und dem niedrigen Anteil
an ungesättigten Pumaratbindungen im Polyester zugeschrieben. Es wird angenommen, daß man mit dieser Harzzusammensetzung
bessere Ergebnisse erzielen könnte, wenn man die Eeaktionsbedingungen etwas abändern würde, z.B.
durch Erhöhung der Konzentration des Polyvinylälkohols.
Zur weiteren Verdeutlichung, welche Perlengrößen man durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten kann, ist in der
folgenden Tabelle die Größenverteilung der Perlen der Beispiele 28, 29 und 31 aufgeführt.
Perlen von Beispiel Nr. Gew. ~/j, durchgelassen durch
Sieb Nr.
14- 20 50 50 .
28 100 98,5 98 17 1,6
29 100 99,5 98,5 58 2
31 . 100 100 98,5· 40 1,7
- 32 30 9828/1090
Die Beispiele in der folgenden Tabelle 5 zeigen die Herstellung von gehärteten Perlen aus einer Polymerisationsreaktionsmischung
in Suspension, die auch einen UV-Stabilisator enthielt. Im Vergleich zu den vorangegangenen Beispielen
wurden bei den Beispielen der Tabelle 5 größere Mengen der Reaktionsteilnehmer verwendet. Die Reaktion wurde
in einem 5-l-D"P2ilialskolben, welcher mit einem Paddelrührer,
einem Thermometer und einem Kühlrohr ausgestattet war, durchgeführt. Es wurde Wasser in der doppelten Menge
des härtbaren Harzes zusammen mit 0,1 Teil Polyvinylalkohol und 5 Teilen Natriumchlorid, bezogen auf 100 Teile Wasser,
in den Kolben gegeben. Außerdem wurde der in Tabelle 5 aufgeführte UV-Stabilisator zugegeben. Das wässrige Medium
wurde unter Rühren unter Rückfluß erhitzt und mit Stickstoff durchgeblasen,um die Luft zu entfernen. (Während der gesamten
Reaktion ivurde eine Stickstoffatmosphäre aufrechterhalten.)
Dann wurde das wässrige Medium auf 70 C abgekühlt, das
Rühren v/urde eingestellt und die in Tabelle 5 angegebene Menge an härtbarem Harz in den Kolben gegeben. Das härtbare
Harz enthielt 70 Gew.-$ Styrol und 30 Gew.-^ eines ungesättigten
Polyesters, der durch Umsetzen von äquimolaren Mengen an Dipropylenglykol und Maleinsäureanhydrid hergestellt
worden v/ar; außerdem enthielt das härtbare Harz 1,0 Teil Lauroylperoxyd pro 100 Teile Harz. Die Reaktionsmischung v/urde gerührt und in 8 - 10 Minuten auf 75°C
erhitzt, und die Temperatur wurde 1 Stunde lang im Wasserbad, welches zur Regelung der anfänglich freiwerdenden Wärme
benutzt wurde, auf 75-8O0O gehalten. Danach wurde die Reaktionsmischung
1/2 Stunde auf 87-910C und dann 1/4 Stunde
auf 95-98 C gehalten. Anschließend wurde die Reaktionsmjschung
auf etwa JO0C abgekühlt und durch ein Sieb Nr. 325
(0,044 mm Maschenweite) geschüttet. Die gehärteten Perlen wurden in Wasser nochmals aufgeschlämmt, mit einem Sinterglastrichter
abfiltriert, über Nacht zum Trocknen stehengelassen und dann mehrere Stunden bei 60-75°0 in einem Ofen
getrocknet.
309828/ 1090
Bsp. Nr. |
Härt bares Harz, S |
UV-Stabi lisator, Menge in Teilen pro 100 Teile Harz |
Rührge schwin digkeit , UpM |
Ausbeute | Klarheits grad |
32 | 1000 | keiner | 176 - | 98 | 2 |
33 | 1250 | DOBP, 0,25^ | 160 | 98 | 2 |
34 | 1250 | DOBP, 0,5^ | 176 | ■ 98 | 2 |
35 | 1250 | TP, 0,25^) | 156 | 98 | 2 |
36 | 1250 | TP, 0,5 (2) | 132 | 99 | 2 |
(1) 4-Dodecyloxy~2-hydro:x:yben3ophenon (vertrieben von Eastman
Chemical Products, Inc. als DOBP)
(2) 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)-benzotriazol (vertrieben von
Geigy Chemical Corp. als Tinuvin P)
Die gehärteten Perlen der Beispiele 32 - 36 wurden
UV-Beständigkeitsschnelltests unterworfen. Es wurde gefunden,
daß die Perlen der Beispiele 34 und 36 die beste Beständigkeit gegen UV-Strahlen aufwiesen, und daß die Perlen
der Beispiele 33 und 35 eine bessere UV-Beständigkeit als die Perlen von Beispiel 32 besaßen. Obwohl alle Perlen von
ausgezeichneter Klarheit waren und den Klarheitsgrad 2 erhielten, wurde beobachtet, daß etwa 10 % der Perlen der.
