DE2364364B2 - Vernetzbare wäßrige Vinylestercopolymerisatdispersionen - Google Patents
Vernetzbare wäßrige VinylestercopolymerisatdispersionenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft vernetzbare wäßrige Copolymerisatdispersionen
aus Vinylestern, Monochloressig- so säurevinylester und gegebenenfalls weiteren äthylenisch
ungesättigten Monomeren.
Wäßrige Dispersionen aus vernetzbaren Copolymerisaten sind bekannt. Man unterscheidet dabei zwei
Methoden der Vernetzung: Vernetzung während der Herstellung durch Einpolymerisieren von polyfunktionellen
Monomeren wie Diallylverbindungen, Diacrylaten oder Dimethacrylaten oder nachträgliche Vernetzung
von einpolymerisierten reaktiven Monomeren wie Hydroxy-, Epoxy-, Halogenhydrin- oder aktivierten
Halogenverbindungen. Bei der ersteren Art der Vernetzung erhält man Copolymerisate mit bestimmtem
nachträglich nicht mehr beeinflußbarem Vernetzungsgrad. Außerdem sind bei einer stärkeren Vorvernetzung
die Latexpartikel weniger fließfähig, so daß eine genügende Filmbildung nicht gewährleistet ist. Die
nachträgliche Vernetzung von Copolymerisaten mit eineeba
itiven Monomeren bietet den Vorteil,
daß man iien Vernetzungsgrad in kontrollierter Weise
einstellen kann. Als Beispiele seien die Vernetzung von N-M.ethylolgruppen-halligen Polymerisaten durch Säuren
oder Wärme und die von Epoxidgruppen enthaltenden Copolymerisaten mit Diaminen erwähnt Auch der
Einbau von aktivierten chlorhaltigen Monomeren in Copolymerisate zwecks nachträglicher Vernetzung ist
bereits mehrfach beschrieben worden, so z. B. in der
DE-PS 12 04 407, der FR-PS 20 07 881 und der DE-OS
21 10 190. In allen diesen Fällen wurde jedoch das Copolymerisat zunächst isoliert und nach Zusatz von
Vernetzungsmitteln, Katalysatoren oder Beschleunigern, Füllstoffen und weiteren Zusätzen bei höherer
Temperatur vernetzt, wobei elastomere Formmassen erhalten wurden. Alkalisch vernetzbare Acrylester-Copolymerisatdispersionen
mit eingebauten Halogenalkancarbonsäurevinylestergruppen sind in der DE-OS
22 23 630 beschrieben. Diese Art der Vernetzung ist jedoch z. B. bei vinylacetatreichen Polymeren ungünstig,
da bei Einwirkung von Alkali sehr leicht eine Verseifung der Estergruppen eintritt Copolymerisate, die über 50
Mol-% Halogenalkancarbonsäurevinylester-Einheiten enthalten, sind in den deutschen Offenlegungsschriften
14 72 797, 15 97 513, 19 14 057 und 19 14 558 beschrieben. Diese Polymerisate wurden z. T. durch nachträgliche
Umsetzung von hydroxylgruppenhaltigen Polymeren mit Halogencarbonsäuren, zum Teil durch Copolymerisation
mit Halogenalkancarbonsäurevinylestem hergestellt Nachteilig bei der Copolymerisation von
Halogenalkancarbonsäurevinylestern in größerer Menge ist die molekulargewichtsreduzierende Wirkung der
Halogenkomponente (vgl. Vergleichsbeispiel 3).
Die vorliegende Erfindung betrifft nun die in den Patentansprüchen beschriebenen Gegenstände.
