DE2759935C2 - Verfahren zur Herstellung von Erdölkohlenwasserstoffharzen und ihre Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Erdölkohlenwasserstoffharzen und ihre VerwendungInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Description
nierung und der gegebenenfalls durchgeführten thermischen
Behandlung wird das Rohmaterial vorzugsweise destilliert, um cyclische konjugierte Diolefine, die Gelvorstufen
sind, zu entfernen (Cyclopentadien und Methyleyclopentadien
werden als Dimere entfernt).
Nach der Destillation erhält man eine über Kopf abgezogene Naphthafraktion, die im allgemeinen zwischen
250C und UO0C, z.B. zwischen 25°C bis 800C
siedet; die besten Ergebnisse erhält man mit einer zwischen 25° C bis 700C siedenden Fraktion. Diese Naphthafraktion
enthält hauptsächlich Cs-Diolefine, wie Isopren und 13-cis- und trans-Pentadiene, Cs- bis C6-Monoolefine
und Aromaten, z. B. Benzol. Im allgemeinen haben die Naphthafraktionen die folgende Zusammensetzung,
die offensichtlich von der Art des dampfgecrackten Erdölrohmaterials abhängt:
Gesamt-Farafiinc
Gesamt-Diolefine
Gesamt-Olefine
Gesamt-Aroma ten
Isopren
Pentadien-13
Cyclopentadien
Gewichtsprozent
1,0 bis 4!3 35,5 bis 14,5 333 bis 13,0
30.0 bis 31,0 163 bis 63
143 bis 43
1,0 bis 23
Das Ausgangsmaterial kann praktisch frei von Isopren
sein, wenn diese Verbindung zuvor mit einem gebräuchlichen Extrak':onsverfahren, z. B. durch extraktive
oder azeotrope Destillation entfernt worden ist. Die Eigenschaften der erhaltenen Harze sind in diesem Fall
besser als diejenigen der Harze aus Isopren enthaltendem Ausgangsmaterial. Abhängig vom endgültigen Siedepunkt
der Fraktion kann das Ausgangsmaterial ferner praktisch frei von Benzol sein. Der Cyclopemengehalt
liegt gewöhnlich unterhalb von 3,0 Gewichtsprozent.
Falls eine thermische Behandlung durchgeführt wrrden ist, werden die entstandenen Cyclodiendimeren im
ίο allgemeinen nicht in das zu polymerisierende Ausgangsmaterial
aufgenommen, da sie für die spezifischen Eigenschaften der Harze nachteilig sind. Werden sie jedoch
für besondere Anwendur.gszwecke benötigt, können si>
in dem Harzausgangsmaterial belassen werden, wobei die erwähnte Destillationsstufe vor der thermischen
Behandlung eingeschoben wird.
Der Zusatz ist eine bestimmte, nichtaromatische, cyclische Verbindung, nämlich Tetrahydroinden. Das Cotrimere,
das ebenfalls enthalten sein kann, ist ein Cotrimeres
des Cyclopentadien oder des Methylcyclopentadiens
mit einem Cs-konjugierten Dien. z. B. Isopren und/
oder U-cis- und trans-Pentadienen. Diese Cotrimere, die viele Isomere enthalten, werden im allgemeinen mittels
einer Diels-Alder-Kondensation hergestellt, die durch etwa 2stündiges Umsetzen von CPD oder
MeCPD mit dem Cs-koojugierten Dien bei 200C bis
300°C. z.B. bei 260°C, erfolgt. Die durch Destillation erhaltene flüssige Fraktion besteht hauptsächlich aus
den folgenden Produkten:
(D 2/3
(Π) 1/3
Die mit dem Ausgangsmaterial polymerisierie Zusatzmenge
schwankt gewöhnlich zwischen 5 und 50 Gewichtsprozent, z.B. zwischen 10 bis 40 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gewicht des Erdölharz-Ausgangsmaterials.
Das Erdölharz-Ausgangsmaterial und der Zusatz werden unter Verwendung eines Friedel-Crafts-Katalysators
gemischt und polymerisiert; man verwendet dafür Aluminiumchlorid. Aluminiumbromid oder einen
flüssigen Komplex aus Aluminiumchlorid/Salzsäure und einem aromatischen alkylsubstituierten Kohlenwasserstoff,
wobei der aromatische Kohlenwasserstoff z. B. o-XyIoI, Meskylen, Äthylbenzol, lsopropylbenzol oder ein
anderes kurz- oder langkettiges Alkylbenzol ist. Die Alkylkette kann gerade oder verzweigt sein und 1 bis
30 Kohlenstoffatome aufweisen.
Für das oben beschriebene Polymerisationsverfahren kann der als Nebenprodukt bei der Alkylierung von
Benzol oder anderen substituierten Aromaten (z. B. Toluol oder Xylolen) mit Olefinen mit verzweigten Ketten
anfallende saure Schlamm direkt als Katalysator eingesetzt werden. Die Olefine mit verzweigten Ketten, die
?.. B. durch Bortrifluorid-Oligomerisation von Propylen und Fraktionierung hergestellt werden, z. B. CirOlefine
oder C>i-Olefine, können mit Aromaten alkyliert werden,
wobei in situ ein Schlamm entsteht. So erzieh man beispielsweise mit dem aus einer Dodecylbenzolanlage
verfügbaren sauren Schlamm ähnliche Ergebnisse, wie sie der vorgebildete flüssige Komplex aus o-Xylol und
AlCI )/HCI liefen.
Diese flüssigen Komplexe sind geringfügig wirksamer als AlCli-Pulver bei äquivalenter Konzentration.
und sie ergeben eine etwas höhere Harzausbeute und ein niedrigeres Molckulargcwiuit des Harzes. Die zur
Erzielung eines engeren Molckulargewichtsbereiches des Harzes benötigte Zusatzmenge zum Ausgangsmuterial
wird somit signifikant reduziert. Falls außerdem
so auf dem Gelände der Anlage Schlamm als Nebenprodukt zur Verfügung steht, verringern sich die Katalysatorkosten,
und ein solches Verfahren wird dann besonders attraktiv.
Die für das Polymerisationsverfahren benötigte Katalysatormenge
kann im Bereich von 0.25 und 3.0 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,5 und 1,5 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gewicht des zu polymerisierenden Gemisches, variieren. Die optimale Konzentration
hängt sowohl von der Art des Lösungsmittels ab.
das die Löslichkeit des Katalysators beeinflußt, als auch
von der Wirksamkeit des Rührens im Innern des Polymerisationsbehälters. Eine hohe Katalysatorkonzentration
verkleinert die Molekukirgewichtsverteilung des
Harzes, beschränkt ;ilso die /.ur Kontrolle des Molekulargewichis
des Harzes notwendige Zusatzmenge.
Es können auch andere Friedel-Crafts-Katalysatoren verwendet werden, wie Titantrichlorid oder Titantetrachlorid,
Zinntetrachlorid, Bortrifkiorid. oder Komplexe
aus Bortrifluorid mit organischen Äthern, Phenolen
oder Säuren; sie liefern jedoch nur eine ziemlich niedrige Harzausbeute und man erhält große Mengen an geringwertigen,
flüssigen Oligomeren. Obwohl aus diesen öligen Oligomeren reaktive Weichmacher oder flüssige
Weichmacher hergestellt werden können, sind diese Katalysatoren nicht zu empfehlen. Andere mögliche Katalysatoren
sind :iuch saure Tone.
Die üblichen Polymerisationstemperaturen liegen zwischen —200C und 1000C, vorzugsweise zwischen
30° C und 80° C.
Im Anschluß an die Polymerisation kann der restliche Katalysator, z. B. durch Waschen mit wässeriger Alkalilösung,
Ammoniak oder Natriumcarbonat, oder durch Zusatz eines Alkohols, wie Methanol, und anschließende
Filtration, entfernt werden.
Das fertiggestellte Harz kann durch Abtreiben mit Dampf oder durch Vakuumdestillation von nichtumgesetzten
Kohlenwasserstoffen (»Raffinat«, reich an Benzol und/oder Paraffinen/nichtreaktiveri Olefinen) und
öligen Oligomeren mit niedrigem Molekulargewicht gereinigt werden. Das Endprodukt ist ein praktisch
nichtaromatisches, ungesättigtes, thermoplastisches Kohlenwasserstoffharz. Sein Erweichungspunkt liegt
gewöhnlich zwischen 20°C und 1400C, vorzugsweise zwischen 700C und 1200C, besonders bevorzugt zwischen
700C und 1000C.
Die auf diese Weise erhaltenen Harze sind in höherem Grad ungesättigt, als dies ohne Verwendung des
Zusatzes (b) der Fall gewesen wäre. Dies bedeutet, daß die Harze eine erhöhte Reaktionsfähigkeit durch herkömmliche
chemische Reaktionen mit olefinischen Doppelbindungen besitzen (/_ B. Epoxidierung, Reaktion
mi: Maleinsäureanhydrid oder ungesättigten Säuren, Veresterung, Koch-Reaktion, Hydroformylierung,
Copolymerisation mit für freie Radikale sensitiven Monomeren, Alkylierung mit Phenolen, oder Pfropfreaktionen).
Die Einführung ungesättigter, herausragender Seitenketten
in die Polymeren mittels des Vinylnorbornen- oder Cotrimer-Additionsverfahrens ist dc-shalb besonders
attraktiv und wird die Herstellung polarer Erdölharze ermöglichen.
Die mil der Verwendung dieser Zusätze erreichte Heraufsetzung des Erweichungspunktes des Harzes gestattet
die Zugabe von entweder ungesättigten aromatischen Monomeren (z. B. Styrol. it-Methylstyrol.Vinyltoluol.
Vinylcyclohexen, Dipenten, Cyclopenten oder Indcn). oder von Zusätzen, die die Molekulargewichtsverteilung
des Harzes steuern, so z. B. derjenigen Zusätze, die in der GB-PS 15 37 852 (ein tertiäres Hydrocarbylhalogenid)
und 33 705/75 (Diisobuten oder ein hydroearbylsubstituiertes Ci- bis C «-Phenol, ein Alkohol oder
ein Ester) beschrieben sind. Diese Zusätze werden dem Ausgangsmaterial vor der Polymerisation zugesetzt.
Auf diese Weise können Harze mit insgesamt zufriedenstellenden Eigenschaften hergestellt werden, so z. B.
mit ausgezeichneter anfänglicher Gardner-Farbe, Hitzebeständigkeit, guter Verträglichkeit und Vermittlung
angemessener Klebfähigkeit an alle natürlichen und synthetischen Kautschuke, insbesondere an thermoplastische
Elastomere, wie SIS- oder SBS-Blockcopolymere.
die besonders für Haftklebstoffe und Sehmelzklebsioffe
empfohlen \.erden.
Die erhaltenen, von aromatischen Verbindungen freien
Harze können in vielen Rillen angewandt werden, in denen niedrige Viskosität, gute Biegsanikeil und Dehnung
verlanpi werde" und /war vor oder insbesondere nach einer chemischen Modifizierung durch polare Verbindungen,
wie z. B. Phenole, ungesättigte Anhydride, wie Maleinsäureanhydrid, oder ungesättigte Säuren
(z. B. Fumarsäure). Diese Harze sind für einen weiten Anwendungsbereich entwickelt worden. Sie können auf
Papier, Metall, thermoplastischen Folien (Cellophan,
Polyestern, PVC), gewebten oder nichtgewebten Textilien, Glas, usw, aufgebracht, sowie zum Verkleben dieser
Materialien verwendet werden. Typische Anwendungsmöglichkeiten gibt es in Schmelzklebstoffen, Teppichunterseiten,
Beschichtungen mit trocknenden ölzubereitungen, in der Buchbinderei, beim Leimen von Papier,
oder überall, wo natürliche oder synthetische Harze und/oder Kautschuke, z. B. als Dichtungs- oder Isoliermittel,
verwendet werden, sowie beim Klebrigmachen von Kautschuk. Zu betonen ist besonders die Verwendung
als Klebrigmacher von Elastomeren in Verbindung mit Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk
[Polyisopren, EPDM (Äthyl·-3-Propylen-Terpo-
!yrnerisat-Kautschuk), Butyl-, Chlortutyl-, Brombutyl-,
Neopren-Kautschuk und Blockcopolymere, z. B. Styrol/ Isopren-Kautschuk, und dergleichen, oder deren Gemische].
Obwohl diese Harze praktisch nicht aromatisch sind, ergeben sie zusammen mit solchen Elastomeren
eine hervorragende Klebfähigkeit, und es kann ein hohes Harz/Kautschuk-Verhältnis verwendet werden, wodurch
die Kosten der Klebstoffzubereitung gesenkt werden (das Harz ist bedeutend billiger als der Styrol/
Isopren- Blockkau tschuk).
Andere Anwendungsmöglichkeiten, bei denen diese Harzeigenschaften erwünscht sind, sind Haftklebstoffe.
Schmelzklebstoffe, bei niederer Temperatur abbindende Klebstoffe, Klebstoffe für Aufklebezettel. Latexklebstoffe,
medizinische Pflaster und Abdeckstreifen.
Schmclzklebstoffe und Latexklebstoffe können somit aus Styrol/lsopren-Blockcopolymeren und einem klebrigmachenden
Harz hergestellt werden. Die aliphatischen Erdölkohlenwasserstoffharze mit niedrigem Erweichungspunkt
können somit aromatische Harze oder Terpentin-Harz und Terpenderivate ersetzen. Für
Schmelzkleber können die Zubereitungen durch Vermischen von thermoplastischem Kautschuk und Erdölkohlenwasscrstoffharz
bei 1500C hergestellt werden. Latexklebstoffe können hergestellt werden, indem man den
thermoplastischen Kautschuk oder einen ölgestreckten thermoplastischen Kautschuk (Styrol/lsopren-Blockcopolymeres)
mit dem Erdölkohlenwasserstoffharz in Wasser und in Gegenwart einer verdünnten Lösung einer
Seife, z. B. eines Salzes einer H arzseife, emulgiert.
Wenn die erfindungsgemäß hergestellten Erdölkohlenwasserstoffharze
in Zubereitungen mit Naturkautsch il. oder synthetischem Kautschuk verwendet werden,
können sie auch ohne Unterstützung durch ölige Streckmittel eine ausgezeichnete Klebfähigkeit vermitteln.
So kann das Harz z. B. in Zubereitungen für Luftschläuche verwendet werden, wo das Vorhandensein
von öl die Undurchlässigkeit des Kautschuks drastisch
verringern würoe. Normalerweise wird die Menge des erfindungsgemäß hergestellten Erdölkohlenwasser-Stoffharzes
bei diesen Ausführungsformen mit dem Kautschuk in einem Verhältnis von G5 bis 250 Teilen pro
lOOTeile Kautschuk, z.B. 100 bis 175Teilen pro 100 Teile Kautschiik, gemischt.
In den folgenden Tabellen II bis Xl werden die Erdölkohlcnwasscistoffharze.
die nur aus Erdölharz-Ausgangsmatcrial hergestellt wurden, mit erfindungsgeinaß
hergestellten Polymeren (Tabelle I, Spalten 3 und 4), und mit l'.idölkohlenwasserstoffhar/en, die mit niehier-
findungsgemäßen Zusätzen hergestellt wurden, verglichen.
Auch werden die Eigenschaften von Haftklebstoffen unter Verwendung verschiedener Kautschukartcn
verglichen.
Bei allen Versuchen wurde ;ils Ausgangsmaterial ein
dampfgecraekies Rohmaterial mit einen) Siedepunkt
von 250C bis 70"C, und als Lösungsmittel 20 Gewichtsprozent
Benzol eingesetzt. Das Ausgangsmaterial halte die folgende Zusammensetzung:
Paraffine Cs-undCt-Diene
C5- und Cs-Olefine Benzol 2,30 Gcw.-%
43,00 Gew.-%
47,00 Gew.-°/o
43,00 Gew.-%
47,00 Gew.-°/o
7,70 Gew.-%
+ 30Gew.-% Benzol
als Lösungsmittel
als Lösungsmittel
Typische Cs-Diene
Isopren
Pentadien-13-trans Pentadien-l,3-cis
Cyclopentadien
Typische Cs-Olefine
2-Methylbuten-l 2-Methylbuten-2
Penten-1
Cyclopenten
Cyclopenten
das gesamte Ausgangsmaterial einschließlich Zusätze und Lösungsmittel, verwendet.
19,50 Gew.-% 15 Aus den Tabellen ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß
10,90 Gew.-% hergestellte Erdölkohlenwasserstoffharze hinsichtlich
6,30 Gew.-% anfänglicher Gardner-Farbe. Erweichungspunkt,
2,iOGcw.-% WachsverirägHchkeU moH Haftfähigkeit überlegen sind.
Ferner erhält man sie in höherer Ausbeute als nach den
20 meisten bisherigen Verfahren.