Beispiele 33 und 34 nicht ganz so klar waren wie der Rest
der Perlen, und sie erhielten den Klarheitsgrad 2-4-« Etwa 5 Yü der Perlen der Beispiele 35 und 36 erhielten ebenfalls
den Klarheitsgrad 2-4.
Perlen der Beispiele 32 - 36 wurden auf ihre chemische Beständigkeit
getestet, indem man sie je eine Woche lang 3n H2SO4, 0,25n NaOH, 0,25n HCl, Wasser, 1m CaCl2 und
309828/1090
50 tigern NapS aussetzte. Die Versuchsauswertungen zeigten
weder eine Zersetzung, noch eine Verfärbung, Ätzung der Oberfläche, Mattwerden oder andere nachteilige Veränderungen.
Dagegen wurde gefunden, daß sich bei Glasperlen unter Einwirkung von Ο,25η NaOH und 50 ^igem Na0S die Klarheit verringert
hatte und beträchtliche Ätzungen der Oberfläche sowie eine Vertiefung der J'arbe aufgetreten waren.
Das folgende Beispiel 37 zeigt die Herstellung von klaren, gehärteten Polyesterharzperlen aus einem härtbaren Harz,
welches als Vernetzungsmittel eine Mischung aus Styrol und Methylmethacrylat enthält.
Die Perlen dieses Beispiels wurden aus einem härtbaren Harz, welches dem aus Beispiel 32 entsprach, außer daß der Styrolanteil
durch eine Lösung von gleichen Gewichtsteilen an Styrol und Hethylmethacrylat ersetzt wurde, hergestellt.
Die Mengen an Polyvinylalkohol, NaCl und Lauroylperoxyd als Härtungskatalysator entsprachen den in Beispiel 32 verwendeten
Mengen. Die Suspensionspolymerisation des härtbaren Harzes wurde im wesentlichen unter den gleichen Bedingungen
wie in Beispiel 32 durchgeführt.
Alle Perlen des Beispiels 37 waren von ausgezeichneter Klarheit und bekamen den Klarheitsgrad 2. Als diese Perlen
einem UV-Beständigkeitsschnelltest unterworfen v/urden, wurde gefunden, daß sie sogar noch beständiger waren als
die Perlen der Beispiele 34 und 36 in Tabelle 5. Durch Versuche
zeigte sich außerdem, daß die Perlen des Beispiels eine bessere Bruchfestigkeit als jene des Beispiels 32 aufwiesen.
Vor und nach dem UV-Beständigkeitstest v/urden die Brechungsindices
der Perlen von Beispiel 32 und 37 gemessen. Nach einer
- 35 309828/1090
7-tägigen Testbestrahlung wurde gefunden, daß der Brechungsindex
der Perlen des Beispiels 32 vor und nach dem Versuch derselbe war, nämlich 1.56. Nach einer Bestrahlung von 24 Tagenhatten
die Perlen des Beispiels 37 einen Brechungsindex von 1.53, der dem VJert vor dem Versuch entsprach.
Die Perlen des Beispiels 35, die einen Brechungsindex von 1.56 hatten, wurden mit einer Mischung von Dimethyl-dicblorsilan
und Trimethyl-chlorsilan (unter der Bezeichnung "Dri-Film
SO-77" von General Electric Go. vertrieben) wasserabweisend
gemacht. Die wasserabweisenden Perlen hatten einen Brechungsindex
von 1.56. Es wurde außerdem gefunden, daß diese Behandlung der Perlen nur wenig oder gar keine Auswirkung
auf die UV-Beständigkeit der Perlen hatte.
Es wurden verschiedene Muster von herkömmlichon Glasperlen
und den erfindungsgemäßen gehärteten, klaren Polyesterharzperlen auf weiße Verkehrsmarkierungsfarbe aufgebracht,
um die verschiedenen Eigenschaften der Perlen zu vergleichen.