Die in den Copolymerisatdispersionen enthaltenen Polymeren sind mit und ohne Zusatz von Weichmachern
oder Filmkonsolidierungsmitteln filmbildend. In der Dispersion liegen die Polymerisate in unvernetzter
Form vor. Die Vernetzung erfolgt erst bei der Filmbildung, teilweise bereits bei Raumtemperatur
innerhalb weniger Stunden. Vernetzte Copolymerisatfilme aus der getrockneten Dispersion besitzen eine hohe
Wasser- und Lösungsmittelbeständigkeit und einen sehr geringen Schmelzindex im Vergleich zu Filmen aus der
getrockneten Dispersion ohne Vernetzungsmittel.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Copolymerisatdispersionen enthalten Copolymerisate aus 50—99,9
Gew.-% mindestens eines Vinylesters einer gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 1 — 18 C-Atomen,
beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylisobutyrat, Vinyllaurat oder Vinylstearat oder Vinylester
einer verzweigten gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 9—11 C-Atomen; vorzugsweise wird
Vinylacetat verwendet. Als reaktives Monomeres werden 0,1 — 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,5—10
Gew.-%, Monochloressigsäurevinylester eingesetzt. Die Copolymerisate können weiterhin mindestens ein
weiteres äthylenisch ungesättigtes Monomeres einpolymerisiert enthalten, nämlich (1) Äthylen, (2) ein
Λ-Monoolefin mit 3—18 C-Atomen wie Isobutylen,
Hexen-(l) oder Octen-(l), (3) einen Acryl-, Methacryl-, Malein- oder Fumarsäureester eines gesättigten einwertigen
aliphatischen Alkohols mit 1 —8 C-Alomen wie n-Butylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Methylmethacrylat
oder Di-n-butylmaleinat, (4) einen äthylenisch ungesättigten
Halogenkohlenwasserstoff wie Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, (5) Acrylamid oder (6) Acrylnitril. Die
Menge dieser weiteren Monomeren beträgt 0,0—49,9
Gew.-% bezogen auf die Ausgangsmonomerenmischung. Geringe Mengen stabilisierend wirkender
Monomerer wie Äthensulfonate, Acryl- oder Methacrylsäure können in bekannter Weise ebenfalls
mitverwendet werden.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Copolymerisatdispersionen können weiterhin G,5 bis 10 Gew.-%,
bezogen auf das Copolymerisat, mindestens eines Emulgators und/oder Schutzkolloids enthalten. Geeignete bekannte Emulgatoren sind nichtionogene Emulga-
toren, z. B. Oxäthylierungsprodukte von Alkylphenolen,
aliphatischen Alkoholen oder aliphatischen Carbonsäuren oder Blockcopolymerisate von Äthylenoxid und
Propylenoxid, ferner ionogene Emulgatoren wie Alkylarylsulfonate Alkylsulfate oder -sulfonate oder Sulfo-
bernsteinsäureester. Als Schutzkolloide können bekannte wasserlösliche Polymere wie Hydroxyäthylcellulose,
Carboxymethylcellulose, Copolymerisate des N-Vinylmethylacetamids. Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylalkohol verwendet werden.
Es können auch nach bekannter Weise emulgator- und schutzkolloidfreie Dispersionen durch Einsatz
höherer Mengen an hydrophilen Monomeren, wie beispielsweise Acrylamid oder durch Verwendung
höherer Mengen an Alkalipersulfaten als Initiatoren hergestellt werden.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen können weiterhin Weichmacher wie Dibutylphthalat oder Benzylbutylphthalat in üblichen Mengen, beispielsweise von
0—20 Gew.-%, bezogen auf das Copolymerisat, enthalten. Ferner können Lösungsmittel, Filmbildehilfsmittel, Entschäumer, Konservierungsmittel und andere
Hilfsstoffe in geringen Mengen anwesend sein.
Als Vernetzungsmittel werden den erfindungsgemäßen wäßrigen Copolymerisatdispersionen Aminoplast-
harze wie plastifizierte oder nichtplastifizierte Harnstoff-Formaldehydharze oder Melamin-Formaldehydharze, die gegebenenfalls teilweise oder voll veräthert
sein können, ferner acyclische Polyamine wie Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetramethylendiamin oder
Hexamethylendiamin, cyclische Polyamine wie Tricrotonylidentetramin oder Hexamethylentetramin, PoIyamidoamine oder Gemische aus Formaldehyd und
Ammoniak und/oder Aminen in Mengen von 0,05-10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5—5 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtmischung zugesetzt. Vorzugsweise wird Hexamethylentetramin verwendet. Der Zusatz kann unmittelbar nach der Herstellung der wäßrigen Copolymerisatdispersion oder kurz vor der Verarbeitung der
Dispersion erfolgen.
Das Vernetzungsmittel wird dabei der wäßrigen Copolymerisatdispersion als solches oder in Form einer
1 —10%igen wäßrigen Lösung zugesetzt. Beim Vermischen der wäßrigen Dispersion mit dem Vernetzungsmittel tritt noch keine Vernetzung ein, die Mischungen
sind längere Zeit stabil. Die Vernetzung erfolgt erst während der Filmbildung und kann durch Trocknung
der Copolymerisatfilme bei höheren Temperaturen beschleunigt werden. Die vernetzten Filme sind je nach
dem verwendeten Vernetzungsmittel und der Vernet-Zungstemperatur farblos bis schwach gefärbt. Insbesondere bei Verwendung von Hexamethylentetramin
werden farblose vernetzte Polymerisatfilme erhalten. Die Vernetzung der Filme läßt sich leicht durch
Schmelzindex-Messung gemäß DIN 53 735 sowie durch die Unlöslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln
feststellen.
vernetzbaren Copolymerisatdispersionen erfolgt in an sich bekannter Weise durch Polymerisation der
Monomeren in wäßriger Emulsion in Gegenwart von radikalischen Initiatoren. Dabei kann nach einem
»Ansatz«-, einem »Monomerenzulauf«- und einem »Emulsionszulauf-Verfahren« vorgegangen werden.
Beim »Ansatz-Verfahren« werden alle Ingredientien im Reaktionsgefäß vorgelegt, und die Polymerisation wird
durch Wärme oder Zugabe eines Katalysators gestartet; beim »Monomerenzulauf-Verfahren« wird die Hauptmenge des Monomeren über eine bestimmte Zeit der
Polymerisationsflotte zugesetzt, und beim »Emulsionszulauf-Verfahren« erfolgt die Zudosierung des Monomeren in wäßriger Emulsion. Bei Herstellung der
Vinylester/Äthylen-Copolymerisatdispersionen kann ebenfalls nach den erwähnten Verfahren gearbeitet
werden; die Polymerisation kann bei konstantem, steigendem oder fallendem Äthylendruck im Bereich
von 5 bis 150 Atmosphären erfolgen.
Die wäßrigen Copolymerisatdispersionen haben einen Polymerisatgehalt von 30—70 Gew.-%, bezogen
auf die Dispersion. Sie eignen sich besonders zur Herstellung von Überzügen auf Metallen, Papier, Holz,
Kunststoffen und Mauerwerk, als Pigmentbindemittel in Anstrichstoffen und im Bauwesen, als Bindemittel für
gewebte oder nichtgewebte Fasermaterialien sowie für Spezialklebstoffe, z. B. Möbelfolienklebstoffe oder Beflockungskleber.
Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen näher erläutert (die Viskositätsbestimmungen erfolgten
jeweils bei 200C):
In einen 30-1-Druckautoklav aus rostfreiem Stahl mit
Ankerrührer wurde eine Polymerisationsflotte aus folgenden Bestandteilen eingegeben:
144 g oxäthyliertes Nonylphenol mit 30 Mol Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol
21,6 g Natriumäthensulfonatlösung(25°/oig)
15 g Natriumacetat
54 g Polyvinylalkohol mit einem Verseifungsgrad von 88 MoI-% und einer Viskosität der 4%igen
wäßrigen Lösung bei 20° C von 18 cP und
2500 g Wasser
Nachdem die Lösung auf 70° C erwärmt worden war, wurden 10% einer Monomerenmischung aus 2,7 kg
Vinylacetat und 0,3 kg Monochloressigsäurevinylester schnell zugegeben und ein Äthylendruck von 20 at
eingestellt. Dann pumpte man die Restmenge des Monomerengemisches und eine Katalysatorlösung von
18 g Ammoniumpersulfat in 0,8 kg Wasser gleichmäßig zu und ließ bei 80° C zwei Stunden nachreagieren,
während man den Druck auf 20 at hielt. Als Reaktionsprodukt wurde eine homogene stabile wäßrige,
50gew.-%ige Vinylacetat/Monochloressigsäurevinylester-ZÄthylen-Copolymerisat-Dispersion mit einem
Äthylengehalt des Polymerisats von ca. 10 Gew.-°/o erhalten. Die Dispersion wurde in einer Schichtdicke
von ca. 0,5 mm Naßfilmdicke auf Glasplatten aufgegossen und bei Raumtemperatur 1 —2 Tage getrocknet. Ein
getrockneter Polymerisatfilm aus der Dispersion war nach Lagerung bei Raumtemperatur und nach Temperung bei 100° C in organischen Lösungsmitteln, wie
Dimethylsulfoxid, Trichloräthylen und Aceton löslich. Der Schmelzindex des Filmes J 2^c-Wert lag bei
100 g/10 Min. Wurde der Originaldispersion mit einem DH-Wert von etwa 5 oder der mit Ammoniak oder
Natronlauge auf einen pH-Wert von 7 eingestellten Dispersion Hexamethylentetramin in einer Menge von
10 g einer lOproz. wäßrigen Lösung zu 100 g Dispersion zugesetzt, so wurden nach Trocknung bei Raumtemperatur
vernetzte, farblose Filme erhalten. Die Filme waren unlöslich in den erwähnten organischen Lösungsmitteln,
der J ^°6°c- Wert lag unterhalb 0,1 g/l 0 Min.
100 Gewichtsteile einer wie in Beispiel 1 hergestellten
Vinyl&cetat/Monochloressigsäurevinylester/Athylen-Copolymerisatdispersion
wurden nach Einstellen mit Ammoniak auf einen pH-Wert von 7 mit 10
Gewichtsteilen einer 10%igen wäßrigen Lösung von Hexamethylendiamin versetzt Der Film aus der
Dispersion war nach Trocknung und Temperung bei 80° C während 4 Stdn. vernetzt und unlöslich in
organischen Lösungsmitteln, z. B. Aceton und Dimethylsulfoxid,
der J >^C-Wert lag unterhalb 0,1 g/10 Min.
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 2,55 kg Vinylacetat, 0,3 kg Vinylchlorid und
0,15 kg Monochloressigsäurevinylester bei 20 Atm. Äthylendruck eine wäßrige Vinylacetat/Vinylchlorid/
Monochloressigsäurevinylester/Äihylen-Dispersion
hergestellt Die Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-%, der Äthylengehalt des Polymerisats betrug 9%. Der Film aus der Dispersion war unvernetzt Durch Zusatz von 10 Gewichtsteilen einer 10%igen wäßrigen Lösung von Hexamethylentetramin zu 100 Gewichtsteilen Dispersion und Aufgießen der Mischung auf eine Glasplatte in 0,5 mm Schichtdecke wurde nach dem Trocknen ein vernetzter Polymerisatfilm mit einem Schmelzindex Jjf£c von unter 0,1 g/10 Min. erhalten.
hergestellt Die Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-%, der Äthylengehalt des Polymerisats betrug 9%. Der Film aus der Dispersion war unvernetzt Durch Zusatz von 10 Gewichtsteilen einer 10%igen wäßrigen Lösung von Hexamethylentetramin zu 100 Gewichtsteilen Dispersion und Aufgießen der Mischung auf eine Glasplatte in 0,5 mm Schichtdecke wurde nach dem Trocknen ein vernetzter Polymerisatfilm mit einem Schmelzindex Jjf£c von unter 0,1 g/10 Min. erhalten.
100 Gewichtsteile einer nach Beispiel 1 hergestellten
Vinylacetat/Monochloressigsäurevinylester/Äthylen-Copolymerisatdispersion
wurden mit 10 Gewichtsteilen einer 40proz. wäßrigen Formaldehydlösung und anschließend
mit der äquivalenten Menge wäßriger, 25%iger Ammoniaklösung versetzt. Der getrocknete
farblose Polymerisatfilm aus dieser Mischung war nicht mehr in Aceton löslich, der Schmelzindex Jjf6°c lag
unterhalb 0,1 g/10 Min.
Es wurde eine 50gewichtsprozentige wäßrige Copolymerisatdispersion
aus Vinylacetat und Monochloressigsäurevinylester mit einem Monomeren-Gewichtsverhältnis
von 97 :3 hergestellt. Der getrocknete Polymerisatfilm aus der Dispersion war löslich in Aceton, der
Schmelzindex J^; lag bei 50 g/10 Min. Nach Zugabe
von 20 g einer 1Ö°/oigen wäßrigen Hexamethylentetraminlösung zu 100 g der auf pH 7 eingestellten
Dispersion war der dann erhaltene Film vernetzt, eine Löslichkeit in Aceton war nicht mehr gegeben, der
J^°6°c-Wert lag unterhalb 0,1 g/10 Min.
Eine 50gewichtsprozentige wäßrige Vinylacetat/Monochloressigsäurevinylester/Di-n-butylmaleinat-Copolymerisatdispersion
mit einem Monomeren-Gewichtsverhältnis von 59 :2 :39, deren Film in Aceton löslich
war, wurde durch Zusatz von 10 g einer 10%igen wäßrigen Hexamethylentetraminlösung zu 100 g der
Dispersion vernetzt. Der farblose Film aus der
Dispersion ließ sich nich» mehr in Aceton lösen, der
J^o°c-Wert lag unterhalb 0,1 g/10 Min.
100 g einer 50gewichtsproi;entigen wäßrigen Vinyl-
acetat/Monochloressigsäurevinylester/Acrylsäure-nbutylester-Copolymerisatdispersion
mit einem Monomeren-Gewichtsverhältnis von 65 :5 :30 wurden durch
Zusatz von 5 g einer 10%igen wäßrigen Hexamethylentetraminlösung
vernetzt Der vorher in Aceton lösliche Film aus der Dispersion war nach der Amin-Zugabe in
Aceton nicht mehr löslich, der J^c-Wert lag unterhalb
0,1 g/10 Min.
Es wurde eine 50gewichtsprozentige wäßrige Dispersion aus Vinylacetat, Monochloressigsäurevinylester
und einem handelsüblichen Gemisch von Vinylestern verzweigter gesättigter Monocarbonsäuren mit ca. 10
C-Atomen mit einem Monomeren-Gewichtsverhältnis von 62 :5 :34 verwendet Ein getrockneter Polymerisatfilm
aus dieser Dispersion war löslich in Aceton, der Schmelzindex J^°6°c des Filmes lag bei 50 g/10 Min.
Nach Zusatz von 20 g einer 10%igen wäßrigen Hexamethylentetraaminlösung zu 100 g Dispersion war
eine Löslichkeit des dann erhaltenen Filmes nicht mehr gegeben, der Schmelzindex Jjfj0 des farblosen Filmes
lag unterhalb 0,1 g/10 Min.