Alle hergestellten Harzproben sind durch einen ziem-7,95 Gew.-Vo lieh hohen Erweichungspunkt gekennzeichnet und sind
8,50 Gew.-% besonders geeignet für die Herstellung von Druckfar-
7,85 Gesv.-% ben und zur Verbesserung der Festigkeit (Scherfestig-
3,65 Gew.-% 25 keitsmessung) von Haftklebstoffen.
Das durch Cracken von Erdölrohmaterial gewonnene Ausgangsmaterial war etwa 1 Stunde bei 135°C thermisch
behandelt worden.
Als Katalysator wurde immer AlClj-Pulver in einer jo
Konzentration von 0,75 Gewichtsprozent, bezogen auf Iη den Tabellen bedeuten die Abkürzungen:
SIS = Styrol-lsopren
SBS = Styrol-Butadicn
EVA= Äthylen-Vinylacetat.
SBS = Styrol-Butadicn
EVA= Äthylen-Vinylacetat.
Ausgangsmaterial (Gew.-%) | 70 |
Art des Zusatzes | — |
Zusatz (Gew.-%) | 0 |
Benzol (Gew.-%) | 30 |
Harzausbeute, bezogen auf gesamtes Ausgangsmaterial (Gew.-%)
G ardner-Farbe (50Gew.-°/oinToluol) Erweichungspunkt (c C) Gardner-Farbe nach 16 h Erhitzen bei 1500C
G ardner-Farbe (50Gew.-°/oinToluol) Erweichungspunkt (c C) Gardner-Farbe nach 16 h Erhitzen bei 1500C
Molekulargewicht (Mn) Jodzahl
Viskosität in Lösung cP bei 250C
(60 Gew.-o/o in Toluol)
Haftklebstoff-Eigenschaften Naturkautschuk SIS-Blockcopolymeres
Harz- und Kautschukanteile 180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Polyken Klebrigkeit (g) Klebfestigkeit-Kugelrollmethode (cm)
393
60 | 50 |
Tetrahydroinden | Tetrahydroinden |
10 | 20 |
30 | 30 |
33.4
40,0
97.5 | 108 | 131 |
13- | 14 | mit unlöslichen |
Stoffen | ||
11- | ||
2020 | 1685 | 1435 |
153 | 153 | 159 |
140 | 123 | 132 |
X | 100 | X | 100 | X | |
100 | 67 | 960 | 67 | 838 | 67 |
590 | 950 | 700 | 1495 | 450 | 1450 |
50 | 0 | 10 | 700 | 11 | 700 |
>30 | >30 | 7 | 3 | ||
Haftklebstoff-Eigenschaften
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt (' C) V, ichs/ÜVA/Harz (Gew.-%)
70/l5/15(Gew.-%)
H aft klebstoff-Eigenschaf ten Naturkautschuk
SIS-Blockcopolymcres Harz- und Kautschukanteilc
180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Poly ken Klebrigkeit (g) Klebfestigkeit-Kugeliollnielhode(cni)
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abrili)
Wachstrübungspunkt (' C)
Wachs'VEV A/Harz (Gew.-%) 70/15/15(Gew.-%)
60/20/20 (Gew.-o/o)
*) Schmelzpunkt 65" C
150
>6
Wochen
82
>6 Wochen
104
Tabelle 11 | 70 | 60 | 50 |
Ausgangsmaterial (Gew.-%) | - | Cyclopenten | Cycle |
Art des Zusatzes | 0 | 10 | 20 |
Zusatz (Gew.-%) | 30 | 30 | 30 |
Benzol (Gew.-%) | 39.5 | 35.i | j!.2 |
Har/ausbeute. bezogen auf gesamtes Ausgangsniaterial (Gcw.-%) |
3· | 4- | 5 |
Gardner-Farbe (50 Gew.-Ύο in Toluol) |
97.5 | 97 | 95 |
Erweichungspunkt ( C) | 13- | 12 | 12- |
Gardner-Farbe nach 16 h Erhitzen bei 150"C |
2020 | 1460 | 1350 |
Molekulargewicht (Mn) | 153 | 158 | 159 |
Jotlzahl | 140 | 75 | 58 |
Viskosität in Lösung cP bei 25° C (60 Gew.-% in Toluol) |
|||
X | 100 | X | 100 | X | |
100 | 67 | 870 | 6? | 974 | 67 |
590 | 950 | 725 | 1630 | 750 | 1608 |
50 | 0 | 8 | 700 | 3 | 900 |
>30 | >30 | 10 | 7 | 2 | 5 |
5 | 150 | SO | >6 Wochen |
<65 | >6 Wochen |
135 | 72 | ||||
Ausgangsmaterial (Gew.-%) Art des Zusatzes
Zusatz (Gew.-°/o)
Benzol (Gew.-%)
Benzol (Gew.-%)
Harzausbeute, bezogen auf gesamtes Ausgangsmaterial (Gcw.-%)
Gardner-Farbe
(50 Gew.-% in Toluol) Erweichungspunkt (° C) Gardner-Farbe nach Ib h Erhitzen bei i5ö=C
Molekulargewicht (Mn) Jodzahl
Viskosität in Lösung cP bei 25° C
(60 Gew.-% in Toluol)
Haftklebstoff-Eigenschaften Naturkautschuk SlS-Blockcopolymeres
Harz- und Kautschukanteile
180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Polyken Klebrigkeit (g) Klebfestigkeit-Kugelrollmethode
(cm)
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt (0C) Wachs/EVA/Harz (Gew.-%)
70/15/15(Gew.-%)
12
60
4-Vinyll-cyclohexen
10 30
31.9
100 13
!955
152
134
50
4-Vinyll-cyclohexen
20 30
31.5
109 12
1675
153
109
X | 100 | X | 100 | X | |
100 | 67 | 665 | b7 | 665 | 67 |
590 | 950 | 500 | 1450 | 125 | 1700 |
50 | 0 | >30 | 500 | >30 | 700 |
>30 | >30 | 10 | 8,5 | 60 | 7,5 |
5 | 150 | >6 | >b | ||
Wochon | Wochen | ||||
110
94
Tabelle IV | 27 59 | 935 | 14 | 60 | X | 67 | 50 | X | <65 | |
13 | Ausgiingsiiiaterial (Gew.-°/o) | Norbornen | 100 67 | 78 | Norbornen | 100 67 | <b5 | |||
An des Zusatzes | 10 | 950 1630 | 20 | 997 1948 | <b5 | |||||
Zusatz (Gew.-%) | 70 | 30 | j0 | |||||||
Benzol (Gew.-%) | - | 39,3 | 800 1100 | 37,5 | 900 1050 | |||||
Harzausbeute, bezogen auf | 0 | 7 4 | 3 2,5 | |||||||
gesamtes Ausgangsmaterial | 30 | |||||||||
(Gew.-%) | 39,5 | 3 + | 3 >6 | 4- | 3 >6 | |||||
Gardner-Farbe | Wochen | Wochen | ||||||||
(50 Gew.-% in Toluol) | 105 | 108 | ||||||||
Erweichungspunkt (° C) | 3+ | 12 | 12- | |||||||
Gardner-Farbe nach | ||||||||||
16 h Erhitzen bei 15O11C | 97,5 | 1365 | 1160 | |||||||
rvioiekuiargewiciil (Mn) | 13- | 136 | 128 | |||||||
lodzahl | 76 | 49 | ||||||||
Viskosität in Lösung cP | 2020 | |||||||||
bei 25°C | 153 | |||||||||
(60 Gew.-% in Toluol) | 140 | |||||||||
Haflklebstoff-Eigenschaften | X | X | ||||||||
Naturkautschuk | ||||||||||
SlS-Blockcopolymeres | ||||||||||
Harz- und Kautschukanteile | X | |||||||||
180° Abschälfestigkeit | X | |||||||||
(g/25 mm) | 100 | 67 | ||||||||
Polyken Klebrigkeit (g) | 590 | 950 | ||||||||
Klebfestigkeit-Kugelroll | ||||||||||
methode (cm) | 50 | 0 | ||||||||
Scherfestigkeit auf Papier | >30 | >30 | ||||||||
(h bis Abriß) | ||||||||||
Wachstrübungspunkt (° C) | 5 | 150 | ||||||||
Wachs/EV A/Harz (Gew.-'Yo) | ||||||||||
7O/l5/15(Gcw.-u/o) | ||||||||||
60/20/20 (G cw.-°/o) | ||||||||||
50/25/25 (Gew.-%) | 135 | |||||||||
15 | Tabelle V | 27 59 935 |
Ausgangsmatcrial (Gew.-Ifo) | ||
ArI ik-s /.usaf/cs | 70 | |
/.usalz(Gew.-%) | - | |
lkMi/Ai|(C'icw. 1Vn) | 0 | |
Harzausbeute, bezogen auf
gesamtes Ausgangsmaterial (Gew.-%) |
30 | |
Gardner-Farbe
(50 Gew.-% in Toluol) |
395 | |
Erweichungspunkt (° C) | 3 + | |
Gardner-Farbe nach
16 h Erhitzen bei 150° C |
973 | |
Molekulargewicht (JtJy | 13- | |
Jodzahl | 2020 | |
Viskosität in Lösung cP bei 25° C (60 Gew.-% in Toluol) |
153 | |
140 |
Haftklebstoff-Eigenschaften Naturkautschuk SIS-Blockcopolymeres
Harz- und Kautschukanteile
180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Klebfestigkeit- Kugelrollmethode (cm)
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt ("C) Wachs/EV A/Harz (Gew.-%)
70/15/15 (Gew.-%)
M) | 50 |
IXPD | DCPD |
U) | 20 |
10 | M) |
i5.0 J3.4
7- 6+
131 149
mit unlöslichen Stoffen
11- 7+
2110 2170
153
343 815
100
590 |
X
67 950 |
100
643 |
X
67 1472 |
100
657 |
X
67 1087 |
50
>30 |
0
>30 |
75
>30 |
600
10.5 |
0
>30 |
650
5 |
5 | 150 | 10 |
>6
Wochen |
16 |
>6
Wochen |
135 240
>250
17
Ausgangsmatenal (Gew.-%) Art des Zusatzes
Zusatz (Gew.-%)
Benzol (Gew.-%)
Benzol (Gew.-%)
Harzausbeute, bezogen auf gesamtes Ausgangsmatenal (Gew.-%)
Gardner-Farbe
(50 Gew.-°/o in Toluol) Erweichungspunkt (3C)
Gardner-Farbe nach 16 h Erhitzen bei 1500C
Molekulargewicht (Mn) Jodzahl
Viskosität in Lösung cP bei 25° C
(60 Gew.-o/o in Toluol)
Haftklebstoff-Eigenschaften Naturkautschuk SIS- Blockco polymeres Harz- und Kautschukanteile
180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
l'olykcn Klebrigkeit (g) Klebfestigkeit-Kugelrollmethode(cm)
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt (° C) Wachs/EV A/Harz (Gew.%) 7O/15/15(Gew.-%)
60/20/20 (Gew.-%)
70
0 30
39.5
150
60
CPO/Gs-konjugierte Diolefincotrimere
10
30
30
37,4
140
>250
>250
50
20 30
373
53
975 | 118 | 136 |
13 | 135 |
mit unlös
lichen Stoffen 9- |
2020 | 1915 | |
153 | 153 | 158 |
140 | 235 |
X | 100 | X | 100 | X | |
100 | 67 | 1065 | 67 | 1042 | 67 |
590 | 950 | 500 | 1835 | 500 | |
50 | 0 | >30 | 175 | >J0 | |
>30 | >30 | >30 | |||
>250
19
20
Ausgangsmaterial (Gew.-%) Art des Zusatzes
Zusatz (Gew.-%)
Benzol (Gew.-%)
Zusatz (Gew.-%)
Benzol (Gew.-%)
Harzausbeute, bezogen auf gesamtes Ausgangsmaterial (Gew.-%)
Gardner-Farbe
(50 Gew.-% in Toluol) Erweichungspunkt (0C)
Gardner-Farbe nach 16 h Erhitzen bei 1500C Molekulargewicht (Mn)
Jodzahl
Viskosität in Lösung cP bei 25° C