Es wurde wie folgt vorgegangen: auf eine Glasplatte, etwa 10 x" 30 cm groß, welche zuvor mit einem Grundanstrich aus
v/eißer Farbe versehen worden war, um einen fast undurchsichtigen Untergrund zu erhalten, wurde eine Schicht aus
bekannter weißer Verkehrsmarkierungsfarbe (etwa 0,05 mm dick
und etwa 5 cm breit) aufgetragen. Sofort nach dem Auftragen des 5 cm breiten Farbstreifens wurden Perlen daraufgestreut.
Nachdem die überschüssigen Perlen durch Umwenden der Glasplatte entfernt worden waren, wurden die Proben
1/2 Stunde, in einen Ofen mit einer Temperatur von 50°C gegeben,
um den Trockenvorgang zu beschleunigen. Lose Perlen wurden durch leichtes Bürsten der Oberfläche entfernt.
Man erhielt eine einfache Schicht aus dicht aneinanderliegenden Perlen, die an der weißen Farbe hafteten.
Die'auf die Farbstreifen aufgebrachten Polyesterharzperlen
stammten aus dem Beispiel 32 in Tabelle 5. Die auf den Ver-
-36-30 9 828/1090
gleichs streifen verwendeten Glasperlen stammten vom Pennsylvania
highway Department und waren typische Glasperlen, wie sie in Verbindung mit Verkehrsmarkierungsfarben verwendet
werden. Versuche in Bezug auf die optischen Eigenschaften der Glas- bzw. der Polyesterharzperlen auf den
Farbstreifen ergaben, daß im Falle der letzeren die Reflexion
über einen weiten Lichteinfallswinkel viel größer war als bei Verwendung der Glasperlen. Es wurde zum Beispiel festgestellt,
daß die Rückstrahlung durch die Polyesterharzperlen bei einem Einfallswinkel von 3 etwa 20 % höher war
als durch Glasperlen.
Weitere Proben mit Glas- bzw. Polyesterharzperlen auf Streifen von gleicher Verkehrsmarkierungsfarbe wurden 3 Monate lang
den Wetterbedingungen im Freien ausgesetzt, um die 3?elative Verwitterungsbeständigkeit und die optischen Eigenschaften
nach der Freilufterprobmig zu bestimmen. Bei dieser Versuchsreihe
wurden auch die Polyesterharzperlen der Beispiele 33 - 37 bewertet.' Nach Ablauf der dreimonatigen Versuchsdauer wurde gefunden, daß - obwohl die Beständigkeit der
Glasperlen gegen Vergilben im allgemeinen besser war als die der gehärteten Polyesterharzperlen - die optischen Eigenschaften
der Polyesterharzperlen im allgemeinen besser waren als die der Glasperlen. Außerdem war die Beständigkeit
gegen Vergilben der Glasperlen nur geringfügig besser als die der Polyesterperlen, die den UV-btabilisator
enthielten (Beispiele 33 - 36). Von den verschiedenen untersuchten Polyesterperlen waren gene, die den UV-Stabilisator
enthielten, d.h. der Beispiele 33 - 36, und jene des Beispiels 37, die Hethylmethacrylat als Vernetzungsmittel
enthielten, beständiger gegen Vergilben als die Perlen des Beispiels 32, die keinen UV-Stabilisator und lediglich
Styrol als Vernetzungsmittel enthielten.
Aus der vorangegangenen Beschreibung geht hervor, daß die vorliegende Erfindung ein relativ einfaches und wirtschaftliches
Verfahren zur Herstellung von klaren, gehärteten
■ ■ · ■ . 37 -
30982 η/1090
Polyesterharzperlen schafft. Aus ungesättigtem Polyester
und dem Vernetzungsmittel, welche die gehärteten Perlen bilden, erhält man meist Ausbeuten von 100 °/o» Natriumchlorid,
welches der Polymerisationsreaktion in Suspension zur Erhöhung der Klarheit zugegeben wird, ist leicht erhältlich
und billig.
