DE2601200A1 - Waessrige dispersion eines eine epoxidkomponente enthaltenden vinylacetat-aethylen-copolymerisats - Google Patents
Waessrige dispersion eines eine epoxidkomponente enthaltenden vinylacetat-aethylen-copolymerisatsInfo
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Description
SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED
Osaka, Japan
Osaka, Japan
" Wäßrige Dispersion eines eine Epoxidkomponente enthaltenden
Vinylacetat-Äthylen-rCopolymerisats K
Priorität: 14. Januar 1975, Japan, Nr. 6599 /1975 16. Juli 1975, Japan, Nr. 87528/1975
Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Wäßrige Emulsionen von Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisaten,
nachstehend als VAE-Emulsionen bezeichnet, wurden bisher in einem breiten Umfang als Klebstoffe für verschiedene Materialien,
beispielsweise Papiere, Stoffe, Holz, Aluminium oder hydrophobe Polymerisate, z. B. Polyvinylchlorid oder Polystyrol, verwendet.
Der Grund hierfür ist ihr breiter Anwendungsbereich bei Klebstoffen. Darüber hinaus wurden die vorstehenden Emulsionen vielfach
in Klebstoffen, Beschichtungsmitteln und Textilpapierbeschichtungen verwendet, da die wäßrigen Dispersionen der* Copolymerisate
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ORIGINAL INSPECTED
Γ ~l
gute Pilmbildungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen aufweisen
und die gebildeten Filme eine sehr gute Wasser-, Alkali- und Wärmefestigkeit, Weichheit und Wetterbeständigkeit haben.
Diese Eigenschaften lassen sich in einem breiten Bereich durch Kontrolle der Zugabemenge des zu pol yme irisierende η Äthylens variieren»
Darüber hinaus lassen sich die wäßrigen Dispersionen auch sehr gut verarbeiten, da kein organisches Lösungsmittel eingesetzt
wird«
Andererseits erfüllen die VAE-Emulsionen nicht alle für die verschiedenen
Anwendungszwecke erforderlichen Eigenschaften, sondern
weisen noch manche Nachteile auf. Beispielsweise weisen die Emulsionen bei Verwendung als Klebstoffe für Polyolefinpolymerisate
eine ungenügende Klebefähigkeit auf. Weiterhin weisen die Emulsionen bei der Verwendung als Beschichtungsmittel infolge
ihrer hohen Klebrigkeit eine geringe Beständigkeit gegen Verfärbungen auf.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde versucht, die VAE-Emulsionen
durch Zugabe verschiedener Vernetzungsmittel zu vernetzen. Spezielle Beispiele für hierfür verwendbare Vernetzungsmittel
sind Allylester polyfunktlonelier Säuren, z. B. Triallylcyanurat,
Diallylfumarat oder Diallylraelamin, Divinyläther, Diallylather,
Vinylester mehrbasischer Säuren, z. B. Divinyladipat, oder N-Methylolverbindungen,
wie N-Methylolacrylamid oder N-Methylolmethacrylamid.
Die Vernetzungsmittel können während oder nach der Copolymerisationsreaktion des Vlnylacetats mit dem Äthylen
zugesetzt werden. Dieses Verfahren dient der Verbesserung der
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Eigenschaften des Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats, beispielsweise
der mechanischen Festigkeit und der Lösungsmittelbeständigkeit. Es dient jedoch nicht zur Verbesserung der Klebefähigkeit
gegenüber Polyolefinpolymerisaten und verbessert nicht die hohe Klebrigkeit der Beschichtungsmassen aus den vorstehenden Copolymerisaten.
Das vorstehende Verfahren verschlechtert im Gegenteil die besonderen Eigenschaften der VAE-Emulsion·
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wäßrige Dispersion eines Vinylacetat-Ä'thylen-Copolymerisats
zu schaffen, die ausgezeichnete Eigenschaften aufweist und die vorstehend beschriebenen Nachtelle
vermeidet.
Die Lösung der Aufgabe beruht auf dem überraschenden Befund, daß man eine solche erwünschte wäßrige Dispersion eines Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats
dadurch erhalten kann, daß man eine Epoxidkomponente enthaltendes Vinylacetat und Äthylen mit der Maßgabe
der Emulsionspolymerisation unterwirft, daß das Vinylacetat und das Äthylen im entstandenen Copolymerisat in einem bestimmten
Verhältnis zueinander stehen, und daß das Copolymerisat einen bestimmten Epoxidgehalt aufweist. Die auf diese Weise erhaltene,
wäßrige Dispersion weist bei der Verwendung in Beschichtungsmitteln
keine hohe Klebrigkeit, der Beschichtung auf und hat darüberhinaus
eine sehr gute Klebefähigkeit gegenüber Polyolefinpolymerisaten,
die durch Verwendung der bekannten VAE-Emulsionen nicht
in ausreichendem Maße erreicht wird.
Somit' betrifft die Erfindung den in den Ansprüchen gekennzeich-
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neten Gegenstand.