B e ϊ s ρ i e 1 9
a) Herstellung ejner Vinylacetat/Monochloressig-
säurevinylester/Äthylen-Cogolymerisatdispersion
mit einem höheren Äthylenanteil
In ein 30-1-Druckreaktionsgefäß mit Temperaturregeleinrichtung
und Rührwerk wurde eine auf pH = 5 eingestellte Polymerisationsflotte, bestehend aus 5700 g
Wasser, 44 g des Oxäthylierungsproduktes aus 1 Mol Stearylalkoho! und 20 Mol Äthylenoxid, 115 g Polyvinylalkohol
mit einer Viskosität der 4%igen wäßrigen Lösung von I8cP und einem Verseifungsgrad von 88
Mol-%, 15 g wasserfreiem Natriumacetat und 12,5 g Natriumdisulfit eingebracht. Der Reaktor wurde mit
Stickstoff und Äthylen gespült, um weitgehend allen Sauerstoff zu entfernen. Anschließend wurde das
Rührwerk auf 150 U/Min, eingestellt 790 g einer Mischung aus 24 g Monochloressigsäurevinylester und
766 g Vinylacetat zugegeben, der Kesselinhalt auf 60° C erwärmt und eine Lösung von 6 g Ammoniumpersulfat
in 175 g Wasser zugegeben. Während des Aufheizvorganges
wurde Äthylen bis zu einem Druck von 45 Atmosphären zugegeben. Nach Einsetzen der Polymerisation
wurde bei einer Innentemperaiur von 6O0C und
einem Äthylendruck von 45 Atmosphären mit der sechsstündigen Dosierung einer Mischung aus 205 g
Monochloressigsäurevinylester und 6880 g Vinylacetat, einer Lösung aus 190 g Polyvinylalkohol mit einer
Viskosität der 4%ige'n wäßrigen Lösung von 18 cP und einem Verseifungsgrad von 88 Mol-% in 2000 g Wasser
und einer Lösung von 14,4 g Ammoniumpersulfat in 420 g Wasser begonnen. Nach beendeter Zudosierung
wurde der Ansatz mit einer Lösung von 3,6 g Ammoniumpersulfat in 105 g Wasser versetzt und
1,5 Stdn. bei einer Innentemperatur von 75° C nachge-
heizt. Anschließend wurde die Äthylenzufuhr abgestellt. Nach dem Abkühlen wurde eine 55gewichtsprozentige
Vinylacetat/Monochloressigsäurevinylester/Äthylen-Copolymerisatdispersion
mit einer Latexviskosität von
12 Poise, einer durchschnittlichen Teilchengröße der Latexpartikel von ca. 0,9 μ und einem Äthylehgehalt des
Polymerisates von 20Gew.-% erhalten. Die Eigenschaften
des Dispersionsfilms sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
b) Kombination der Vinylacetat/Monochloressig-
säurevinylester/Äthylen-Copolymerisatdispersion
mit vernetzend wirkenden Substanzen
c) Herstellung von PVC-Folien/Buchenholz-Verklebungen
Die Copolymerisatdispersion und Kombinationen der Copolymerisatdispersion mit verschiedenen vernetzend
wirkenden Substanzen wurden zur Herstellung von Verkiebungen von PVC-Möbelfolien auf Buchenholz
eingesetzt. Dabei wurde einmal die unkonfektionierte und einmal die konfektionierte Dispersion als Kleber
verwendet Die Konfektionierung wurde nach folgender Rezeptur durchgeführt: 100 Gewichtsteile der 50gewichtsprozentigen
Dispersion wurden in die vorher angeteigte Mischung aus 45 Gewichtsteilen Leichtspat
und 15 Gewichtsteilen Wasser eingerührt Nach 5 Min. kräftigem Rühren wurde in diese Mischung eine Lösung
aus 5 Gewichtsteilen Kolophonium in 5 Gewichtsteilen Toluol langsam eingerührt Nach 24stündigem Stehen
wurde die Verklebung der 2,5 cm breiten Hart-PVC-Folien
auf Buchenholz durchgeführt Nach viertägiger Konditionierung der Verklebungen bei 23° C und 50%
rel. Luftfeuchte wurde die Schälfestigkeit der Verklebungen bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen
Abzugsgeschwindigkeiten mit einer Zugprüfmaschine gemessen (Tabelle 2). Die Schälfestigkeiten der
Verklebungen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionen ohne Zusatz und der Vergleichsdispersionen
mit und ohne Zusatz lagen bei Einsatz der unkonfektionierten Dispersion bei 0,7 kp/2,5 cm. bei
Einsatz der konfektionierten Dispersion als Kleber bei 0,4 kp/2,5 cm. Diese Werte konnten durch Zusatz der
Vernetzungsmittel zu den erfindungsgemäßen Dispersionen, insbesondere durch Zusatz von Hexamethylentetramin,
um z. T. mehr als 300% gesteigert werden.
Der Copolymerisatdispersion wurden verschiedene vernetzend wirkende Substanzen in reiner Form oder in
Form ihrer wäßrigen Lösungen zugesetzt. Von diesen Kombinationen wurden Filme gegossen und deren
Eigenschaften, 7, B, der Schmelzändex j]?^°c nach is
Temperung bei Raumtemperatur und bei 1000C
untersucht. Die Ergebnisse mit den Dispersionen aus den Beispielen 9 bis 12 und den beiden Vergleichsbeispielen
1 und 2 (vgl. Sp. 8,9und 10)werden in Tabelle 1
wiedergegeben. Bei Messung der Schmelzindices der zusalzfreien Polymerisate aus den Beispielen 9 bis 12
und der Vernetzungsmittel enthaltenden Polymerisate aus den Vergleichsbeispielen 1 und 2 fließen die
Polymerisate gleichmäßig aus dem Gerätekessel, eine Vernetzung ist nicht erkennbar. Ein völlig anderes
Verhalten weisen die Copolymerisate der erfindungsgemäßen Dispersionen nach Kombination mit den
vernetzend wirkenden Substanzen auf. Bei der Messung fließen die Copolymerisate nicht mehr gleichmäßig aus
dem Gerätekanal, sie verlassen das Gerät in der Form bröckeliger Produkte, wie es von vernetzten Produkten
bekannt ist. Beim Zusatz von Melaminharzen erfolgt ein Teil der Vernetzung offenbar während der Messung, es
verlassen den Kanal während der Messung zunehmend kleinere Mengen. Besonders vorteilhaft ist die Vernetzung
durch Hexamethylentetramin. Die Vernetzung wird nicht nur deutlich durch die Schmelzindexmessung,
sondern auch durch Löslichkeitsprüfungen. Während Copolymerisatfilme aus den erfindungsgemäßen Dispersionen
ohne Zusatz in Dimethylformamid löslich sind, werden nach Zusatz der vernetzenden Substanzen
zu den Dispersionen unlösliche Filme erhalten.
Beispiel 10
Die Herstellung der wäßrigen Copolymerisatdispersion erfolgte wie in Beispie! 9a beschrieben, jedoch
wurde eine andere Monomerenmischung eingesetzt und bei einem Äthylendruck von 10 Atm. polymerisiert. Bei
Raumtemperatur wurde der wäßrigen Polymerisationsflotte eine Mischung aus 764 g Vinylacetat und 38 g
Monochloressigsäurevinylester zugesetzt, nach Einsetzen der Polymerisation wurde während 6 Stdn. eine
Mischung aus 6880 g Vinylacetat und 344 g Monochloressigsäurevinylester zugepumpt. Es wurde eine stabile
55gewichtsprozentige Dispersion mit einer Latexviskosität von 19 Poise und einem Äthylengehalt des
Polymerisats von 5 Gewichtsprozent erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
Die Herstellung der Dispersion erfolgte wie in Beispiel 9a beschrieben, jedoch wurde kein Monochloressigsäurevinylester
verwendet. Bei Raumtemperatur wurden der wäßrigen Polymerisationsflotte 764 g Vinylacetat zugesetzt, während der sechsstündigen
Dosierphase wurden 6880 g Vinylacetat der Polymerisationsmischung zudosiert. Es wurde eine 55 Gewichtsprozentige
wäßrige Vinylacetat/Äthylen-Copolymerisatdispersion mit einer Latexviskosität von 28 Poise
erhalten.
Beispiel 11
In das in Beispiel 1 beschriebene Reaktionsgefäß wurde eine auf pH 5 eingestellte Polymerisationsflotte,
bestehend aus 9200 g Wasser, 247 g Polyvinylalkohol mit einer Viskosität der 4proz. wäßrigen Lösung von
8 cP und einem Verseifungsgrad von 88 Mol-%, 247 g Polyvinylalkohol mit einer Viskosität der 4proz.
wäßrigen Lösung von 18 cP und einem Verseifungsgrad von 88 Mol-%, 15 g wasserfreiem Natriumacetat und
12.5 g Natriumdisulfit eingebracht. Der Reaktor wurde mit Stickstoff und Äthylen gespült, anschließend wurde
das Rührwerk auf 150 U/Min, eingestellt 790 g einer Mischung aus 8 g Monochloressigsäurevinylester und
764 g Vinylacetat zugegeben, der Kesselinhalt auf 6O0C erwärmt und eine Lösung von 6 g Ammoniumpersulfat
in 250 g Wasser zugesetzt Während des Aufheizvorganges wurde Äthylen bis zu einem Druck von 45
Atmosphären zugegeben, nach Einsetzen der Polymerisation wurde bei einer Innentemperatur von 6O0C und
einem Äthylendruck von 45 Atmosphären mit der sechsstündigen Dosierung einer Mischung aus 68 g
Monochloressigsäurevinylester und 6880 g Vinylacetat und einer Lösung aus 14,4 g Ammoniumpersulfat in
600 g Wasser begonnen. Nach beendeter Zudosierung wurde der Ansatz mit einer Lösung von 3,6 g
Ammoniumpersulfat in 150 g Wasser versetzt und 1,5
Stdn. bei einer Innentemperatur von 750C nachgeheizt.