309828/1090
Claims (23)
- !Patentansprüche,lötverfahren zur Herstellung von gehärteten Polyesterharz-• teilchen von verbesserter Klarheit, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Stufen umfaßt:a) das Herstellen einer wässrigen Dispersion aus polymerisierbaren flüssigen Teilchen eines äthylenisch ungesättigten Polyesters und eines damit polymerisierbaren monomeren Vinylvernetzungsmittel,wobei als ungesättigter Polyester das Reaktionsprodukt einer Polykarbonsäure und eines Polyols verwendet wird und diese wässrige Suspension außerdem Polyvinylalkohol als Suspensionsmittel, um die flüssigen Teilchen in der wässrigen Phase der Suspension dispergiert zu halten, und Natriumchlorid in einer ausreichenden Menge, um die Klarheit der aus den flüssigen Teilchen hergestellten gehärteten Teilchen zu verbessern, enthält,undb) das Härten der flüssigen Teilchen in ihrem dispergierten Zustand zu diskreten, festen, gehärteten Polyesterharzteilchen mit verbesserter Klarheit durch Vernetzen des Polyesters mit dem monomeren Vinylvernetzungsmittel.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylalkohol in einer Menge von etwa 0,005 bis Gew.-$, bezogen auf das Gewicht des Wassers,in der wässrigen Dispersion anwesend ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumchlorid in einer Menge von etwa 1 bis 30 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des Wassers, in der. wässrigen Dispersion anwesend ist.- 39 309828/1090
- 4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Teilchen etwa 20 bis 80 Gew.-$, vorzugsweise bis etwa 75 Gew.-^, ungesättigten Polyester und von etwa 20 Gew.-$, vorzugsweise von etwa 25 Gew.-^, bis etwa 80 Gew.-$ des Vernetzungsmittel^ enthalten.
- '5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel Styrol oder Methylraethacrylat verwendet wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel aus etwa 40 bis 80 Gev/.-^· Styrol und etwa 20 bis 60 Gew.-fo Methylmethacrylat besteht.
- 7* Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Lauroylperoxyd als Härtungskatalysabor verwendet wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein UV-Stabilisator verwendet wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht des Polyvinyl alkohol s etv/a 2000 bis 200 000, vorzugsweise etwa 50 000 bis 150 000, und der Hydrolysegrad etwa 50 bis 100 $, vorzugsweise etwa 75 bis 90 fo, beträgt.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht des Polyvinylalkohols etwa 125 und der Hydrolysegrad etwa 87 bis 89 $ beträgt.
- 11. Verfahren nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumchlorid in einer Menge von etwa 5 bis Gew.-$, vorzugsweise von etwa 2 bis 10 Gew.-^, verwendet wird.309828/1090-*- 2300475
- 12. Verfahren nach Anspruch 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das volumetrische oder gewichtsmäßige Verhältnis von Wasser zu polymerisier"baren flüssigen Teilchen etwa 3 : 1 bis 1 : 1 beträgt.
- 13. Verfahren nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Teilchen in etwa 10 bis 200 Minuten in einer eauerstofffreien Atmosphäre zu Harzperlen gehärtet werden.
- 14. Verfahren nach Anspruch 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klarheit der Perlen durch Zugabe von weit er ein Wasser zu der wässrigen Dispersion, nachdem sich die gehärteten Perlen gebildet haben, verbessert wird.
- 15. Verfahren nach Anspruch 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen Kugelform aufweisen und einen Durchmesser von etwa 0,05 bis 5 mm, vorzugsweise bis etwa 1,27 mm, insbesondere etwa 0,075 bis 1,27 mm, haben.
- 16. Verfahren nach. Anspruch 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein ungesättigter Polyester eingesetzt wird, der durch Umsetzen von im wesentlichen äquimolaren Mengen von Maleinsäureanhydrid und Dipropylenglykol hergestellt worden ist.
- 17. Polyesterharzteilchen, insbesondere in praktisch idealer Kugelform, vorzugsweise mit einem Durchmesser von etwa 0,05 bis 5,0 mm,herstellbar nach dem λτ erfahren nach Anspruch 1-16.
- 18. Polyesterharzteilchen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser etwa 0,05 bis 1,27 mm, vorzugsweise etwa 0,075 bis 1,27 mm, beträgt.309828/1090MO
- 19. Polyesterharz teilchen nach Anspruch 17 - 18, dadurchgekennzeichnet, daß sie einen UV-Stabilisotor enthalten.t
- 20. Polyesterharz teilchen nach Anspruch 17 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie v/a ss er abweisend gemacht worden sind.
- 21. Polyesterharzteilchen nach Anspruch 17 --20, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa. 20 bis 80 Gew.-^, vorzugsweise etwa 20 bis 75 Gew.-$, eines äthylenisch ungesättigten Polyesters und etwa 20 bis 80 Gew.-$, vorzugsweise etwa 25 bis 80 Gew.-^, eines monomeren Vinylvernetzungsmittels, insbesondere Styrol oder Methylmethacrylat, hergestellt worden sind.
- 22. Polyesterharzteilchen nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 40 bis 80 Gew.-^ Styrolund etwa 20 bis 60 Gew.-fo Methylmethacrylat als Vernetzungsmittel hergestellt worden sind.
