DE2542952A1

DE2542952A1 - Mechanisch stabiler koagulierbarer latex eines niedrig ungesaettigten elastomeren und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2542952A1
Application number: DE19752542952
Authority: DE
Inventors: Alan Beerbower; Gilbert W Burton; Paul L Malloy
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1974-09-27
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1976-04-01
Also published as: US3998772A; FR2286163B1; FR2286163A1; CA1044835A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 9. September 1975 Fü/rl/159

EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY, Linden, N.J. o7o36

USA

Mechanisch stabiler koaqulierbarer Latex eines niedrig ungesättigten Elastomeren und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen mechanisch stabilen koagulierbaren Latex eines niedrig ungesättigten Elastomeren und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Ein solcher Latex, der chemisch empfindlich ist, besitzt als Grundlage Butylkautschuk oder EPDM, ist leicht herzustellen und gibt handelsfähige Produkte mit etwa 50 bis 68 % Feststoffgehalt und einer erwünschten niedrigen Viskosität. Diese Latices werden im allgemeinen durch Emulgieren von Butylkautschuk oder EPDM in Form von Kohlenwasserstofflösungen unter Verwendung von Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel hergestellt. Butylkautschuk-Latices bilden die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Butylkautschuk ist natürlich ein in weitem Ausmaß genutztes Handelsprodukt. Es ist das Copolymerisat von Isobutylen oder einem anderen Isoolefin mit sehr ähnlichem Molekulargewicht mit einem Diolefin, gewöhnlich Isopren oder Butadien, wobei der Hauptbestandteil Isobutylen ist und der in geringerer Menge vorliegende Bestandteil Isopren oder Butadien. Butylkautschuk wird durch Copolymerisation bei niedrigen Temperaturen, d.h. im Bereich von -40 bis 164°C, in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Kata-

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lysators unter Verwendung von beispielsweise 1 bis 10 Gewichtsteilen Isopren und 99 bis 90 Gewichtsteilen Isobutylen hergestellt. Wenn der gewünschte Polymerisationsgrad erreicht ist/ kann die Polymerisation durch Einführung eines Inaktivators, wie Methylalkohol, Wasser, eines Amins, oder Isopropanol abgebrochen werden, wonach durch irgendeine geeignete Verfahrensweise, wie Filterpressen oder Filtrieren oder was sonst günstig erscheint, das Polymerisat aus der wässrigen Suspension gewonnen wird. Das Polymer wird dann entweder auf einem Tuch, das durch einen Tunneltrockner läuft, oder auf einem Walzentrockner getrocknet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Latices verwendeten Butylkautschuks durchschnittliche Molekulargewichte von etwa 200.000, es können aber auch Butylkautschuks mit anderen Molekulargewichten von 100.000 bis 350.0OO verwendet werden.

Der Ausdruck "EPDM" wird gemäß der Definition in ASTM-D-1418-64 verwendet und bedeutet ein elastomeres Terpolymer, das Äthylen und Propylen in der Hauptkette und ein Dien in der Seitenkette enthält. Verfahren zur Herstellung dieser Terpolymeren sind in den US-PS 3 280 082, GB-PS 1 030 289 und FR-PS 1 386 600 beschrieben» Die bevorzugten EPDM-Elastomeren enthalten etwa 45 bis etwa 80 Gew.% Äthylen, 2 bis 10 Gew.% Dienmonomer, Rest Propylen. Das Dienmonomer ist vorzugsweise ein nicht konjugiertes Dien, z.B. Hexadien, Dicyclopentadien, Äthylidennorbornen, Methylennorbornen, Propylidennorbornen und Methyltetrahydroinden. Ein typisches EPDM-Polymer besitzt eine Mooney-Viskosität von etwa 90 bei 100 C und wurde aus einem Monomeren-gemisch hergestellt, das einen Äthylengehalt von etwa 56 Gew.% und einen Gehalt an nicht konjugiertem Dien von etwa 2,6 Gew.% besitzt.