Im erfindungsgemäßeη Verfahren zur Herstellung der wäßrigen Dispersion
sind die Epoxidkomponente sowie das Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisat
homogen in den Teilchen der wäßrigen Dispersion enthalten· Die Umsetzung kann bei dem angegebenen spezifischen
pH-Wertbereich ohne Ringöffnung der Epoxidgruppe erfolgen. Dadurch besitzt die erhaltene erfindungsgemäße wäßrige Dispersion
in ausreichendem Maße vorteilhafte Eigenschaften bei Klebstoffen für Polyolefinpolymerisate und in Beschiehtungsmitteln.
" Die erfindungsgemäß als Vernetzungsmittel eingesetzte Epoxidkomponente
wird in monomerem Vinylacetat gelöst. Sofern die Epoxidkomponente dem Polymerisationsgemisch von Vinylacetat und
Äthylen zugesetzt wird, ohne zuvor in Vinylacetat gelöst zu werden, d. h. in Form einer unabhängigen Emulsion, entsteht ein
heterogenes Gemisch von Epoxidkomponententeilchen, Teilchen des Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats und von Teilchen des die
Epoxidkomponente enthaltenden Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisatst
Hierdurch wird die einheitliche Vernetzung des Copolymerisate mit dem Härter verhindert, wodurch die entstandene wäßrige
Dispersion eine verschlechterte Klebefähigkeit und die daraus hergestellten Beschichtungen verschlechterte Eigenschaften auf-
' weisen.
Der Gehalt an Epoxidkomponente in der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersion beträgt 0,5 bis 60 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisat, Bei einem ge-
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Γ ~l
ringeren Gehalt an Epoxidkomponente als 0,5 Gewichtsprozent weist
die erhaltene wäßrige Dispersion nicht die erwünschten Eigenschaften auf. Andererseits sind bei einem Gehalt von über 60 Gewichtsprozent
wichtige Eigenschaften des Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats, beispielsweise die sonst sehr gute Klebefähigkeit
gegenüber Polyvinylchlorid, Weichheit und Wetterbeständigkeit, verschlechtert.
Die verfahrensgemäß verwendbaren Epoxidverbindungen sind im monomeren
Vinylacetat löslich. Beispiele für verfahrensgemäß bevorzugt verwendbare Epoxide sind Bisphenol-A-Epichlorhydrin-•
Epoxide, Polyalkylenäther-Epoxide, Se i te nice tte η -enthaltende
Epoxide, alicyclische Epoxide, PoIy-
fettsäureester-Epoxide, Glyceryltriepoxide, Alkylphenol-Epoxide oder Novolak-Epoxide. Spezielle Beispiele für bevorzugt verwendbare
Epoxidverbindungen sind Glycidylepoxide, hergestellt durch
Kondensation von Epichlorhydrin mit einem Phenol, z. B. Hydrochinon, Resorcin, Catechin, Phloroglucin, Dihydroxydiphenyl,
Bisphenol A (2,2-Bis-(4-hydroxyphenol)-propan), Bisphenol P,
p-Hydroxyphenyläthan oder ein Phenol- oder Kresol-Novolak, Glycidylepoxide,
hergestellt durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit einem aliphatischen Polyol, z. B, Äthylenglykol, Butandiol,
Hexandiol, Polypropylenglykol, Glycerin, Erythrit oder 4,V-Dihydroxydicyclohexylpropan,
Glycidylesterepoxide, hergestellt durch Umsetzung einer aliphatischen, alicyclischen oder aromatischen
Polycarbonsäure mit Epichlorhydrin, z. B. Diglycidyladipat, Diglycidylphthalat, Diglycidylisophthalat, Diglycidylterephthalat,
Dlglycidylhexahydrophthalat oder Glycidyl-p-
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Γ
hydroxybenzoat, alicyclische Epoxide, ζ. B. Vinylcyclohexandioxid,
Dicyclopentadiendioxid oder Bis-(3,1»-epoxy-6-methylcyclohexyl)-adipat
oder Polyallylglycidyläther, hergestellt durch Polymerisation von Allylglycidyläther.
Die erfindungsgemäße wäßrige Dispersion kommt gemeinsam mit einem Härter zur Anwendung· Als Härter kommen vorzugsweise Amine
in Frage* Spezielle Beispiele für bevorzugt verwendbare Amine sind aliphatische Polyamine oder deren Addukte, z. B, Äthylendiamin,
Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin, Diäthylaminopropylamin oder deren Mono- oder Di-Epoxidaddukte,
heterocyclische Amine oder deren Addukte, z, B. N-Aminoäthylpiperazin,
aliphatische Polyamine dimerer Säuren oder deren Addukte, Polyamide dimerer Säuren mit aliphatischen Aminen,
aromatische Polyamine oder deren Addukte, z« B. m-Phenylendiamln,
Diphenyldiaminomethan oder deren Mono- oder Di-Epoxidaddukte, tertiäre Amine, z. B. Benzyldimethylamin oder Amine
aus Melamin-Formaldehyd-Vorkondensaten. weiterhin bevorzugt verwendbar
sind Polysulfide und Phenol-Formaldehyd-Vorkondensate.
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es wesentlich, den pH-Wert
im Emulsions-Polymerisationsgemisch in einem Bereich von 3 bis 7
zu belassen, damit sowohl die Ringöffnung der Epoxidgruppe als auch die Hydrolyse des Vinylacetats vermieden werden. Hierzu
kann eine geeignete, zur Einstellung des pH-Werts verwendbare Verbindung in der erforderlichen Menge eingesetzt werden, um
den pH-Wert des Reaktionsgemisches in dem erwünschten Bereich einzustellen. Spezielle Beispiele für bevorzugt verwendbare Ver-
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bindungen zum Einstellen des pH-Wertes sind Ammoniumhydrogencarbonat,.
Natriumhydrogencarbonat, Dinatriumphosphat, Natriumacetat, Ammoniak in Wasser, Essigsäure oder Salzsäure. Die vorstehenden
Verbindungen können alleine oder in einem Gemisch aus mindestens zwei Verbindungen eingesetzt werden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Emulsioniäpolymerisationsgemisch unter Verwendung verschiedener
Dispergiermittel dispergiert, beispielsweise unter Verwendung verschiedener wasserlöslicher hochmolekularer Verbindungen als
Schutzkolloide und/oder verschiedener nichtionischer oder anionischer Tenside als Emulgatoren. Diese Schutzkolloide und Emulgatoren
können alleine oder kombiniert eingesetzt werden. Spezielle Beispiele für bevorzugt verwendbare Schutzkolloide sind
Polyvinylalkohol, partiell hydrolysierte Polyvinylalkohole oder Cellulosederivate, z, B. Methylcellulose oder Hydroxyäthylcellulose»
Sofern das Schutzkolloid allein eingesetzt wird, d. h. ohne Verwendung eines Emulgators, wird vorzugsweise ein partiell
hydrolysierter Polyvinylalkohol mit einem mittleren Molekulargewicht von 310 bis 2 700 und einem durchschnittlichen Hydrolysegrad
von 70 bis 97 Molprozent in einer Zugabemenge von 2 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von Epoxidkomponente,
Vinylacetat und Äthylen, eingesetzt.
Spezielle Beispiele für bevorzugt verwendbare nichtionische Tenside
sind Polyoxyäthylenalkyläther, wie Polyoxyäthylenlauryläther, Polyoxyäthylenalkylphenoläther, wie Polyoxyäthylenoctylphenoläther
oder Polyoxyäthylennonylphenoläther, Polyoxyäthylen-
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Γ Π
sorbitanfensäureester (Sorbitan = Sorbitanhydrid), wie PoIyoxyäthylensorbitanraonolaurat
oder Polyoxyäthylensorbitanmonooleat oder Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockcopolymerisate
(Äthylenoxid Zugabemenge: 10 bis 80 Molprozent), Spezielle Beispiele für bevorzugt verwendbare anionische Tenside sind höhere
Alkoholsulfate, wie Natriumlaurylsulfat, Polyoxyäthylensulfate,
wie Natriumpolyoxyäthylenalkylsulfat oder Natriumpolyoxyäthylenalkylphenylsulfat,
Dialkylsulfosuccinate, wie Natriumdialkylsulfosuccinat^ oder Alkylbenzolsulfonsäuresalze. Diese Emulgatoren
werden vorzugsweise in einer Zugabemenge von 0,5 bis 8 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gesamtgewicht von Epoxidkomponente, Vinylacetat und Äthylen, eingesetzt.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt gewöhnlich
wie nachstehend beschrieben. Eine Dispersion aus Dispergiermittel (d. h, Schutzkolloid und/oder Emulgator) und der
vorstehend beschriebenen, den pH-Wert regulierenden Verbindung in Wasser sowie die Gesamtmenge oder ein Teil des eine Epoxidkomponente
gelöst enthaltenden Vinylacetats werden in einen Reaktor eingebracht. Das Gemisch wird unter Rühren dispergiert
und mit Äthylen versetzt. Das entstandene Gemisch wird sodann unter einem bestimmten Äthylendruck mit einem ,radikalbildenden
Polymerisationskatalysator sowie gegebenenfalls mit der verbliebenen Lösung der Epoxidkomponente in Vinylacetat versetzt,
mit
sobald das vorgelegte Vinylacetat/Äthylen gesättigt ist. Anschließend
wird das Gemisch der Emulsionspolymerisation unterworfen, gegebenenfalls unter Zugabe von Äthylen und der den
pH-Wert regulierenden Verbindung.
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Die Polymerisationstemperatur beträgt gewöhnlich 30 bis 9O°C.
Der Polymerisationsdruck wird entsprechend dem erwünschten Äthylengehalt eingestellt. Bei einem erwünschten Äthylengehalt im Polymerisat
von 5 bis 1IO Gewichtsprozent beträgt der Polymerisations-
druck vorzugsweise 3 bis 100 kg/cm .
Beispiele für im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Polymerisationskatalysatoren sind sämtliche freie Radikale bildende
Katalysatoren, beispielsweise Peroxide, die gewöhnlich bei der Emulsionspolymerisation verwendet werden. Vorzugsweise werden
Redox-Katalysatoren, d. h. eine Kombination eines Reduktions- und
Oxidationsmittels, eingesetzt. Spezielle Beispiele für dafür bevorzugt verwendbare Oxidationsmittel sind organische Peroxide,
wie Wasserstoffperoxid, Laurylperoxid. oder tert.-Butylhydroperoxid
oder anorganische Peroxosäuren, z. B, Ammoniumpersulfat, Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat oder Perborsäure, Als Reduktionsmittel
können sämtliche Reduktionsmittel eingesetzt werden, beispielsweise Bisulfite, Sulfoxylate oder Eisen(II)-Salze. Vorzugsweise
wird das Oxidationsmittel in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das eingesetzte Vinylacetat und
das Reduktionsmittel, in einer Menge von 25 bis 100 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Oxidationsmittel, eingesetzt.
Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen hängt von der Menge des zugesetzten Wassers ab. Er beträgt vorzugsweise
kO .bis 60 Gewichtsprozent.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen
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in Klebstoffen für Sperrholz zu Dekorationszwecken, das aus einem Olefinpolymerisat und einem Sperrholz besteht, ist es besonders
bevorzugt, einen partiell hydrolysierten Polyvinylalkohol als hauptsächlich eingesetztes Dispergiermittel und eine Epoxidverbindung
mit einem Epoxidäquivalent von höchstens 250 einzusetzen. In diesem Fall enthält die erhaltene wäßrige Dispersion 0,5 bis
höchstens 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis höchstens 5 Gewichtsprozent
der Epoxidkomponente und weist eine ebenso hervorragende Klebefähigkeit auf wie eine vergleichbare Dispersion mit
einem Gehalt an Epoxidkomponente von mindestens 5 Gewichtsprozent»
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben
ist. ,
3,5 Teile eines partiell hydrolysierten Polyvinylalkohols (mittleres
Molekulargewicht: 500, Hydrolysegrad: 90 Molprozent),
1,5 Teile eines partiell hydrolysierten Polyvinylalkohols (mittleres Molekulargewicht: 1 700, Hydrolysegrad: 86 Molprozent) sowie 0,01 Teile Natriumacetat werden in 90 Teilen Wasser dispergiert.
Die entstandene Dispersion wird mit einer Lösung von 3 Teilen Epichlorhydrin-Bisphenol Α-Polymerisat (Epoxidäquivalent:
186) in 97 Teilen monomerem Vinylacetat versetzt. Das entstandene Gemisch wird in einen Autoklaven eingebracht. Es wird
unter Rühren dispergiert und auf 60°C erwärmt. In das Gemisch wird anschließend Äthylen eingespritzt, bis der Druck 45 kg/cm
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beträgt,
Das entstandene Gemisch wird anschließend kontinuierlich mit einer lOprozentigen Lösung von Rongalit (Formaldehyd-Natrlumsulfoxylat-Dihydrat)
in Wasser und einer 0,5% Natriumacetat enthaltenden Lösung von 6% Ammoniumpersulfat in Wasser, als Polymerisationsinitiator,
versetzt. Das Polymerisationsgemisch wird bei einem pH-Wert von 5 bis 6 belassen. Nach 5stündiger Umsetzung und Prüfung,
ob weniger als 0,5 Gewichtsprozent Monomere verblieben sind, wird das Reaktionsgemisch zur Beendung der Polymerisationsreaktion abgekühlt. Die entstandene wäßrige Dispersion weist
• einen Peststoffgehalt von 55 Gewichtsprozent, eine Teilchengröße
von 0,90 u und eine Viskosität von 1 980 cps (EL-60 Upm ., 25°C)
auf. Sie enthält I1I ppm Grobteilchen, die von einem Sieb der
lichten Maschenweite 0,15 mm aufgehalten werden« Der Epoxidgehalt der Feststoffkomponenten .^beträgt 2,5 Gewichtsprozent und der
Äthylengehalt des Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats 17 Gewichtsprozent .
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch werden 94 Teile monomeres
Vinylacetat und 6 Teile Epoxidkomponente eingesetzt und der Äthy-
• lendruck beträgt k2 kg/cm . Der Epoxidgehalt der festen Polymerisatbestandteile
in der entstandenen wäßrigen Dispersion beträgt 4,8 Gewichtsprozent und der Äthylengehalt des Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats
beträgt 17»2 Gewichtsprozent.