(60 Gew.-% in Toluol)
H af tklebstof f- Eigenschaften Naturkautschuk SIS-Blockcopolymeres
Harz- und Kautsi ukanteile
180° Abschälfeitigkeit (g/25 mm)
Polyken Klebrigkeit (g)
Klebfestigkeit-Kugelrollmethode (cm)
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt (° C) Wachs/EV A/Harz (Gew.-%)
70/15/15 (Gcw.-%) 60/20/20(GeW1-1VO)
50/25/25 (Gcw.-%)
60
Dipenten
10
30
37,8
3+ 102
1385
Ί41
57
50
Dipenten
20
30
35,4
4-101
1225
153
50
100 590 |
X 67 950 |
100 950 |
X 67 1835 |
100 950 |
X 67 1993 |
50 >30 |
0 >30 |
800 5.5 |
1100 3 |
850 4 |
1100 2 |
5 | 150 | 23 | >6 Wochen |
4 | >6 Wochen |
<65 | <65 |
70 | <65 |
70 |
3+ | 3- | 4- |
973 | 89 | SO |
13- | 13* | 12- |
2020 | 1360 | 1220 |
153 | 132 | ivl |
140 | 58 | 53 |
21 22
Ausgangsmalerial (Gew.-%) 70 60 50
Art des Zusatzes - Styrol Styrol
Zusatz (Gew.-%) 0 10 20
Benzol (Gew.-%) 30 30 30
Harzausbeute, bezogen auf 39,5 4£2 49,5
gesamtes Ausgangsmaterial (Gew.-o/o)
Gardner-Farbe (50 Gew.-% in Toluol) Erweichungspunkt (° C)
Gardner-Farbe nach 16 h Erhitzen bei 1500C
Molekulargewicht (Mn) Jodzahl
Viskosität in Lösung cP bei 25° C
(60 Gew.-% in Toluol)
Haftklebstoff-Eigenschaften
Naturkautschuk x
SlS-Blockcopolymeres
SBS-Blockcopolymeres Harz- und Kautsdiukanteile
180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Polyken Klebrigkeit (g)
Klebfe^tigkeit-Kugclroll-
>30
methode (cm) Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt (0C) Wiichs/F.VA/Harz (Gcw.-%)
70/15/13 (Gew.-1H.)
60/20/20 (G ew.-%) 50/25/25 (Gew.-%)
40/30/30 (Gew.-%) 40/40/20 (Gt w.- o/n)
X | 100 | X | 100 | X |
X | 1028 | X | 1020 | X |
67 67 |
950 | 67 67 |
875 | 67 67 |
950 135 |
1.5 | 2084 938 |
1,5 | 1857 1450 |
0 0 |
1.5 | 1150 75 |
1,5 | 1250 900 |
>30 >30 |
1 >30 |
1 4.5 |
||
150 | >6 Wochen >29O |
>6 Wochen >290 |
||
<h5 | <ti5 |
<65 | <65 |
<65 | <65 |
<65 | <65 |
<65 | <65 |
23
Aiis^;innsinalcriul (G cw.·"/<
>) An ili-s /ii.sitt/cs
Henzol(Gew.-%)
1 l^.i/.ausbcuie. bezogen auf
gesamtes Ausgangsmaterial (Gew.-%)
Gardner-Farbe (50 Gew.-% in Toluol) Erweichungspunkt (° C) Gardner-Farbe nach
16 h Erhitzen bei 1500C Molekulargewicht (Mn)
Jodzahl
Viskosität in Lösung cP bei 25° C
(60 Gew.-% in Toluol)
Haftklebstoff-Eigenschaften Naturkautschuk SlS-Blockeopolymeres
SBS-Blockcopolymeres Harz- und Kautschukanteile
1803 Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Klebfestigkeit-Kugelrollmethode
(cm) Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt (° C) Wachs/EV A/Harz (Gew.-%) 70/15/15(Gew.-%)
60/20/20 (Gew.-%) 50/25/25 (Gew.-%) 40/30/30 (Gew.-°/o)
40/40/20 (Gew.-%)
24
W)
,\ NKlliv!styrol
IO
30
41.8
>290
H) J(I
•\2.b
97,5 | 87 | 79 |
13- | 13* | 13 |
2020 | 1230 | 945 |
153 | 132 | 106 |
140 | 45 | 28 |
X | 100 | X | 1Ü0 | X |
X | 938 | X | 930 | |
67 67 |
900 | 67 67 |
775 | 67 67 |
950 135 |
1.5 | 1902 1074 |
1.5 | 2015 1225 |
0 0 |
2 | 1200 325 |
1.5 | 1200 1175 |
>30 >30 |
1 12 |
1 I |
||
150 | 27 Tage |
150 71 |
||
<65 | <65 |
<65 | <65 |
<65 | <65 |
Tabelle X | 27 59 935 | 60 | 26 | 50 | |
25 | Ausgangsmaterial (Gew.-°/o) | Vinyltoluol | Vinyltoluol | ||
An des Zusatzes | 10 | 20 | |||
Zusatz (Gew.-%) | 70 | 30 | 30 | ||
Beiuol (Gew.-%) | - | 43,0 | 46.2 | ||
Harzausbeute, bezogen auf | 0 | ||||
gesamtes Ausgangsmaterial | 30 | ||||
(Gew.-%) | 39.5 | 3 + | 3+ | ||
Gardner-Farbe | |||||
(50 Gcw.-% in Toluol) | 87 | 87 | |||
Erweichungspunkt ("C) | 3· | 13 | 12 | ||
Gardner-Farbe nach | |||||
Ib h Erhitzen bei 150'C | 97.5 | 1230 | 1085 | ||
Molekulargewicht (M,,) | 13 | 130 | 104 | ||
Jodzahl | 50 | 42 | |||
Viskosität in Lösung cP | 2020 | ||||
bei 250C | 153 | ||||
(60 Gew.-% in Toluol) | 140 | ||||
Haftklebstoff-Eigenschaften Naturkautschuk SlS-Blockcopolymeres
SBS-Blockcopolymercs
Harz- und Kautschukanteile
180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Polyken Klebrigkeit (g)
Klebfestigkeit-Kugelrollmethode
(cm)
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
WachsirübungspunktfC) Wachs/EVA/Har/ (Gew.-0/..)