Bei der Herstellung eines Latex aus Butylkautschuk oder EPDM-Elastomer ist es üblich und normal, das Elastomer in einem ge-

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eigneten Lösungsmittel zu lösen, das unter gewöhnlichen Umständen flüssig ist, das aber später durch Destillation oder andere leicht durchführbare Mittel von dem Elastomeren getrennt wird. Übliche Lösungsmittel sind gewöhnlich die Kohlenwasserstoff lösungsmittel wie Hexan, Heptan, Oktan, Isooktan, die höheren Paraffin-Fraktionen wie Varsol, Solvesso 100 (eine im wesentlichen 100 % aromatische Kohlenwasserstoff-Fraktion mit einem Siedebereich von 157 bis 177 C), Benzol und Toluol. Die Lösung des Elastomeren in den üblichen Kohlenwasserstofflösungsmitteln wird "Zement" genannt. Zu diesem Zement wird eine wässrige Lösung eines Emulgators zugegeben.

Oft werden bei der Herstellung von Latices Antischaummittel zugegeben, um die Geschwindigkeit des Strippens von Monomeren oder Lösungsmittel durch Verhindern von Schaumaufbau zu vergrößern. Zur Verhinderung von Schaum und zum Brechen des Schaums können oxyäthylierte Alkohole oder Phenole, wie polyoxyäthyliertes Oktyl- oder Nonylphenol mit 7 bis 12 Äthylenoxideinheiten, höhere Alkohole wie 2-Oktanol, Tributylphosphat, Milch, Silikone, Fettsäuren und -ester und viele handelsübliche Gemische verwendet werden. Natürlich werden, falls nötig, diese Stoffe nur in der Menge verwendet, die für die gewünschten Ergebnisse benötigt werden.

Mit Zugabe des Emulgators und Wassers zu dem Butylkautschuk- oder EPDM-Zement wird das Material intensiv gemischt, wobei die zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten mit Hilfe einer geeigneten Homogenisierung, wie mit einer Kolloidmühle, einem Ultraschallmischer, einem Dispersator, einem Waring-Blender oder ähnlichem homogenisiert wird. Ein besonders geeigneter Homogenisator ist der Ultraschallmischer, der aus einer Pumpe besteht, die das Material durch eine Öffnung treibt und den Strom gegen eine Messerschneide oder eine vibrierende Klinge, die in einer Resonanz-

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glocke eingeschlossen ist, aufprallen läßt. Ein geeigneter Ultraschall-Homogenisator ist.der Sonolator, der von der Sonic Engineering Company vertrieben wird. Zusätzlich kann der von Gifford-Wood hergestellte Homogenisator oder eine Kolloidmühle verwendet werden oder eine Kombination eines Homogenisators und eines Sonolators können nacheinander benutzt werden. Im allgemeinen ist die Emulgierung nach drei oder vier Durchgängen durch die öffnungen und die Abscheroberflächen vollständig. Nach beendeter Emulgierung oder Homogenisierung wird das "Rohemulsion" oder "Rohlatex" genannte Material gestrippt, wobei das Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und noch in der Emulsion vorliegendes Wasser entfernt werden. Dies wird im allgemeinen durch Erhitzen der Rohemulsion auf 3 8 bis 93°C oder höher, je nach dem verwendeten Lösungsmittel, aber mindestens auf eine Temperatur, die zur Verflüchtigung des Lösungsmittels und zur Herstellung des fertigen Latex ausreicht, durchgeführt. Falls gewünscht, kann Vakuum angelegt werden. Das Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und ein Teil des Wassers wird mit üblichen Mitteln entfernt, wobei der fertige Latex als Endgemisch zurückbleibt, der im allgemeinen einen Feststoffgehalt von 50 bis Gew.% an EPDM oder Butylkautschuk enthält. Die Korngrößenverteilung des Latex hat im allgemeinen einen Durchschnitt unter einem Mikron.