Anschließend wurde die Äthylenzufuhr abgestellt, und
nach dein Abkühlen wurde eine 50gewichtsprozentige Vinylacvtat/Monochloressigsäurevinylester/Äthylen-
10
Copolymerisatdispersion mil einer Latexviskosität von 15 Poise, einer durchschnittlichen Teilchengröße von ca.
1 μ und einem Äthylengehalt des Polymerisats von 21 Gew.-% erhalten.
Die Herstellung der wäßrigen Copolymerisatdispersion erfolgte wie in Beispiel U, jedoch wurde mit einer
abgeänderten Monomerenmischung bei einem Äthylendruck von 5 Atm. polymerisiert. Bei Raumtemperatur
wurde der wäßrigen Polymerisationsflotte eine Mischung aus 764 g Vinylacetat und 76 g Monochloressigsäurevinylester
zugesetzt, nach Einsetzen der Polymerisation wurde während 6 Stdn. eine Mischung aus 6880 g
Vinylacetat und 688 g Monochloressigsäurevinylester zugepumpt. Die erhaltene Vinylacetat/Monochloressigsäürevinylester/Äthylen/Copolymerisatdispersion
hatte einen Festgehalt von 51 Gew.-% und eine Latexviskosität von 23 Poise.
Vergleichsbeispiel 2
Die Herstellung der Dispersion erfolgte wie in Beispiel 11 beschrieben, jedoch wurde kein Monochloressigsäurevinylester
verwendet. Bei Raumtemperatur wurde: der wäßrigen Polymerisationsflotte 764 g Vinylacetiit
zugesetzt und während der sechsstündigen Dosierphase wurden 6880 g Vinylacetat der Polymerisationsmischung
zudosiert. Es wurde eine 50gewichtsprozentige wäßrige Vinylacetat/Äthylen-Copolymerisatdispersion
mit einer Latexviskosität von 19 Poise erhalten.
Schmelzindices von Copolymerisatfilmen
Dispersion aus Beispiel | Vernetzend Zusatz |
wirkender | Schmelzindex J -^6 c | (g/10Min.) |
Art*) | Menge (g) bez. auf 100 g Dispersions- feststofT |
Temperung bei 20'C |
Temperung bei lrxrc während 12 Stdn. |
|
9 | _ | _ | 44 | 25 |
9 | A | 2,7 | 0,02 | 0,01 |
9 | A | 5,4 | 0,01 | 0,01 |
9 | B | 0,5 | 0,12/0,04/0,01 | |
9 | C | 0,5 | 2,9/1,2/0,6 | 0,04 |
9 | D | 0,5 | 1,2/0,6/0,3 | 0,08 |
10 | A | 2,7 | 0,01 | 0,01 |
Vergleichsbeispiel 1 | - | - | 3,5 | 2,3 |
Vergleichsbeispiel 1 | A | 2,7 | 4,2 | 2,7 |
Vergleichsbeispiel 1 | B | 0,5 | 3,2 | 1,2 |
11 | - | - | 2 | 8,8 |
11 | A | 2,7 | 0,01 | 0,1 |
11 | B | 0,5 | 0,2/0,1/0,03 | 0,03 |
12 | - | - | 30 | 25 |
12 | A | 5,4 | 0,3 | 0,1 |
Vergleichsbeispiel 2 | - | - | 2,5 | 2,3 |
Vergleichsbeispiel 2 | D | 1,5 | 3,6 | 1,9 |
*) A = Hexamethylentetramin. B = Teilveräthertes Tetramet |
hvlolmelamir | !-Kondensation | snrodukt mit 2_5 Meth | vläther-GruDDen |
pro Mol Melamin.
C = Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukt aus 1 Mol Melamin und 2,6 Mol Formaldehyd.
D = Pentamethylolmelamintetramethyläther.