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Beispiel 3
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird eine Dispersion von 3,0 Teilen eines partiell hydrolysierten Polyvinylalkohole
(mittleres Molekulargewicht: 1 700, Hydrolysegrad: 89 Molprozent)
1,5 Teilen Polyoxyäthylennonylphenoläther (HLBH: 18,5) und 1,5 Teile Polyoxyäthylennonylphenoläther (HLB: 14,3) in
90 Teilen V/asser eingesetzt, Es werden weiterhin 95 Teile monomeres Vinylacetat und 5 Teile Epoxidkomponente eingesetzt.
Der Peststoffgehalt der entstandenen wäßrigen Dispersion beträgt 56,1 Gewichtsprozent, die Teilchengröße 0,77 U und die Viskosität
1 200 cps (BL-60 Upm, 25°C). Die Dispersion enthält 10 ppm Grobteilchen, die von einem Sieb der lichten Maschenweite
0,15 mm aufgehalten werden. Der Epoxidgehalt der festen Polymerisatbestandteile
beträgt 4,1 Gewichtsprozent und der Äthylengehalt
des Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats beträgt 17,5 Gewichtsprozent.
+ HLB = Hydrophil-lipophil-Verhältnis
+ HLB = Hydrophil-lipophil-Verhältnis
3,5 Teile eines partiell hydrolysierten Polyvinylalkohols (mittleres Molekulargewicht: 500, Hydrolysegrad: 92 Molprozent),
1,5 Teile eines partiell hydrolysierten Polyvinylalkohols (mittleres Molekulargewicht: 1 700, Hydrolysegrad: 84 Molprozent) und
0,01 Teile Natriumacetat werden in 90 Teilen Wasser dispergiert.
Die entstandene Dispersion wird mit einer Lösung aus 20 Teilen einer flüssigen Epoxidverbindung (Epichlorhydrin-BisphenolrÄ-Polymerisat,
Epoxidäquivalentgewicht: 186) in 80 Teilen monomerein Vinylacetat versetzt. Das entstandene Gemisch wird in einen
Autoklaven eingebracht und unter Rühren auf 6O0C erwärmt. In das
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Gemisch wird anschließend Äthylen eingespritzt, bis der Druck 40 kg/cm2 beträgt.
Das entstandene Gemisch wird kontinuierlich mit einer lOprozentigen
Lösung von Rongalit in Wasser und einer °'5 % Natriumacetat
enthaltenden Lösung von 6% Ammoniumpersulfat in Wasser, als Polymerisationsinitiator,
versetzt« Das Polymerisationsgemisch wird bei einem pH-Wert von 5 bis 6 belassen. Anschließend wird 5 Stunden
umgesetzt. Nachdem festgestellt wird, daß die verbliebene Monomerenmenge weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt, wird das
Reaktionsgemisch zur Beendigung der Polymerisation abgekühlt. Die entstandene wäßrige Dispersion weist einen Peststoffgehalt von
55,2 Gewichtsprozent, eine Teilchengröße von 0,8 u und eine Viskosität von 1 860 cps (BL-.6O Upm, 25°C) auf und enthält 16 ppm
Grobteilchen, die von einem Sieb der lichten Mascheinweite 0,15 mm aufgehalten werden. Der Epoxidgehalt der festen Polymerisatbestandteile
beträgt 16,4 Gewichtsprozent und der Äthylengehalt des Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats beträgt 16 Gewichtsprozent.
1,5 Teile Hydroxyäthylcellulose (Äthylenoxid Zugabemenge:
2,5 Mol % ), 2,5 Teile Polyoxyäthylennonylphenoläther (HLB: 18,5), 1,0 Teile Polyoxyäthylennonylphenoläther (HLB: 14,3) und
0,01 Teile Natriumacetat werden in 80 Teilen Wasser dispergiert. Die entstandene Dispersion wird mit 40 Teilen einer Lösung von
40 Teilen einer festen Epoxidverbindung (Epichlorhydrin-Bisphenol Α-Polymerisat, Epoxidäquivalent: 480) in 60 Teilen mono-
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γ -ι
merem Vinylacetat versetzt. Das entstandene Gemisch wird in
einen Autoklaven eingespeist, Das Gemisch wird unter Rühren auf 5O°C erwärmt. In das Gemisch wird anschließend Äthylen ein-
2
gespritzt, bis der Druck 50 kg/cm beträgt. Anschließend wird das
gespritzt, bis der Druck 50 kg/cm beträgt. Anschließend wird das
Gemisch unter einem Äthylendruck von 50 kg/cm kontinuierlich gerührt,
bis das Vinylacetat mit Äthylen gesättigt ist. Das entstandene Gemisch wird sodann kontinuierlich mit einer lOprozentigen
Lösung von Rongalit in Wasser und einer 0,5% Natriumacetat ent haltenden 4%igen Kaliumpersulfatlösung in Wasser, als Polymerisationsinitiator,
versetzt. Gleichzeitig wird das Gemisch kontinuierlich innerhalb von H Stunden mit 60 Teilen der verbliebenen
Lösung des Epoxids in dem monomeren Vinylacetat versetzt. Das Polymerisationsgemisch wird sodann bei einem pH-Wert von 5»5 bis
6,5 belassen. Anschließend wird 6 Stunden reagiert. Nachdem festgestellt
wird, daß die verbliebene Monomerenmenge weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt, wird das Reaktionsgemisch zur Beendigung
der Polymerisationsreaktion abgekühlt. Die erhaltene wäßrige Dispersion weist einen Peststoffgehalt von 5^,8 Gewichtsprozent,
eine Teilchengröße von 0,7 u und eine Viskosität von 86Ο cps (BL-60 Upm, 250C) auf. Sie enthält 20 ppm Grobteilchen, die von
einem Sieb der lichten Maschenweite 0,15 mm aufgehalten werden. Der Epoxidgehalt der festen Polymerisatsbestandteile beträgt
33 Gewichtsprozent und der Äthylengehalt des Vinylacetat-Äthylen-Gopolymerisats
beträgt 15 Gewichtsprozent.