Bei der Herstellung von Latices wurden verschiedene chemische Klassen von Emulgatoren verwendet. Eine besonders wertvolle Klasse sind die Carbonsäureseifen, bei denen eine Carbonsäure mit einem Alkalihydroxid wie Natronhydroxid, Kaliumhydroxid, Rubidiumhydroxid, Cäsiumhydroxid, mit Ammoniak oder einem Amin, wie Methylamin, Äthylamin oder Äthanolamin unter Bildung der Seife reagiert hat. Die Carbonsäure kann aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, der gesättigt oder ungesättigt

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sein kann, oder einem komplexen Kohlenwasserstoffringsystem gebildet sein. Im allgemeinen werden bei der Latexherstellung Fettsäuren wie Oleinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Linol -säure, natürlich vorkommende Gemische von Fettsäuren, oder die Terpen- und Tallölharzsäuren als Emulgatoren verwendet. Seifen dieser Stoffe haben die nützliche Eigenschaft, sowohl mit starken Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure und Salpetersäure als auch mit organischen Säuren, wie Essigsäure und Ameisensäure, mit mehrwertigen Kationen wie Ca , Al , Mg , mit Salzen wie Cyclohexylammonacetat, mit Äthylalkohol, Aceton usw. zu reagieren, so daß ihre Oberflächenaktivität zerstört wird und der unter Verwendung dieser Seifen hergestellte Latex gerinnt (koaguliert). Dies ist vorteilhaft beim Herstellen von Ballons, Handschun^usw. durch Koagulationstauchen und bei der Herstellung von Schaumgummi und Garn.

Es wurden Butylkautschuk-Latices hergestellt, wobei als Hauptemulgator Alkalimetallsalze oder Ammoniumsalze von Fettsäuren wie Kaliumoleat oder Natriumoleat verwendet wurden. Jedoch benötigen diese Latices im allgemeinen die Verwendung von anderen Schutzkolloiden und Stabilisatoren bei der Herstellung. Gemäß der US-PS 2 944 038 benötigt man sowohl Polyvinylalkohol als auch Oktylphenoxytriätoxyäthanol in Verbindung mit dem Fettsäuresalz bei der Herstellung des Latex. Dasselbe gilt für die US-PS 3 O62 767, wobei diese Stoffe während und.nach dem Strippen als Latexstabilisatoren wirken. Nichtionische Stabilisatoren stören den leichten Ablauf der Koagulation (Koazervation) und können Latices ergeben, die schwierig mit Säuren oder Salzen mehrwertiger Kationen zu koagulieren sind, da die nichtionischen Stabilisatoren nicht mit Säuren oder Salzen mehrwertiger Kationen koaguliert werden können.

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Eine weitere Technikherstellung von Latices wird in der US-PS 3 062 767 beschrieben, wobei ein verdünnter wässriger Emulgator und Rohlatex gemischt und das Lösungsmittel gestrippt wird. Die Verwendung von überschüssigem Emulgator zur Stabilisierung der Emulsionen ist unerwünscht. Cook führt in: Latex, Natural and Synthetic, Reinhold Publishing Corp., Nex York, 1956, 51 aus:"0bwohl sie sehr weitgehende Verwendung finden, sind mindestens zwei Einwände gegen den Gebrauch von Fettsäureseifen als Latexstabilisatoren zu erheben; Sie können die Viskosität in unerwünschtem Maße erhöhen und sie können ein leichtes Schäumen des Latex verursachen."

Für manche brauchbare Anwendungen wie Tauchen, Schaumherstellen und Garnerzeugung soll der gewählte Latexstabilisator einen stabilen Rohlatex und einen mechanisch stabilen Endlatex ergeben, ohne die Viskosität zu erhöhen und ohne die Koagulierbarkeit zu beeinflussen.»