Schälfestigkeiten von PVC-Folienverklebungen auf Buchenholz
Dispersion aus Beispiel | Vernetzend Zusatz |
wirkender | Schälfestigkeit bei 70°C u. 0,1 cm/Min. Abzugsgeschwindigkeit/ kp/2,5 cm |
Konfekt. Dispersion |
Art*) | Menge (g) bez. auf 100 g Dispersions feststoff |
Reine Disper sion |
0,4 | |
9 | _ | _ | 0,7 | 1,3 |
9 | Λ rv |
2,7 | 1,4 | 1,6 |
9 | A | 5,4 | 1,5 | 1,1 |
9 | E | 3,5 | 1,2 | 0,9 |
9 | F | 2,0 | 1,5 | 0,7 |
9 | B | 0,5 | 0,9 | 1,4 |
10 | A | 2,7 | 1,3 | 0,3 |
Vergleichsbeispiel 1 | - | - | 0,65 | 0,3 |
Vergleichsbeispiel 1 | A | 2,7 | 0,7 | 1,3 |
11 | A | 2,7 | 1,6 | 1,3 |
11 | G | 1,8 | 1,3 | 0,25 |
12 | - | - | 0,6 | 2,2 |
12 | A | 5,4 | 1,7 | 0,6 |
12 | D | 1,5 | 0,9 | 0,4 |
Vergleichsbeispiel 2 | - | - | 0,7 | 0,35 |
Vergleichsbeispiel 2 | A | 2,5 | 0,65 |
*) A = Hexamethylentetramin.
B = Teilveräthertes Tetramethylolmelamin-Kondensationsprodukt mit 2,5 Methyläther-Gruppen
pro Mol Melamin.
D = Pentamethylolmelamintetramethyläther. E = Diäthylentriamin.
F = Gemisch aus einem mit einem aliphatischen Glycidyläther modifizierten Polyamidoamin und
dem Umsetzungsprodukt aus einem araliphatischen Diamin mit Formaldehyd und Phenol.
G = Tetramethylendiamin.
Vergleichsbeispiel 3
Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abweichung, dcfi
ein Monomerengemisch aus 2,4 kg Vinylacetat und 0,6 kg ( = 20 Gew.-%) Monochloressigsäurevinylester
eingesetzt wurde. Als Reaktionsprodukt wurde eine stabile, wäßrige, 50gewichtsprozentige Vinylacetat/Mo-
nochloressigsäurevinylester/Äthylen-Copolymerisat-Dispersion erhalten; der Äthylengehalt des Copolymerisats
betrug 10 Gew.-%.
Der aus der Dispersion hergestellte, getrocknete Polymerisatfilm war nach Lagerung bei Raumtempera-
tür und nach Temperung bei 10O0C in Dimethylsulfoxid,
Trichlorethylen und Aceton löslich. Der Schmelzindex des Films(12?°6°C-Wert) laSbei 280 S/10 Min-
Nach Zugabe von 10 g einer lOprozentigen wäßrigen Lösung von Hexamethylentetramin zu 100 g der
Dispersion und anschließender Trocknung wurde ein Film erhalten, dessen Schmelzindex (I ^0-Wert)
38 g/10 Min. betrug. Auch durch Zugabe größerer Mengen von Hexamethylentetramin gelang es nicht,
den Polymerisatfilm so vollständig zu vernetzen, daß der Schmelzindex-Wert weniger als 1 g/10 Min. betrug.
Claims (4)
1. Wäßrige Dispersion eines vernetzbaren Copolymerisats
aus einem Vinylester und einem α-Halogenalkancarbonsäurevinylester sowie gegebenenfalls
weiteren ungesättigten Monomeren, die gegebenenfalls noch einen Weichmacher, 0,5 bis 10
Gewichtsprozent (bezogen auf das Copolymerisate eines Emulgators und/oder eines Schutzkolloids und ι ο
ein Vernetzungsmittel sowie andere übliche Zusätze enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das
Copolymerisat nach üblichen Polymerisationsverfahren in wäßriger Emulsion aus (a) 50 bis 99,9
Gewichtsprozent mindestens eines Vinylesters einer gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 1 bis
18 Kohlenstoffatomen, (b) 0,1 bis 15 Gewichtsprozent Monochloressigsäurevinylester und (c) 0 bis
49,9 Gewichtsprozent Äthylen, eines «-Monoolefins mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen, eines Acryl-,
Methacryl-, Malein- oder Fumarsäureesters eines gesättigten einwertigen aliphatischen Alkohols mit 1
bis 8 Kohlenstoffatomen, eines äthylenisch ungesättigten Halogenkohlenwasserstoffs, Acrylamid oder
Acrylnitril sowie gegebenenfalls (d) einer geringen Menge stabilisierend wirkender Monomerer erhalten
wird und die Dispersion einen Copolymerisatgehalt von 30 bis 70 Gewichtsprozent aufweist.
2. Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel ein Aminoplastharz,
ein Polyamin, ein Polyamidoamin oder ein Gemisch aus Formaldehyd und Ammoniak und/oder
einem Amin ist und in einer Menge von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgemisch)
vorliegt.
3. Dispersion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel Hexamethylentetramin
ist, das in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgemisch)
vorliegt.
4. Verwendung der Dispersion gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 zur Herstellung von Überzugsmitteln oder
Klebstoffen oder als Bindemittel für Fasermaterialien.
45
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