2 Teile Polyoxyäthylennonylphenoläther (Äthylenoxid Zugabemenge: 20 Mol % ), 2 !eile Polyoxyäthylennonylphenoläther (Äthylenoxid
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Zugabemenge: 10 Mol % ) und 0,4 Teile Natriumvinylsulfonat werden
in 100. Teilen Wasser dispergiert. Das Gemisch wird mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 5 eingestellt. Die entstandene Dispersion
wird mit 3P Teilen einer Lösung aus 30 Teilen einer festen Epoxidverbindung (Epichlorhydrin-Bisphenol Α-Polymerisat, Epoxidäquivalent:
920) in 70 Teilen monomerem Vinylacetat versetzt. Anschließend wird das entstandene Gemisch in einen Autoklaven eingebracht.
Das Gemisch wird unter Rühren auf 5O0C erwärmt. In das Gemisch
wird sodann Äthylen eingespritzt, bis der Druck 60 kg/cm beträgt. Nachdem das Vinylacetat mit Äthylen gesättigt ist, wird
das Gemisch kontinuierlich mit einer lOprozentigen Lösung von
. Rongalit in Wasser und einer öprozentigen Lösung von Ammoniumper-
in Wasser
- sulfat mit einem Zusatz von Ammoniak/ zur Einleitung der Polymerisation
versetzt. Gleichzeitig wird das Reaktionsgemisch während 4 Stunden mit 70 Teilen der restlichen Lösung der Epoxidverbindung
im monomeren Vinylacetat versetzt. Das Polymerisationsgemisch wird bei einen pH-Wert von 6 belassen. Anschließend wird 6
Stunden umgesetzt. Nachdem festgestellt wird, daß die verbliebene Monomerenmenge weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt, wird
das Reaktionsgemisch zur Beendigung der Polymerisationsreaktion
• abgekühlt. Die entstandene wäßrige Dispersion hat einen Peststoffgehalt
von 55 Gewichtsprozent, eine Teilchengröße von 0,2 u und eine Viskosität von 300 cps (BL-60 Upm, 25°C) und enthält 10 ppm
Grobteilchen, die von einem Sieb der lichten Mascheinweite 0,15 mm
aufgehalten werden. Der Epoxidgehalt der festen Polymerisatbestandteile beträgt 21,5 Gewichtsprozent und der Äthylengehalt des
Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats beträgt 28,5 Gewichtsprozent.
L J
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Die Messung des Epoxidäquivalents der festen Bestandteile der gemäß den vorstehenden Beispielen 1 bis-6 erhaltenen wäßrigen
Dispersionen erfolgt mit Hilfe der Salzsäure-Dioxan-Methode, wie sie in "High Polymer Compounds Analytical Handbook", Asakura
Shoten, 4. Auflage, 1970, S. 856, beschrieben ist. Aus den Ergebnissen der Messungen geht hervor, daß das Epoxidäquivalent
den berechneten Werten der eingespeisten Ausgangsverbindungen entsprichst. Dies bedeutet, daß im Verlauf der Polymerisationsreaktion keine Ringöffnung der Epoxidverbindungen auftritt«
100 Teile der gemäß den Beispielen 1 bis 3 hergestellten wäßrigen Dispersion werden mit 5 Teilen Xylylendiamin (Härter) versetzt.
Man erhält einen Klebstoff. In ähnlicher Weise werden 100 Teile der gemäß den Beispielen 4 bis 6 erhaltenen wäßrigen
Dispersionen mit 30 Teilen Benzyldiinetliylamin (Härter) versetzt, um ebenfalls Klebstoffe zu erhalten.