Die Latices aus niedrig gestättigten Elastomeren gemäß der Erfindung besitzen vereint die gewünschten Eigenschaften guter mechanischer Stabilität, relativ niedrige Viskosität und ausgezeichneter Koagulierbarkeit, wobei letztere Eigenschaft die Fähigkeit des Endlatex ist, gegossen oder zu Filmen, Garnen und ähnlichem unter Verwendung von chemischen Koagulantien geformt zu werden. Die Koagulierbarkeit hängt zu einem großen Ausmaß von der Verwendung eines Emulgatorsystems ab, das seine oberflächenaktiven Eigenschaften nach Zugabe eines chemischen Koaguliermittels verliert. Latices mit guter Koagulierbarkeit, wie die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, bilden Filme von etwa 0,5 mm Dicke, wenn sie mit koagulierenden Reagenzien wie Säuren oder Kalziumsalzen behandelt werden. Latices mit schlechten Koagulxerexgenschaften ergeben Filme von nur etwa 0,05 mm Dicke.

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Die erfindungsgemäßen Latices zeigen auch ausgezeichnete mechanische Stabilität, und besitzen einen Koagulum-Wert von etwa 1,5 Gew.% oder weniger, bezogen auf das Gewicht des Rohlatex, wenn sie bei hoher Geschwindigkeit im genannten Scherverfahren oder einem Mischverfahren unterworfen wurden. Diese Eigenschaft wird durch etwa 30minütiges Mischen in einem Hochgeschwindigkeitsmischer bei etwa 19.000 Upm bei erhöhter Temperatur bewertet. Die erfindungsgemäßen Latices besitzen gewöhnlich einen Koagulum-Wert von etwa 0,5 bis 1,2 %.

Die erfindungsgemäßen Latices haben auch eine gute niedrige Viskosität im Bereich von etwa 1000 bis 2000, vorzugsweise etwa 900 bis 12OO cp (nach Brookfield). Wie dem Fachmann bekannt, ist die Viskosität abhängig von vielen Faktoren, einschließlich der Teilchengröße, dem Feststoffgehalt, der Art und Menge des oberflächenaktiven Mittels usw. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung besitzt eine Viskosität in einem optimalen Bereich. Beim Vergleich der mit dem erfindungsgemäßen Emulgatorsystem hergestellten Latices mit Latices, die nur unter Verwendung eines aus einem einfachen Carbonsäuresalz bestehenden Emulgators hergestellt wurden, stellt man wesentliche Viskositätsverbesserungen bei dem erfindungsgemäßen Latex fest.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß Latices aus niedrig ungesättigten Elastomeren, wie Butylkautschuk und EPDM, und insbesondere Butylkautschuklatices mit einer erwünschten niedrigen Viskosität und ausgezeichneten Koagulierbarkeit unter Benutzung üblicher Anlagen hergestellt werden können, indem man ein bestimmtes Stabilisatorsalz-Derivat als Teil des Emulgatorgemisches zum Zeitpunkt der Emulsion verwendet. Durch die Verwendung eines zusätzlichen Bestandteils im Emulgator, der eine langkettige aliphatische Mono- oder Dicarbonsäure oder ein An-

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hydrid in Form ihres Alkali-, Ammonium- oder Aminsalzes ist, wird verbesserte mechanische Stabilität sowohl bei Roh- als auch bei Endlatex ohne unerwünschten Anstieg der Viskosität und ohne die Koagulierbarkeit ungünstig zu beeinflussen, erreicht. Der langkettige aliphatische Rest der Säure, Dicarbonsäure oder des Säureanhydrids stammt im allgemeinen von einem niedrigen Alpha-Monoolefin ab, das nach wohlbekannten Polymerisationsverfahren polymerisiert oder copolymerisiert wird und Polymerisate von Propylen, Buten-1 oder Isobutylen mit durchschnittlichen Molekulargewichten zwischen etwa 500 und 3500 gibt. Eins der genannten Mono-Alphaolefine kann mit z.B. Styrol, Butadien, Isopren, Piperylen, Chloropren usw. zu den entsprechenden niedrigmolekularen Polymeren copolymerisiert werden. Nach der Kondensation mit ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren, entweder Mono- oder Disäuren oder ihren Anhydriden geben diese polymere kondensierte Säuren, Dicarbonsäuren oder Säureanhydride , die im Stand der Technik bekannt sind.

Herstellungsverfahren und Anwendungsmöglichkeiten hierfür werden z.B. in den US-PS 3 172 892 und 3 448 048 beschrieben. Gemäß diesen Patenschriften werden diese Verbindungen hergestellt und sind brauchbar (bzw. ihre Derivate) als Dispergiermittel in Schmierölformulierungen. Die ungesättigte Säureanhydrid-Komponente, mit der die Olefinpolymeren oder Copolymeren kondensiert werden, können Maleinsäureanhydrid oder Bernsteinsäureanhydrid sein. Die freien Säuren, mit denen die Olefinpolymeren oder Copolymeren kondensiert werden, können eine ungesättigte Carbonsäure wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Alphamethylacry!säure, Krotonsäure, Zimtsäure, Isokrotonsäure usw. sein. Die vorliegende Erfindung liegt nicht in der Bildung dieser Kondensationsprodukte, sondern in ihrer neuen Verwendung

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in Form eines Alkali-, Ammonium- oder Aminsalzes. Die Beispiele 1 bis 24 der US-PS 3 448 048 verdeutlichen in breitem Rahmen das Verfahren zur Herstellung der Acrylatkondensatverbindungen und Beispiel 1 der US-PS 3 172 892 zeigt, wie Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrid hergestellt wird. Einfache Neutralisation ergibt die Salzbildung entweder in situ oder als ein außerhalb und getrennt durchgeführter Neutralisationsschritt. Im allgemeinen bestimmt das Molekulargewicht des verwendeten polymeren Reaktanden das Molekulargewicht der Endkondensate, da die Hauptmasse des Molekulargewichts durch den polymeren oder copolymeren Substituenten der aliphatischen Carbonsäure dargestellt wird. Insbesondere erwies/Polyisobuteny!bernsteinsäureanhydrid in Form seines Kalium- oder Natriumsalzes mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 850 bis 15OO als geeignet. Auch das Polyisobutenylacrylsäuresalz in Form seiner Kalium- oder Natriumsalze mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 850 bis etwa 15OO ist unter dem Gesichtspunkt der Sicherung verbesserter mechanischer Stabilitätseigenschaften in Butyllatices brauchbar. Die Menge des eingesetzten Zusatzes liegt im allgemeinen zwischen etwa 0,5 und etwa 8 Teilen des zu-zusetzenden Salzes auf 100 Teile im Latex enthaltenen Butylkautschuks» vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 6 Teilen Carbonsäuresalz werden eingesetzt.

Diese Mengen ergeben einen Zwei-Komponenten-Emulgator, der im wesentlichen aus etwa 25 bis 80 Gew.% des genannten Ammonium-, Alkali- oder Aminsalzes der mit einem langkettigen Alpha-OlefinPolymerisat oder -copolymerisat substituierten organischen ungesättigten aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäure oder eines entsprechenden Anhydrids und 75 bis 20 Gew.% der Ammonium- oder Alkaliseife einer C₂ bis C₂ .-Fettsäure besteht. Vorzugsweise enthalten diese Emulgatoren etwa gleiche Mengen von jeder Kompo-

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nente, nämlich 45 bis 55 Gewichtsteile der polymeren Komponente und 55 bis 45 Gewichtsteile der C₂ ^bis C_ .-Fettsäureseife, wobei die besten Ergebnisse unter Verwendung von jeweils 50 Gew.% beider Komponenten erzielt werden. Als Zwei-Komponenten-Emulgatorsystem ist der erfindungsgemäße Emulgator ein neues Produkt und als solcher eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise ist der polymere Bestandteil das Kaliumsalz von Polyisobutenylsukzinat oder -acrylat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 850 bis 1500, vorzugsweise lOOO bis 1300.

Der entstandene Latex kann mit Vulkanisiermitteln wie Zinkoxid, Schwefel, Sulfid und Thiobeschleunigern und anderen üblichen Vulkanisiermitteln zur Herstellung von

getauchten Gegenständen, wie Chirurgen Handschuhen usw., gemischt werden. Bei dieser Verwendung wird die Koagulierung durch Vorbehandlung der zu tauchenden Artikel mit einer starken Mineralsäure oder bestimmten organischen Säuren wie Essigsäure oder Ameisensäure, mit anorganischen Salzen starker anorganischer Säuren wie Kalziumnitrat, Kalziumchlorid, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat, mit Isopropylalkohol oder anderen üblichen Koagulationsmitteln durchgeführt. Daran schließt sich das Vulkanisieren des so koagulierten Materials bei einer Temperatur von etwa 116°C, beispielsweise in ein bis zwei Stunden in einem Luftofen an. So erhält man Latexfilme von niedrig ungesättigten Elastomeren, die beispielsweise etwa eine Zugfestigkeit von

169 kg/cm und eine Dehnung von etwa 1000 % besitzen.

Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Butylkautschuk, ein Isobutylen (98,5 Mol%)-Isopren (1,5 Mol%)-Copolymerisat mit einem-durchschnittlichen Molekulargewicht von

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etwa 200.0OO (Exxon Butyl 268), wurde in Toluol gelöst und ergab eine 16 %ige Lösung. Zu 938 g dieser Lösung wurden 7,6 g (5 %) eines unter dem Namen Neofat 92-04 vertriebenen handelsüblichen Gemisches (77 % ölsäure, 6,5 % Palmölsäure und 6,5 % Linolsäure sowie jeweils 3 % Palmitin- und Myristinsäure) zusammen mit 15 g einer 50 %igen Lösung von Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrid in Toluol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1000 gegeben. Dies entspricht ungefähr 5 Teilen Polyisobuteny!bernsteinsäureanhydrid auf 100 Teile eingesetzten Kautschuk. Diese Lösung wurde gemischt und dann ein Gemisch von etwa 938 g Wasser und etwa 12,5 g einer 10 %igen wässrigen Alkalilaugelösung zur Neutralisierung des Emulgators zugesetzt. Die Polymerenlösung (der Zement) wurde langsam unter Rühren über 3 bis 5 Minuten hin zu dem Gemisch der wässrigen Kalilauge zugegeben. Das Gemisch besaß einen pH von etwa 10,1 und wurde mit 10 %iger wässriger KOH-Lösung auf etwa 10,5 eingestellt. Die gemischte Teilemulsion wurde dann etwa 15 Minuten lang durch einen Homogenisator geführt. Die Emulsion wurde dann in einen Rotationsverdampfer geleitet, worin das Toluol und überschüssiges Wasser gestrippt wurden und ein toluolfreier gestrippter Endlatex mit 61,5 % Festbestandteilen gewonnen wurde.

Es wurde gefunden, daß Butyllatices, die etwa 5,5 Gew.% Kaliumoleat und etwa 5,1 Gew.% Kalium-Polyisobutenylsukzinat oder -acrylat enthalten, ausgezeichnete mechanische Stabilität und geringe Viskosität besitzen, wie dies teilweise für das Bernsteinsäuresalz in Tabelle I gezeigt wird. Die Filmeigenschaften des aus einem Butyllatex mit etwa 5,5 Gew.% Kaliumoleat und etwa 5,1 Gew.% Kalium-Polyisobutylsukzinat vulkanisierten Gemisch sind gut, wie in Tabelle II gezeigt wird.

Dagegen besaßen Rohlatices, die unter Verwendung lediglich von 5,5 % Kaliumoleat ohne Bernsteins|iuresalz hergestellt wurden,

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schlechte mechanische Stabilität bei hoher Temperatur und können so nur unter Schwierigkeiten vom Lösungsmittel gestrippt werden. Der neue Endlatex besaß eine günstige Viskosität, wie in Tabelle I dargestellt. Wenn anstelle von 5 % Kaliumoleat 11 % Kaliumoleat verwendet werden, besitzt der erhaltene Latex bessere mechanische Stabilität bei hohen Temperaturen in Form des Rohlatex; der Endlatex hat jedoch eine unerwünschte hohe Viskosität, wie in Tabelle I dargestellt.

Tabelle I Vergleich von Butylkautschuk-Latices

mechanische Stabilität des Rohlatex

bei hoher Temperatur Viskosität Menge (Anm. a), % des

Emulgator (Gew.%) gebildetes Koagulum Endlatex

Kaliumoleat 5,5 15 % 825 cp

Kaliumoleat 5,5 0,9% 1140 cp

Kaliumiso-

butenylsuk-

zinat 5,1

Kaliumoleat 11,0 2,5 % 66OO cp

Anm. a Test für die mechanische Stabilität bei hoher Temperatur: 5O g Rohlatex mit bekanntem Feststoffgehalt werden in ein hohes 400 ml-Becherglas gegeben. Das Becherglas wird in ein Wasserbad von 82,2°C gestellt. Der Inhalt wird unter Verwendung eines Hamilton-Beach-Mischers bei 190OO Umdrehungen während 30 Minuten der Scherwirkung ausgesetzt. Das erhaltene Material wird mit Wasser verdünnt und durch ein Sieb einer lichten Maschenweite von O,147 mm und einer Drahtstärke von 0,107 mm (100 mesh) gesiebt. Die zurückbleibenden festen Bestandteile werden gewogen. Der Prozentsatz an gebildetem

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Koagulum bestimmt
zurückg
ursprün
standteile

sich aus: zurückgehaltene feste Bestandteile _1QO „ ursprünglich vorhandene feste Be-

Beispiel 2

Zwei koagulierbare Butyllatices wurden vermischt, wobei jeder die folgende Grundzusammensetzung besaß:

GewichtsteiIe trocken naß	182
100	8.O
4.0	4.8
3.0	8.4
5.0

koagulierbarer Butyllatex (ca. 55 % Festbestandteile)

Merac (1:1 mit Wasser verdünnt) ' Schwefel (68 % in Wasser)
Zinkoxid (60 % in Wasser)

Zinkdibutyldithiocarbamat (50 % in

Wasser) 4.0 8.O

Merac ist ein von der Penwalt Corp. hergestelltes Alkyldithiocarbamat

Der Latex wurde mit 10 %iger KOH auf pH 10,5 eingestellt. Er wurde in ein 300~ml Becherglas gegeben und die Zusätze in der angegebenen Reihenfolge zugefügt.

Ein erster koagulierbarer Butyllatex der oben angegebenen Grundzusammensetzung wurde mit 5 Gewichtsteilen Kaliumoleat vermischt und dann mit einem Scherblatt von 50,8 mm bei 600 üpm gerührt. Er koagulierte nach etwa vierstündigem Rühren Ein zweiter koagulierbarer Butyllatex, der dieselbe Grundzusammensetzung besaß und 5,8 Gewichtsteile Kaliumoleat sowie 5,1 Gewichtsteile Kaliumpolyisobutenylsukzinat (M: lOOO)enthielt, / zusammengestellt und dann mit einem Scherblatt von 50,8 mm

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Durchmesser bei 600 Upm gerührt. Nach 2 4stündigem Rühren war dieser Latex nicht koaguliert: Der letztgenannte Latex wurde zu Filmen vergossen und die Filme getrocknet. Nach einstündigem Vulkanisieren bei 116°C besaßen die Filme eine Zugfestigkeit von etwa 169 kg/cm und etwa lOOO % Dehnung.

Beispiel 3

In einem Verfahren ähnlich dem Beispiel 1, wobei jedoch statt 5,1 Gew.% Kaliumpolyisobutenylsukzinat 5,1 Gewichtsteile Kaliumpolyisobutenylacrylat von einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1300 eingesetzt wurden, wurde ein Latex hergestellt. Die Emulsion bildete sich ohne Schwierigkeiten. Bei Prüfung auf mechanische Stabilität bei hohen Temperaturen zeigte der Rohlatex einen annehmbaren niedrigen Koagulumwert von 1,2%.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines mechanisch stabilen koagulierbaren Latex eines niedrig ungesättigten Elastomeren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung eines Butylkautschuks- oder EPDM-Elastomeren in Kohlenwasserstoff mit Wasser und einem Emulgator vermischt, der im wesentlichen aus 0,5 bis 8,0 Teilen auf 100 Teile Elastomeres aus einer Ammonium- oder Alkaliseife einer Fettsäure mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen oder Gemischen solcher Fettsäuren und als zweitem Stabilisatorzusatz 0,5 bis 6 Teile auf 100 Teile des Elastomeren aus einem Ammonium, Alkali- oder Aminsalz einer mit einem langkettigen Alphaolefin-Polymeren oder -copolymeren substituierten organischen ungesättigten aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäure oder einem entsprechenden Säureanhydrid besteht, wobei die Salze des langkettigen Alpha-Olefin-