70/15/15(Gew.»/o)
60/20/20 (Gew.-%) 50/25/25 (Gew.-%) 40/30/30 (Gew.-%)
40/40/20 (Gew.-o/o)
X | 100 | X | |
X | 110 | X | |
100 | 67 67 |
900 | 67 67 |
590 | 950 135 |
1.5 | 1720 1472 |
50 | 0 0 |
2 | iÖ5Ö 675 |
>30 | >30 >30 |
! 8 |
|
5 | 0 | >6 Wochen >290 |
|
100
1020
iOOO
1.5
<65
<65
<65
<65
<65
<65
27
Ausgangsmaterial (Gew.-%) Art des Zusatzes
Zusatz (Gew.-%)
Benzol (Gew.-%)
Zusatz (Gew.-%)
Benzol (Gew.-%)
Harzausbeute, bezogen auf gesamtes Ausgangsmaterial (Gew.-%)
Gardner-Farbe
(50 Gew-% in Toluol) Erweichungspunkt (0C)
Gardner-Farbe nach 16 h Erhitzen bei 150° C Molekulargewicht (M,,) Jodzahl
Viskosität in Lösung cP bei 25° C
(60 Gew.-% in Toluol)
Haftklebstoff-Eigenschaften Naturkautschuk SlS-Blockco polymeres
SBS-Blockcopolymeres Harz- und Kautschukanteile
180° Abschälfestigkeit (g/25 mm)
Polyken Klebrigkeit (g)
Klebfestigkeit-Kugelrollmethode(cm)
Scherfestigkeit auf Papier (h bis Abriß)
Wachstrübungspunkt (° C) Wachs/EV A/Harz (Gew.-%)
70/15/15 (Gew.-%)
70 60
0 10
30 30
39.5 37,5
28
X | 100 | X | |
X | 1110 | X | |
100 | 67 67 |
950 | 67 b7 |
590 | 950 135 |
8 | 2060 593 |
50 | 0 0 |
3 | 1350 0 |
>30 | >30 >30 |
3 >30 |
|
5 | 150 0 |
>6 Wochen 0 |
|
50
Inden 20
30
30
33.1
97.5 | 108 | 116 |
13- | 14 | 14' |
2020 | 1760 | 1810 |
154 | 145 | 133 |
140 | 142 | 184 |
100
b90
400
>30
67 67
1315 1210
900 ö
15 >30
>b
Wochen >290
68
200
Claims (6)
- ι 2chungspunkt sind noch andere Erdölzusätze zum Aus-Patentansprüche: gangsmaterial bekannt, so z.B. Dicyclopentadien(DCPD), MethylcyclopentadJendimere oder thermische1 Verfahren zur Herstellung von Erdölkohien- Polymere, die aus an Cydodiendimeren reichen Produkwasserstoffharzen, wobei 5 ten erhalten werden, wie dies in der GB-PS 14 86 211beschrieben ist. Auch aus der DE-OS 25 49 612 sind als(a) ein Cs-Olefine und -Diolefine, Ce-OIefine und Zusätze cyclische Verbindungen mit Brückenstrukturen -Diolefine oder ein Gemisch aus C5- und bekannt. Die mit diesen Zusätzen hergestellten Harze Ce-Olefinen und -Diolefinen enthaltendes Erd- haben jedoch eine schlechtere Gardner-Harzfarbe und Ölharz-Ausgangsmaterial. das mit Hilfe eines io geringere Wachsverträglichkeit Sie erhöhen zwardie Erdöl-Crackverf ahrens gewonnen wurde, und Festigkeit von Haftklebern auf Naturkautschuk-Basis(b) eine nichtaromatische cyclische Verbindung als und machen SlS-Blockcopolymere schwach klebrig, anZusatz in einer Menge von 5 bis 50 Gewichts- dere SBR-Copolymere jedoch machen sie nicht klebrig. Prozent, bezogen auf das Gewicht des Erdöl- Es sind bisher auch weitere Zusätze, wie Cyclopenten, harz-Ausgangsmaterials, unter Verwendung ei- !5 Terpene, Vinylcyclohexen und einige ungesättigte Arones Friedel-Crafts-Katalysators polymerisiert maten verwendet worden, die jedoch teuer smd oder werden sich synthetisch nur schwer herstellen lassen, sofern siedadurch gekennzeichnet, daß als Zusatz nicht aus der Erdölindustrie als Rohprodukte oder raffi-Tetrahydroinden verwendet wird. nierte Produkte zur Verfügung stehen.