Die erhaltenen Klebstoffe werden jeweils in einer Menge von 150 g/m2 auf Sperrholz (JAS, Klasse 1) aufgebracht, Danach er-
mit
folgt eine Beschichtung/einer Polyolefinfolie der Schichtdicke
folgt eine Beschichtung/einer Polyolefinfolie der Schichtdicke
70 Ji. Das entstandene Produkt wird 20 Stunden bei 25°C, einer
relativen Luftfeuchtigkeit von 65 % und unter einem Druck von
50 kg/900 cm gehärtet. Anschließend wird der Druck auf Atmosphärendruck vermindert« Danach wird weitere 48 Stunden bei 250C
und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 % aushärten gelas sen. Man erhält einen Schichtstoff für dekorative Zwecke (Dekorationsplatten)»
L -J
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Die Haftfestigkeit zwischen dem Sperrholz und der Polyolefinfolie
in den Dekorationsplatten und der Anteil an gebrochenem Holz werden wie nachstehend beschrieben gemessen ι Die Ergebnisse
sind in Tabelle I zusammengefaßt«
Weiterhin werden gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ähnliche Dekorationsplatten unter Verwendung einer Polyvinylchlorid-Folie
der gleichen Schichtdicke anstelle der Polyolefinfolie hergestellt. Die mit diesen Dekorationsplatten erzielten
Testergebnisse sind ebenso in Tabelle I zusammengefaßt.
Vergleichsversuch 1
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird die Epoxidkomponente durch das monomere Vinylacetat ersetzt. Gemäß Beispiel 7 wird
sodann die erhaltene wäßrige Dispersion des Vinylacetat-lthylen-Copolymerisats
zur Herstellung von Dekorationsplatten verwendet. In den erhaltenen Dekorationsplatten wird die Haftfestigkeit zwischen
dem Sperrholz und der Polyolefinfolie sowie der Anteil des gebrochenen Holzes gemessen. Die Messungen erfolgen ebenfalls
wie nachstehend beschrieben. Die Testergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Vergleichsversuch 2
Gemäß Vergleichsversuch 1 wird unter Zugabe von N-Methylolacrylamid
zum Polymerisationsgemisch eine wäßrige Dispersion aus einem vernetzten Vinylacetat-Sthylen-Copolymerlsat erhalten, in
dem 10 % N-Methylolacrylamid copolymerisiert sind. Gemäß Beispiel
7 werden sodann unter Verwendung der auf die vorstehende
L- _J
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Weise erhaltenen wäßrigen Dispersion Dekorationsplatten hergestellt.
In einem Test wird bei den erhaltenen Dekorationsplatten die Haftfestigkeit zwischen dem Sperrholz und der Polyolefinfolie
sowie der Anteil an gebrochenem Holz gemessen. Die Testdurchführung erfolgt wie nachfolgend beschrieben. Die Ergebnisse
sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Wäßrige Disper |
Polyolefinfolie | Anteil an gebrochenem Holz, (Si) *2 |
Polyvinylchloridfolie | Anteil an gebrochenem Holz ,96 *2 |
sion | Haftfestigkeit (kg/cm) *1 |
100 | Haftfestig keit (kg/cm) *1 |
100 |
Beispiel 1 | 1,77 | 100 | 1,77 | 100 |
Beispiel 2 | 1,81 | 100 | 1,69 | 100 |
Beispiel 3 | 1,81 | 100 | 1,73 | 100 |
Beispiel 4 | 1,97 | 100 | 1,77 | 100 |
Beispiel 5 | 1,97 | 100 | 1,81 | 100 |
Beispiel 6 | 1,89 | 10 | 1,85 | 100 |
Vergleichs- versuch 1 |
0,71 | 30 | 1,73 | HO |
Vergleichs versuch 2 |
0,87 | 1,10 |
Anmerkungen:
JKl) Messung der Haftfestigkeit
Die Messung der Haftfestigkeit jeder Testprobe erfolgt durch Schneiden der einzelnen Dekorationsplatten in einer
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Breite von 2,51I cm und wird unter Verwendung einer Reibungs-Zug-Testapparatur
(Shimadzu Autograph, hergestellt durch Shimadzu Seisakusho Ltd., Japan) durchgeführt. Die
Reibungs-Zuggeschwindigkeit beträgt 100 mm/min. Reibungs-Zugwinkel:
l80°. Meßtemperatur: 25°C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 %,
#2) Messung des Anteils an gebrochenem Holz Der Anteil an gebrochenem Holz wird durch Messung des Anteils
(bezogen auf die Fläche der Polyolefinfolie) des weiterhin an der Folie haftenden Holzes nach Beendigung
des vorstehenden Reibungs-Zug-Testversuchs bestimmt.
100 Teile der gemäß Beispiel 1 bis 3 erhaltenen wäßrigen Dispersion
werden mit 5 Teilen Xylylendiamin (Härter) vermischt. Man erhält ein Beschichtungsmittel, In ähnlicher Weise werden
100 Teile der gemäß den Beispielen 1I bis 6 erhaltenen wäßrigen
Dispersionen jeweils mit 30 Teilen Benzyldimethylamin (Härter) versetzt. Man erhält ebenfalls Beschichtungsmittel.