' polymeren oder-copolymeren ein durchschnittliches Molekulargewicht zwischen etwa 500 und etwa 3500 besitzen, das Gemisch homogenisiert und durch Einwirkung von Scherkraft emulgiert, die Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel daraus entfernt und den Latex gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Seife ein Alkali- oder Ammoniumoleat verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stabilisator-Salzzusatz das Alkali- oder Ammoniumsalz von Polyisobuteny!bernsteinsäureanhydrid verwendet .

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stabilisator-Salz das Kaliumsalz des Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrids mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1000 verwendet.

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5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 5 Teile der Seife verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 5 % des Stabilisatorzusatzes verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stabilisatorsalz ein Alkali- oder Ammoniumsalz einer Polyisobuteriylacrylsäure verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 1,2 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stabilisatorsalz ein Kaliumpolyisobutenylacrylat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 13OO verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Elastomer Butylkautschuk einsetzt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Elastomer ein EPDM einsetzt.

11. Ein mechanisch stabiler koagulierbarer elastomerer Latex, gekennzeichnet durch eine Viskosität von etwa 500 bis 2000 cp und eine mechanische Stabilität bei hohen Temperaturen von weniger als etwa 1,5 Gew.% Koagulum bei 82,2 C, er im wesentlichen aus 50 bis 68 Gewichtsteilen eines Butylkautschuk- oder EPDM-Elastonteren, Wasser, 0,5 bis 8,0 Teilen auf 1OO Teile Elastomer einer Ammonium- oder Alkaliseife einer Fettsäure mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und 0,5 bis 6,0 Teilen auf 1OO Teile Elastomer eines Ammonium, Alkali- oder Aminsalzes einer mit einem langkettigen Alphaolefinpolymeren oder -copolymeren substituierten organischen ungesättigten

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aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäure oder eines entsprechenden Carbonsäureanhydrids mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen etwa 5OO und 3 500 besteht.

12. Latex nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer Butylkautschuk ist.

13. Latex nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer EPDM ist.

14. Latex nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife ein Alkali- oder Ammoniumoleat ist.

15. Latex nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymersalz ein Alkali- oder Ammoniumsalz von Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrid oder Polyisobutenylacrylsäure mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 850 bis 1500 ist.

16. Latex nach Anspruch 11 bis 15, gekennzeichnet durch die Anwesenheit von 5 % der genannten Fettsäureseife.

17. Latex nach Anspruch 11 bis 16, gekennzeichnet durch die Anwesenheit von etwa 5 % des Polymersalzes.

18. Emulgator, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus

a) etwa 25 bis 80 Gew.% eines Ammoniunv-Alkali- oder Aminsalzes einer mit einem langkettigen Alphaolefin-Polymeren- oder -copolymeren substituierten organischen ungesättigten aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäure oder eines entsprechenden Säureanhydrids mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa "850 bis 1500 und

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b) 75 bis 20 Gew.% einer Ammonium- oder Alkaliseife einer Fettsäure mit 12 bis 2 4· Kohlenstoffatomen besteht.

19. Emulgator nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die Anwesenheit von 4 5 bis 55 % der Komponente a) und 55 bis 45 % der Komponente b) .

20. Emulgator nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente a) ein Salz der ölsäure ist.

21. Emulgator nach Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente b) ein Polyisobutenylsukzinat- oder -acrylat in Form des Kaliumsalzes ist und ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 850 bis 1500 besitzt.

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