- 2 Verfahren nach Anspruch i. dadurch gckenn- 2ö Es wurden nunmehr Zusätze gefunden, die, wenn s:e zeichnet daß das Polymerisationsausgangsmaterial zusammen mit bestimmten Erdolharz-Ausgangsmateauch Styrol a-ivlethylstyrol, Vinyltoluol. lnden. Di- rialien polymerisiert werden. Harze liefern, die Naturisobuten ein hydrocarbylsubstituiertes C1- bis kautschuk und synthetische Kautschuke, insbesondere Co-Phenol einen Alkohol oder einen Ester enthält. thermoplastische SIS-Blockelastomere kräftig klebrig
- 3 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, 25 machen. Die auf diese Weise hergestellten Harze zeigen dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz (b) auch ein keine signifikante Verschlechterung der Gardner-Harz-Cotrimeres des Cyclopentadiens oder Methylcyclo- farbe und besitzen ferner gute Wachsverträglichkeit. pcntadiens mit einem konjugierten C5-Dien enthält Außerdem erhält man bei diesem Polymensat.onsver-
- 4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. fahren eine hohe Harzausbeute.dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisations- 30 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung auseanesmaterial auch Vinylcyclohexen. Dipenten von als Klebrigmacher geeigneten, modifizierten Erdol- oder Cyclopenten enthält. kohlenwasserstoffharzen, die man erhält, wenn man
- 5. Verwendung der nach einem der Ansprüche Ibis 4 hergestellten Harze als Klebrigmacher zur Be- (a) ein C5-Olefine und - Diolefine, Q-Olefine und -D10-reitung von Gemischen mit natürlichem oder syn- 35 lefine. oder ein Gemisch aus Cj- und (^-Olefinen thetischem Kautschuk. und -Diolefinen enthaltendes Erdölharz-Ausgang*
- 6 Ausführungsform nach Anspruch 5, dadurch ge- material, das mit Hilfe eines Erdol-Crackverfahrens ^kennzeichnet, daß die Harzmenge 100 bis 175 Teile gewonnen wurde, und $pro 100 Teile Kautschuk beträgt. (b) eine nichtaromatische cyclische Verbindung als Zu-40 satz in einer Menge von 5 bis 50 Gewichtsprozent. ?]bezogen auf das Gewicht des Erdölharz-Ausgangsmaterials, unter Verwendung eines Friedel-Crafts- ^ Katalysators polymerisiert und als Zusatz Tetrah- PDie Erfindung betrifft den in den Ansprüchen ge- ydroinden verwendet. >kennzeichneten Gegenstand. « . _ . , „ ,Es wurde gefunden daß SIS-Blockcopolymere (Sty- Der Zusatz (b) kann ferner ein Cotnmeres des Cyclo-rol-lsopren-Blockcopolymere) durch Erdölkohlenwas- pentadiens (CPD) oder des Methylcyclopentadiens ;serstoffharze mit enger Molekulargcwichtsverteilung (MeCPD) mit einem konjugierten C5-D-^n enthalten. ; ,und einem niedrigen Erweichungspunkt klebrig ge- Das die C,- oder Ce-Olefine und Diolefine enthalten- ;macht werden können. Bei der Herstellung dieser Harze 50 de «-rdölharz-Ausgangsmaterial wird durch Cracken _τwerden die Polymerisationsbedingungen mittels ver- von Erdölrohmsterial gewonnen. Dieses enthält Napht-zweigter reaktiver Olefine, substituierter aromatischer has, Kerosin. Gasöl und Vakuumgasöl und siedet ge- ^Verbindungen oder tertiärer Alkylhalogenide gesteuert, wohnlich in einem Bereich von 20 C bis 450 C Das wie dies z~B in den GB-PS 15 37 852 und 15 38 057 Erdölrohmaterial wird, vorzugsweise in Gegenwart von beschrieben ist. Diese bereits früher beschriebenen Erd- 55 Dampf, gecrackt, wofür die empfohlene Temperaturölkohlenwasserstoffharze mit enger Molekularge- zwischen 500°C und 870°C liegt Das Produkt, das ungewichtsvertcilung weisen eine gute Wachsverträglich- sättigte Kohlenwasserstoffe mit Siedepunkten im Bekeit Biegsamkeit und eine geringe Viskosität auf. Sie reich von 200C und ?.40°C, vorzugsweise 20 C und machen filaestrcckic. statistisch angeordnete SRR-Cq- I3O°C enthält, wird gewöhnlich anschließend zur Entpolvmcre (Siyrol -H.iuhIh.mi Copolymere) klebrig und mi fcrnung der niedrig siedenden C- bis C ,-Anteile fraktio- ;jverleihen auch den SIS Hl.-ekeopolymeren sehr gute niert. Das Rohmaterial kann anschließend be. It)O; C bis ;■:Klobcciconschaficii Sie bcsii/cn ledocii in I laftklebern IWC. vorzugsweise 120"C bis 140'X. /.. B. be, etwa ,.,i.f Naturkmiischuk-nasis eine geringe I esngkeii. Öl- 13O1C. wärmebchandcll werden und zwar vorzugswe,-ireic thennoplasus.he SBR-Elastomcrc. und /war so- se 0.5 bis 6 Stunden. /.. B. 0.5 bis 1 Stunde Es werden wohl statistisch angeordnete, als auch bl.x-kariigc (/. B. « niedrige Temperaturen bevorzugt, um die Cod.mcns.c- ■ :.SHS-HI.H-kcopoK.ncrc). worden von diesen llar,en rung der cyclischen D.ene (CPD und MeCPD) mit Imea-„lt|„ klebrit· Lcnuichl rcn Cvkonju^iertcn Dienen (Isopren und 1.3-cis- und ;/ur Hersicllung von I lar/en mit hohem Krwei- tnins-Pentaclicncn) zu beschränken. Nach der Fraktio-
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