Die erhaltenen Beschichtungsmittel werden jeweils auf Glasplatten aufgebracht, so daß 0,2 mm dicke Beschichtungen entstehen.
Die auf diese Weise erhaltenen BeSchichtungen haben keine kleb
rigen Eigenschaften und weisen eine ausgezeichnete Weichheit
auf.
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Claims (1)
1. Wäßrige Dispersion eines eine Epoxidkomponente enthaltenden
Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisats, dadurch gekennzeichnet , daß im Polymerisat das Gewichtsverhältnis
von Vinylacetat zu Äthylen 60 : kO bis 95 : 5 beträgt
und das Polymerisat einen Epoxidanteil von 0,5 bis 60 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gesamtgewicht der festen Polymerisatbestandteile, aufweist,
2. Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Epoxidanteil im Polymerisat 5 bis 60 Gewichtsprozeht beträgt.
3. Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidkomponente ein Epoxidäquivalent von höchstens 250 aufweist
und in einem Anteil von 0,5 bis höchstens 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der festen Polymerisatbestandteile,
enthalten ist.
1W Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Vinylacetat, in dem mindestens eine Epoxidverbindung gelöst ist, und Äthylen bei
einem pH-Wert von 3 bis 7 der Emulsionspolymerisation unterwirft, mit der Maßgabe, daß das Gewichtsverhältnis von Vinylacetat
zu Äthylen im entstandenen, eine Epoxidkomponente enthaltenden Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisat 60 : 40 bis 95 : 5
beträgt und der Epoxidanteil im Polymerisat 0,5 bis .60 Gewichts-
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Γ Π
Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der festen Polymerisatbestandteile,
beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Polymerisation derart durchführt, daß im Polymerisat der
Epoxidanteil 5 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht
der festen Polymerisatbestandteile, beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch Ί und 5» dadurch gekennzeichnet,
daß man als Epoxidkomponente Bisphenol A-Epichlorhydrid-Epoxide,
Polyalkylenäther-Epoxide, Seitenketten-enthaltende Epoxide
Glyceryltriepoxide, Alkylphenolepoxide
• oder Novolak-Epoxide einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
einzige
man eine/Spoxidverbindung im monomeren Vinylacetat auflöst.
man eine/Spoxidverbindung im monomeren Vinylacetat auflöst.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus. mindestens zwei Epoxidverbindungen in monomerem
Vinylacetat auflöst.
9» Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man
das eine Epoxidkomponente enthaltende Vinylacetat mit einem hauptsächlich aus partiell hydrolysiertem Polyvinylalkohol mit
einem mittleren Molekulargewicht von 310 bis 2 700 und einem durchschnittlichen Hydrolysegrad von 70 bis 97 Molprozent bestehenden
Dispergiermittel dispergiert,
10. Verfahren nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
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daß man den pH-Wert des Polymerisationsgemisches mit Ammoniumhydrogencarbonat,
Natriumhydrogencarbonat, Dinatriumphosphat, Natriumacetat, Ammoniak in Wasser, Essigsäure und/oder Salzsäure
auf einen Wert von 3 bis 7 einstellt.
11. Verfahren zur Aushärtung des Copolymerisats der wäßrigen Dispersion nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Aushärtung in an sich bekannter Weise unter Verwendung eines Härters vornimmt»
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Härter ein Amin einsetzt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Amin ein aliphatisches Polyamin, heterocyclisches Amin,
aliphatisches Polyamin einer dimeren Säure , ein Polyamid einer dimeren Säure mit' einem aliphatischen Amin, ein aromatisches Polyamin,
die Addukte der vorstehenden Verbindungen, ein tertiä-
ein
res Amin oder/Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat einsetzt.
res Amin oder/Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat einsetzt.
14. Zweikomponentenklebstoffe, gekennzeichnet durch einen Gehalt
an einer wäßrigen Dispersion nach Anspruch 1 bis 3 und einem Härter.
15. Zweikomponentenklebstoffe nach Anspruch I2I, dadurch gekennzeichnet,
daß der Härter ein Amin ist.
16. Zweikomponentenklebstoffe nach Anspruch 15, dadurch ge-
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kennzeichnet, daß das Amin ein in Anspruch 13 beschriebenes
Amin ist«
17» Zweikoraponentenbeschichtungsmittel, gekennzeichnet durch
einen Gehalt an einer wäßrigen Dispersion nach Anspruch 1 bis und einem Härter.
1.8· Zweikomponentenbeschichtungsmittel nach Anspruch 174 dadurch
gekennzeichnet, daß der Härter ein Amin ist.
19» Zweikomponentenbeschichtungsmittel nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß das Amin ein in Anspruch 13 beschriebenes Amin ist.
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- 1976-01-13 FR FR7600738A patent/FR2309571A1/fr active Granted
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- 1976-01-14 DE DE19762601200 patent/DE2601200A1/de active Granted
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FR2309571B1 (de) | 1979-04-20 |
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