- 23. Polyesterharzteilchen nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 25 bis 80 Gew.-f> Styrol und etwa 20 bis 75 Gew.-f> eines ungesättigten Polyesters, welcher durch Umsetzen von im wesentlichen äquimolaren Mengen an Maleinsäureanhydrid und Dipropylenglykol hergestellt wurde, hergestellt worden sind.8 2^/1090
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US21562872A | 1972-01-05 | 1972-01-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2300425A1 true DE2300425A1 (de) | 1973-07-12 |
Family
ID=22803745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732300425 Pending DE2300425A1 (de) | 1972-01-05 | 1973-01-05 | Gehaertete polyesterharzteilchen und verfahren zu deren herstellung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS4879246A (de) |
CA (1) | CA1008583A (de) |
DE (1) | DE2300425A1 (de) |
GB (1) | GB1419127A (de) |
IT (1) | IT983215B (de) |
NL (1) | NL7217352A (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA011516B1 (ru) | 2005-01-13 | 2009-04-28 | Синвеншен Аг | Композиционный материал и способ его изготовления |
EP1937753A1 (de) * | 2005-10-18 | 2008-07-02 | Cinvention Ag | Duroplastische teilchen und herstellungsverfahren dafür |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3210443A (en) * | 1962-12-31 | 1965-10-05 | Socony Mobil Oil Co Inc | Preparation of substituted indenes |
-
1972
- 1972-12-12 GB GB5735672A patent/GB1419127A/en not_active Expired
- 1972-12-20 NL NL7217352A patent/NL7217352A/xx not_active Application Discontinuation
- 1972-12-21 IT IT5490672A patent/IT983215B/it active
- 1972-12-27 JP JP13010472A patent/JPS4879246A/ja active Pending
-
1973
- 1973-01-03 CA CA160,481A patent/CA1008583A/en not_active Expired
- 1973-01-05 DE DE19732300425 patent/DE2300425A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4879246A (de) | 1973-10-24 |
IT983215B (it) | 1974-10-31 |
NL7217352A (de) | 1973-07-09 |
CA1008583A (en) | 1977-04-12 |
GB1419127A (en) | 1975-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69730006T2 (de) | Photokatalytische überzugszusammensetzung und photokatalysator enthaltendes system | |
DE69524183T2 (de) | Optisches Kunststoffilter | |
DE2818102C2 (de) | ||
DE1569274A1 (de) | Transparente Kunststoffmasse | |
DE1955271B2 (de) | Unter Lichteinwirkung härtbare Überzugsmasse | |
DE69028128T2 (de) | Wässerige Dispersionssysteme von Photoinitiatoren und deren Verwendung | |
DE2264224A1 (de) | Herstellung eines vernetzten polystyrol-emulsionspolymerisats und seine verwendung zum trueben von kunststoffen auf methacrylatbasis | |
DE69933360T2 (de) | Redispergierbare emulsionspulver und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE10349063A1 (de) | Lumineszierende transparente Kompositmaterialien | |
DE2855791A1 (de) | Pigmentfreie waessrige beschichtungsmasse | |
EP0011190A1 (de) | Füllstoffhaltige, vernetzte Perlpolymerisate | |
DE2855792B1 (de) | Pigmentfreie wäßrige Beschichtungsmasse | |
DE2112718B2 (de) | Durch katalysatorzusatz haertbare ueberzugsmassen | |
EP1517778B1 (de) | Kombination aus baumaterial und badflüssigkeit zur verwendung in rapid-prototyping-verfahren | |
DE2063239C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Bläschen aufweisenden, vernetzten Polyesterharzkörnchen und Verwendung dieser Polyesterharzkörnchen | |
DE68927772T2 (de) | Wasserabsorbierendes Polymer und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3877251T2 (de) | Fluor enthaltendes a-b-blockkopolymer. | |
DE2300425A1 (de) | Gehaertete polyesterharzteilchen und verfahren zu deren herstellung | |
DE2146607C2 (de) | Durchscheinendes bis opakes Polymerisat-Gemisch | |
DE2323189A1 (de) | Verfahren zum herstellen von polyionkomplexen | |
DE3838806A1 (de) | Feuerwiderstandsfaehige verglasung und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2354006A1 (de) | Verfahren zur herstellung stabiler wasser-in-oel-emulsionen von wasserloeslichen polymerisaten | |
US3823202A (en) | Thermoset polyester resin particles | |
DE69031734T2 (de) | Fotovernetzbare polyamin-en-zusammensetzungen mit verbesserter härtungsgeschwindigkeit | |
DE2300376A1 (de) | Lichtreflektoren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination |