DE69218761T2

DE69218761T2 - Polymermischungen

Info

Publication number: DE69218761T2
Application number: DE69218761T
Authority: DE
Inventors: Glenn C. Racine Wi 53406 Calhoun
Original assignee: SC Johnson and Son Inc
Current assignee: SC Johnson and Son Inc
Priority date: 1991-02-14
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2012-01-28
Also published as: DE69218761D1; EP0571526B1; NO932897D0; DK0571526T3; US5399612A; NO305086B1; CA2103559A1; EP0571526A4; ATE151103T1; JPH06505296A; WO1992014788A1; EP0571526A1; FI933593A; CA2103559C; ES2100337T3; FI933593A0; NO932897L; MX9200616A

Description

Technisches Anwendungspebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf polymere Zusammensetzungen, die in Wasser löslich oder leicht dispergierbar sind und die auch als "gemischte" polymere Zusammensetzungen oder einfach als "Mischungen" charakterisiert werden können, die mindestens ein Säure-funktionelles Vinylpolymer und mindestens ein Amino-funktionelles Siloxanpolymer enthalten. Das Vinylpolymer weist mindestens zwei Säure-funktionelle seitenst-nde (anh ngende) Reste auf und das Siloxanpolymer weist mindestens zwei Amino-funktionelle seitenständige (anhängende) Reste auf. Mit diesen wäßrigen polymeren Zusammensetzun gen können verschiedene Substrate mit Oberflächen-Überzügen versehen werden, die als "quasi-vernetzte", alkalilösliche polymere Netzwerke charakterisiert werden können, die verbesserte Oberflächeneigenschaften aufweisen.

Stand der Technik

Eine Reihe von erfahrenen Wissenschaftlern auf diesem Gebiet sind Oberflächen-Überzüge aus bestimmten sogenannten "ionomeren" Harzen bekannt. "Ionomere Harze" werden manchmal als "ionische Gopolymere" bezeichnet. In jedem Fall sind solche Substanzen - ob sie als "ionomere" Harze oder als "ionische Copolymere" bezeichnet werden - allgemein bekannt als nützliche, handelsübliche Oberflächenbeschichtungsmaterialien.
Insbesondere in den US-Patenten Nr.3 328 367, 3 404 134 und 3 471 460 (alle Rees-Patente) sind jeweils bestimmte Carboxylgruppen-haltige Copolymere beschrieben, die Struktur-spezifische organische Diaminreste aufweisen, die mit den ionisierten Carboxylgruppen des Copolymers assoziiert sind. Sowohl ionisch vernetzte "Ethylen/Methacrylsäure"-enthaltende Copolymere als auch "Ethylenlacrylsäure"-enthaltende Copolymere, sind nämlich Beispiele für handelsübliche extrudierbare "ionomere" Harze dieser Art. "Ionomere" Harze sind außerdem in dem US-Patent Nr.4 154618 (Burke), in dem US-Patent Nr. 4 619 973 (Smith, Jr.) und in dem US-Patent Nr.4 663 228 (Bolton et al.) beschrieben.
Bestimmte sogenannte "Polysiloxane" sind ebenfalls allgemein bekannte, nützliche, handelsübliche Oberflächenbeschichtungsmaterialien. Diesbezüglich sind verschiedene handelsübliche Polysiloxane allgemein bekannt für ihre Beständigkeit gegenüber Wasser sowie für ihre Fähigkeit, Oberflächen- Überzüge oder -Filme zu bilden, die eine verhältnismäßig niedrige Oberflächenenergie aufweisen, beides wünschenswerte physikalische Eigenschaften.
Polysiloxane - häufig als "anorganische" Polymere bezeichnet - können durch Einarbeitung bestimmter organischer Gruppen mindestens teilweise "organisch" gemacht werden. So ist beispielsweise bekannt, daß die Einarbeitung spezifischer organischer Amingruppen in diese sogenannten "anorganischen" Polysiloxane diesen Polysiloxanen bestimmte erwünschte Amino-funktionelle "Aktivitäts"-Eigenschaften verleiht. Insbesondere in dem US-Patent Nr.3 576 779 (Holdstock et al.) ist eine Zusammensetzung beschrieben, die als "Salz" bezeichnet wird, die hergestellt wird aus einem einen Aminorest enthaltenden Organosiloxan-Copolymer und einer aliphatischen Carbonsäure In dem US- Patent Nr.3631 087 (Lewis et al.) ist eine andere lusammensetzung dieser Art beschrieben, die charakterisiert ist als sogenanntes "gepfropftes" Organo-Polysiloxan mit einer spezifischen Struktur. In dem '087-Patent ist angegeben, daß ein Aminorest auf das Polysiloxan-Grundgerüst aufgepfropft werden kann, um dieses mit einer gewünschten seitenständigen (anhängenden) funktionellen Gruppe zu versehen; und von polymerisierbaren "organischen" Monomeren, wie Acrylsäure und Derivaten davon, wird gesagt, daß sie auf diese Weise auf das Organopolysiloxan aufgepfropft werden können. In dem US-Patent Nr.4 661 551 (Mayer et al.) ist eine weitere bekannte Organopolysiloxan Zusammensetzung beschrieben, von der angegeben ist, daß sie ein Salz einer wasserlöslichen organischen oder anorganischen Säure und ein Polysiloxan enthält. In dem US-Patent Nr.4670500 (Gupta) ist eine weitere Beschichtungszusammensetzung oder ein weiterer Film dieser Art beschrieben, von der (dem) angegeben wird, daß er ein aminofunktionelles Silicon-Polymer sowie ein Acryl polymer vom sogenannten "Metall- Chelat"-Typ enthält. In dem '500- Patent wird eine solche Beschichtungszusammensetzung als Mischung bezeichnet.
In EP-A-0 412 324 ist eine wäßrige Dispersion beschrieben, die ein emulgierbares Polyethylen enthält, das bekannt dafür ist, daß es Säure-funktionelle Gruppen, z.B. Garbonsäurengruppen, ein Amin-funktionelles Siloxanpolymer und gegebenenfalls Gewebe-Weichmacher enthält. Von diesen Emulsionsdipsersionen ist angegeben, daß sie verwendbar sind zur Behandlung von faserförmigen Materialien wie gewebten Geweben. Emulsionen des Wachses, hergestellt durch Neutralisieren der Carbonsäuregruppen mit Kaliumhydroxid, und Emulsionen der Amino-funktionellen Siloxanpolymeren, die getrennt davon hergestellt werden, werden miteinander gemischt unter Bildung einer Gewebebehandlungslösung (Gewebeappretierlösung).
In EP-A-0 220 400 ist ein gegen Naßabrieb beständiges Garn und Tauwerk (Cord) beschrieben, das mit einer wäßrigen Überzugs-Finish-Zusammensetzung behandelt wird. Die Zusammensetzung umfaßt ein oxidiertes Polyethylen, das mit einem Stickstoff-freien, nicht-ionischen Emulgator emulgiert und mit einem Alkalihydroxid (z.B. NaOH, KOH und NH&sub4;OH) neutralisiert worden ist, sowie eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem Siloxan der Comonomeren Dimethyl- und 3-[(2-Aminoethyl)aminopropyl] und einem Amidmelamin-Wachs.
Für alkalilöslische Überzüge, die verschiedenen Substrat-Oberflächen verbesserte "Gleit"-Eigenschaften verleihen können und die solchen Substraten auch Wasserbeständigkeits-, Lösungsmittelbständigkeits- und/oder Korrosionsbetändigkeits-Eigenschaften verleihen können, besteht derzeit ein großer kommerzieller Bedarf.
Darüber hinaus wäre es aus einer Reihe von Gründen erwünscht und vorteilhaft, "ionomere" vernetzbare Zusammensetzungen herstellen zu können, in denen wäßrige Medien oder Träger verwendet werden und die ein säurefunktionelles Vinylpolymer und ein wasserunlösliches Amino-funktionelles Polysiloxan enthalten können. Tatsächlich gibt es derzeit eine Reihe von Gründen, welche die Verwendung eines organischen Lösungsmittels als Medium oder Träger höchst unerwünscht machen.
So besteht derzeit ein beträchtliches Interesse seitens der Gesetzgebung und des Handels und auch ein sonstiges Interesse, die Gesamtmenge an flüchtigen organischen Verbindungen ("VOCs"), die in verschiedenen handelsüblichen und Verbraucher-orientierten Zusammensetzungen und/oder Formulie rungen enthalten sind, zu verringern. Es wäre daher wünschenwert, eine polymere Mischung auf Wasserbasis zur Verfügung zu haben, die zum Aufbringen eines Oberflächenüberzugs auf ein Substrat verwendet werden kann.
In dieser Hinsicht sind die erfindungsgemäßen neuen gemischten polymeren Zusammensetzungen entweder vollständig löslich oder leicht dispergierbar in Wasser. Daher sind die erfindungsgemäßen neuen wäßrigen polymeren Zusammensetzungen derzeit sehr erwünscht. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß die erfindungsgemäßen gemischten polymeren Zusammensetzungen, wenn sie in Form einer wäßrigen Lösung auf verschiedene Substrate auf gebracht werden, diesen Substraten verbesserte Lösungsmittelbeständigkeits- Eigenschaften (in bestimmten Situationen) verbesserte Wasserbeständigkeits- Eigenschaften und verbesserte Korrosionsbeständigkeits-Eigenschaften verleihen können. Diese Substrate umfassen, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, Asphalt, Pappkarton, Keramik, Beton, Stoffe, Glas, Linoleum, Metall, Papier, Kunststoff, Stein, Ziegel, Holz und eine große Anzahl weiterer poröser und nicht-poröser Oberflächen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf eine wäßrige polymere Zusammensetzung gerichtet, die beim Verdampfen der flüchtigen Komponenten in der Zusammensetzung auf einem Substrat ein alkalilösliches polymeres Netzwerk bilden kann, die nach einem Verfahren herstellbar ist, das die folgende Stufe umfaßt:
Kombinieren der Bestandteile, die im wesentlichen umfassen ein alkalilösliches Vinylpolymer mit Säure-Funktion und ein Siloxanpolymer mit Amino- Funktion in einem flüchtigen wäßrigen Medium unter Bildung einer wäßrigen Vinylpolymer-Siloxanpolymer-Mischung, in der das Vinylpolymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) funktionelle Säure-Reste aufweist, das Siloxanpolymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) funktionelle Amino-Reste aufweist, das wäßrige Medium eine flüchtige Base in einer Menge enthält, die verhindert, daß die funktionellen Säure-Reste des Vinylpolymers mit den funktionellen Amino-Resten des Siloxanpolymers chemisch reagieren, wobei das Siloxanpolymer mit Amino-Funktionen hinsichtlich seiner Struktur definiert ist als

R&sub3;(R&sub1;)&sub2;Si-(A)an(B)bnO-Si(R&sub1;)&sub2;R&sub3;

worin bedeuten: "A" eine Struktur der Formel "B" eine Struktur der Formel
"an" und "bn" jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl in dem Bereich mit einem Wert von 1 bis 300 einschließlich,
R&sub1; Alkyl, Phenyl oder Kombinationen davon,
R&sub2; einen Alkylenrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylenrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylenrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Kombinationen davon,
R&sub3; Alkyl; Phenyl; eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Arygruppe, Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon und
R&sub4; Wasserstoff; Alkyl; Phenyl, eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Aryl gruppe, Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon.
Diese wäßrigen polymeren Zusammensetzungen (oder "Mischungen") umfassen im allgemeinen 60 bis 99,9 Gew.-Teile des Säure-funktionellen Vinylpolymers und 0,1 bis 40 Gew.-Teile des Amino-funktionellen Siloxanpolymers. Das Vinylpolymer weist mindestens zwei Säure-funktionelle seitenständige (anhängende) Reste auf und das Siloxanpolymer weist mindestens zwei Amino-funktionelle seitenständige (anhängende) Reste auf. Das Siloxanpolymer kann insbesondere seitenständige (anhängende) Amino-funktionelle Gruppen an mindestens zwei verschiedenen Seitenketten aufweisen oder es kann seitenständige (anhängende) Amino-funktionelle Gruppen an mindestens zwei verschiedenen Ketten-Enden aufweisen oder es kann mindestens zwei verschiedene seitenständige (anhängende) Amino-funktionelle Gruppen aufweisen, von denen eine sich an einer Seitenkette befindet und die andere sich an einem Kettenende befindet.
Die wäßrige Formulierung enthält demzufolge Wasser als erforderlichen Bestandteil und außerdem enthält sie einen alkalischen oder "basischen" Bestandteil in einer Menge, die wirksam ist, um zu verhindern, daß die Säurefunktionellen Reste des Vinylpolymers in der wäßrigen Mischung mit den Amino-funktionellen Resten des Siloxanpolymers in der Mischung chemisch reagieren. Eine solche Base ist flüchtig. Die erfindungsgemäße neue polymere Zusammensetzung kann ferner als "flüchtiges wäßriges Medium" bezeichnet werden, wobei die obengenannte Base in diesem Medium gelöst (oder in diesem dispergiert) wird zur Herstellung einer verdampfbaren wäßrigen Lösung, die nicht nur das Säure-funktionelle Vinylpolymer, sondern auch das Aminofunktionelle Siloxanpolymer enthält.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen polymeren Zusammensetzungen enthalten somit notwendigerweise flüchtige Komponenten zusätzlich zu den obengenannten Säure-funktionellen Vinylpolymer- und Amino-funktionellen Siloxanpolymer-Bestandteilen.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines alkalilöslichen polymeren Netzwerks auf einem Substrat durch Verdampfen der flüchtigen Komponenten innerhalb der Zusammensetzung, wobei das Verfahren die folgenden Stufen umfaßt:
Kombinieren der Komponenten, die im wesentlichen bestehen aus einem alkalilöslichen Vinylpolymer mit Säurefunktionen mit einem flüchtigen wäßrigen Medium, das eine wirksame Menge einer flüchtigen Base enthält, welche die Säurefunktions-Reste des Vinylpolymers gegenüber den Aminofunktions- Resten chemisch nicht-reaktiv macht;
Kombinieren eines Siloxanpolymers mit Amino-Funktionen mit dem flüchtigen wäßrigen Medium und mäßiges Rühren des Mediums, wobei der Grad der Rührung und die Menge des Siloxanpolymers mit Amino-Funktionen, die in dem flüchtigen wäßrigen Medium vorliegt, auf wirksame Weise eine alkalische Lösung bildet, die gelöstes Vinylpolymer und gelöstes oder dispergiertes Siloxanpolymer enthält, wobei das Verhältnis zwischen dem Aminofunktions- Rest des Siloxanpolymers und den Säurefunktions-Resten des Vinylpolymers 1:10 000 bis 1:2,5 beträgt, um dadurch eine Polymer enthaltende verdampfbare Zusammensetzung herzustellen, die flüchtige Komponenten enthält, wobei das Siloxanpoymer mit Amino-Funktionen die folgende Struktur hat:
R&sub3;(R&sub1;)&sub2;Si-(A)an(B)bnO-Si(R&sub1;)&sub2;R&sub3;
worin bedeuten: "A" eine Struktur der Formel "B" eine Struktur der Formel
"an" und "bn" jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl in dem Bereich mit einem Wert von 1 bis 300 einschließlich,
R&sub1; Alkyl, Phenyl oder Kombinationen davon,
R&sub2; einen Alkylenrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylenrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylakylenrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Kombinationen davon,
R&sub3; Alkyl; Phenyl; eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Arylgruppe, Arylal kylgruppe; oder Kombinationen davon und
R&sub4; Wasserstoff; Alkyl; Phenyl, eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Arylgruppe, Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon;
Aufbringen eines Teils der Polymer enthaltenden verdampfbaren Zusammensetzung auf ein Substrat; und
Verdampfen der flüchtigen Komponenten aus der auf das Substrat aufgebrachten Zusammensetzung unter Ausbildung eines alkalilöslichen polymeren Netzwerks auf dem Substrat.
Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehenden detaillierten Diskussion derselben hervor.

Industrielle Anwendbarkeit

Aus einer Reihe von Gründen können die auf diese Weise gelösten oder auf diese Weise dispergierten wäßrigen polymeren Zusammensetzungen der Erfindung zu dem Zeitpunkt, zu dem sie hergestellt worden sind, oder nach einer Zeitspanne der Lagerung zunächst trübe sein; es wurde jedoch festgestellt, daß die erfindungsgemäßen wäßrigen gemischten polymeren Zusammensetzungen beim Mischen klar werden. Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen wäßrigen gemischten polymeren Zusammensetzungen nach dem Verdampfen der flüchtigen Komponenten verschiedenen Substraten "quasi vernetzte", alkalilösliche polymere Netzwerke verleihen, die eine Reihe von verbesserten Oberflächen-Eigenschaften oder -Charakteristika aufweisen. Für diesen Zweck geeignete Substrate sind oben aufgezählt.
Die auf diese Weise erzeugten quasi-vernetzten polymeren Netzwerke weisen in der Regel nicht nur bessere Wasserbeständigkeits-Eigenschaften oder physikalische Eigenschaften auf, sondern können auch bestimmte "verbesserte" Lösungsmittelbeständigkeits-oder physikalische Eigenschaften ergeben. Zu diesen Lösungsmitteln, gegenüber denen das quasi-vernetzte polymere Netzwerk Lösungsmittelbeständigkeits-Eigenschaften aufweist, gehören aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol. Zu anderen Lösungsmitteln, gegenüber denen das polymere Netzwerk physikalische Lösungsmittelbeständigkeits-Eigenschaften oder -Charakteristika aufweist, gehören aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan und das als "Petrolether" bekannte Erdöldestillat (vgl. z.B. Seite 551 des Buches "Handbook of Chemical Synonyms and Trade Names", publiziert 1978 von "The Technical Press, Ltd.", Oxford, England). Zu weiteren allgemein bekannten organischen Lösungsmitteln in dieser Hinsicht gehören Ester, Ether, Ketone, nitrierte oder chlorierte Kohlenwasserstoffe und Alkohole.
Außerdem können die auf diese Weise gemischten polymeren Zusammensetzungen je nach den relativen Mengenanteilen von Säure-funktionellem Vinylpolymer und Amino-funktionellem Siloxanpolymer, die in der neuartigen Zusammensetzung der erfindungsgemäßen neuen Mischung vorliegen, so formuliert werden, daß sie sogenannte "quasi vernetzte" polymere Netzwerke bilden, die nicht nur vorher ausgewählte Wasserbeständigkeits- und Lösungsmittelbeständigkeits-Eigenschaften oder -Charakteristika, sondern auch bestimmte verbesserte Filmintegritäts-Eigenschaften aufweisen.
Ferner können die erfindungsgemäßen gemischten polymeren Zusammensetzungen je nach der Gesamtmenge an Siloxanpolymer, die in der Zusammensetzung vorliegt, leicht so formuliert werden, daß sie "quasi vernetzte" polymere Netzwerke ergeben, die eine ausgeprägte Verminderung des Reibungs koeffizienten aufweisen (d.h. die sogenannte "Gleit"-Qualität eines speziellen Überzugs oder Films kann deutlich verbessert werden). Dem Fachmann auf diesem Gebiet ist allgemein bekannt, daß eine solche physikalische Eigenschaft oder ein solches Charakteristikum gelegentlich hoch erwünscht sein kann.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen polymeren Zusammensetzungen sind somit besonders geeignet, um auf einem geeigneten Substrat einen Oberflächenüberzug oder 4ilm auf Wasserbasis zu erzeugen. Die erfindungsgemäßen polymeren Zusammensetzungen können auch verschiedenen derzeit bekannten Beschichtungsformulierungen auf Wasserbasis sowie bestimmten allgemein bekannten fumbildenden Bestandteilen einverleibt werden, um bestimmte physikalische Eigenschaften oder Charakteristika dieser Beschichtungsformulierungen, die derzeit nach bekannten Verfahren hergestellt werden, zu verbessern. So können beispielsweise die erfindungsgemäßen neuen gemischten polymeren Zusammensetzungen bestimmten Beschichtungs-Zusammensetzungen des Typs einverleibt werden, wie er in den US-Patenten Nr.3 308 078 und 3 320 196 (beide von Rogers) beschrieben ist.

Beste Art der Durchführung der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen oder Mischungen umfassen im allgemeinen 60 bis 99,9 Gew.-Teile eines Säure-funktionellen Vinylpolymers und 0,1 bis 40 Gew.-Teile eines Amino-funktionellen Siloxanpolymers, bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Vinylpolymer-Siloxanpolymer- Mischung. Vorzugsweise umfassen die polymeren Zusammensetzungen 80 bis 99,9 Gew.-Teile des Säure-funktionellen Vinylpolymers und 0,1 bis 20 Gew.- Teile des Amino-funktionellen Siloxanpolymers. Darüber hinaus weist das Vinylpolymer, wie weiter oben kurz angegeben, mindestens zwei Säurefunktionelle seitenständige (anhängende) Reste auf und das Siloxanpolymer weist mindestens zwei Amino-funktionelle seitenständige (anhängende) Reste auf.
Die polymere Zusammensetzung enthält außerdem, wie oben angegeben, eine ausreichende Menge von flüchtigen wäßrigen Medien und eine Base in den Medien zur Herstellung einer verdampfbaren wäßrigen Lösung, die nicht nur das Säure-funktionelle Vinylpolymer, sondern auch das Amino-funktionelle Siloxanpolymer enthält. Die Menge an flüchtiger Base in den wäßrigen Medien ist ausreichend, um zu verhindern, daß die Säure-funktionellen Reste des Vinylpolymers mit den Amino-funktionellen Resten des Siloxanpolymers reagieren.
Der hier verwendete Ausdruck "flüchtige wäßrige Medien" umfaßt in der Regel Wasser und eine Base.
Die flüchtigen wäßrigen Medien können gegebenenfalls ferner enthalten mit Wasser mischbare flüchtige organische Flüssigkeiten, wie Aceton, Alkohol, Ether, Glyme, Diglyme, Ethylen und Propylenglycol, Glycerin, sogenanntes Polyethylenoxid mit "niedrigem Molekulargewicht" sowie seine Alkyl- und Dialkylether (d.h. Oxide und Ether mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von weniger als etwa 200), Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N- Methyl-2-pyrrolidon ("NMP") und verschiedene Mischungen und Kombinationen davon.
Wie oben angegeben, kann es jedoch erwünscht sein, die Menge an einem solchen organischen Lösungsmittel, das der polymeren Zusammensetzung einverleibt wird, minimal zu halten.
Außerdem wird gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung eine geeignete flüchtige Base ausgewählt aus flüchtigen Ammen, Ammoniak und verschiedenen Mischungen davon. Zu flüchtigen Ammen, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind, gehtren, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Diethylamm, Triethyalmin, Propylamin, Isopropylamin, Dusopropylamin, Dipropylamin, Butylamin, sec-Butylamin, tert-Butylamin und verschiedene Mischungen und Kombinationen davon.
Vorzugsweise ist das Säure-funktionelle Vinylpolymer ein einen Carbonsäure- Rest enthaltendes Vinylpolymer mit einem Molekulargewicht, das in dem Bereich zwischen 1000 und 2 000 000 liegt und eine Säurezahl von 100 bis 700 aufweist. Wenn in der vorliegenden Anmeldung ein Molekulargewicht genannt wird, so ist darunter, wenn nichts anderes angegeben ist, stets das zahlendurchschnittliche Molekulargewicht ("Mn") zu verstehen.
Der hier verwendete Ausdruck "Säurezahl" ist definiert als die Anzahl der Milligramm Kaliumhydroxid, die erforderlich sind, um die seitenständigen (anhängenden) sauren Säure-Reste zu neutralisieren, die in einer 1 g-Probe des obengenannten Vinylpolymers vorhanden sind. Eine Neutralisation erfolgt bei pH 7; und die Bestimmung der Neutralisation erfolgt im allgemeinen durch Titrieren der Probe in destilliertem Wasser bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25ºC unter Verwendung von Phenolphthalein als Endpunkt-Indikator.
Die Säure-funktionellen Vinylpolymeren, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind, weisen mindestens zwei (Carbonsäure-funktionelle seitenständige (anhängende) Reste auf. In dieser Hinsicht geeignete Vinylpolymere umfassen 10 bis 90 Gew.-% eines Säure-funktionellen Vinylmonomers, 10 bis 90 Gew.-% eines aromatischen Vinylmonomers und 0 bis 40 Gew.-% eines nicht-aromatisches Monomers.
Zu geeigneten Säure-funktionellen Vinylmonomeren gehören, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, Aconitsäure, Acrylsäure, β-Carboxyethyl acrylat, Zimtsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Methacrylsäure und Mischungen davon. Geeignet sind auch bestimmte Monomere, von denen bekannt ist, daß sie sogenannte "latente" Säurereste enthalten, wie cyclische Anhydride. Zu geeigneten cyclischen Anhydriden gehören daher, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, Itaconsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Mischungen davon.
Zu geeigneten aromatischen Vinylmonomeren gehören, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, Styrol, α-Methylstyrol, β-Methylstyrol, cis-Stilben, trans-Stuben, p-Methylstyrol, tert-Butylstyrol, Vinylnaphthalin und verschiedene Mischungen und Kombinationen davon.
Zu geeigneten nicht-aromatischen Monomeren gehören, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, α-Olefine; Vinylester und -Ether; Acrylat- und Methacrylatester; Acrylamide und Methacrylamide, Vinylamide; und verschiedene Mischungen und Kombinationen davon.
Die Menge, in der die flüchtige Base in der wäßrigen polymeren Zusammensetzung vorliegt, bezogen auf das Säure-funktionelle Vonylpolymer, liegt vorzugsweise zwischen 100 und 350 Mol-%.
Das Amino-funktionelle Siloxanpolymer ist vorzugsweise ein einen Alkylamino- Rest enthaltendes Silicon-Polymer, das in Wasser unlöslich ist. Ein solches Amino-funktionelles Siloxanpolymer weist ein Molekulargewicht in dem Bereich von 1000 bis 30 000 und eine Viskosität in dem Bereich zwischen 0,01 und 5 Pa.s [10-5000 Centipoises ("cps")] auf. Der hier verwendete Ausdruck "wasserunlöslich" bedeutet, daß weniger als 1 g des Amino-funktionellen Siloxanpolymers bei einer Temperatur von etwa 250ºC pro 1000 g destilliertem Wasser gelöst sind.
Die Menge des Amino-funktionellen Siloxanpolymers, die in der polymeren Zusammensetzung vorliegt, bezogen auf das Säure-funktionelle Vinylpolymer, liegt zwischen 0,1 und 40 Gew.-%. Vorzugsweise beträgt die Menge des Amino-funktionellen Siloxans, die vorliegt, bezogen auf das vorhandene Säurefunktionelle Vinylpolymer, 0,1 bis 20 Gew.-%.
Die Amino-funktionellen Siloxanpolymeren haben die folgende Struktur:
R&sub3;(R&sub1;)&sub2;Si-(A)an(B)anO-Si(R)&sub2;R&sub3;
worin bedeuten: "A" eine Struktur der Formel "B" eine Struktur der Formel
"an" und "bn" jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl in dem Bereich mit einem Wert von 1 bis 300 einschließlich.
Der Rest der obengenannten chemischen Struktur ist wie folgt definiert: R&sub1; steht für einen monovalenten Rest, beispielsweise Alkyl (z.B. C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl), Phenyl oder Kombinationen davon. R&sub2; steht für einen divalenten Rest, beispielsweise einen Alkylenrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylenrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylenrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Kombinationen davon. R&sub3; steht für einen monovalenten Rest, z.B. Alkyl (wie C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl); Phenyl; eine Amino-enthaltende Alkylgruppe oder Arylgruppe oder Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon. R&sub4; steht für Wasserstoff, einen monovalenten Rest, z.B. solche, wie sie für R&sub3; aufgezählt worden sind, oder Kombinationen davon.
Eine solche Struktur zeigt somit ein willkürlich (statistisch) substituiertes Polysiloxan-Copolymer an.

Verfahren zur Herstellung des quasi-vernetzten polymeren Netzwerks

Ein Verfahren zur Herstellung einer polymeren Mischung zum Zwecke der Erzeugung eines quasi-vernetzten, alkalilöslichen polymeren Netzwerks auf einem geeigneten Substrat besteht darin, mindestens ein Säure-funktionelles Vinylpolymer der vorstehend beschriebenen Art mit einer solchen Menge eines fliichtigen wäßrigen Mediums zu kombinieren, die wirksam ist, das Vinylpolymer aufzulösen zur Herstellung einer wäßrigen Lösung. Dann wird der wäßrigen Lösung eine flüchtige Base in einer Menge zugegeben, die wirksam ist, um das Säure-funktionelle Vinylpolymer aufzulösen und die Säure-funktionellen Reste des Vinylpolymers (in der wäßrigen Lösung) nicht-reaktionsfähig gegenüber den Amino-funktionellen Resten (die darin enthalten sind) zu machen. Während die wäßrige Lösung gerührt wird, wird mindestens ein Aminofunktionelles Siloxanpolymer der das Vinylpolymer enthaltenden wäßrigen Lösung zugegeben, wobei die Menge des Amino-funktionellen Siloxanpolymers in der wäßrigen Lösung ausreicht, um ein wäßriges Medium zu ergeben, wel ches das gelöste Vinylpolymer und das gelöste o(ier dispergierte Siloxanpolymer enthält, wobei der pH-Wert des Mediums bei 7,5 oder mehr gehalten wird. In diesem wäßrigen Medium beträgt das Verhältnis zwischen den Aminofunktionellen Verbindungen (dem Siloxanpolymer) und den Säure-funktionellen Verbindungen (dem Vinylpolymer) 1:10 000 bis 1:2,5. Dieses wäßrige Medium enthält, wie weiter oben bereits angegeben, flüchtige Komponenten.
Danach wird ein Teil des das Polymer enthaltenden flüchtigen wäßrigen Mediums auf das Substrat aufgebracht und anschließend werden die flüchtigen Komponenten - einschließlich der flüchtigen Base- aus dem auf das Substrat aufgebrachten, die polymere Zusammensetzung enthaltenden flüchtigen wäßrigen Medium verdampft, wodurch ein dünner Film aus dem Substrat gebildet wird, der das obengenannte quasi-vernetzte alkalilösliche polymere Netzwerk umfaßt.
Wenn es erwünscht ist, den das quasi-vernetzte polymere Netzwerk enthaltenden Film von dem Substrat zu entfernen, wird eine wirksame Menge Base auf das sogenannte "quasi-vernetzte" polymere Netzwerk aufgebracht, um das polymere Netzwerk aufzulösen; wonach das aufgelöste Polymer von dem Substrat leicht entfernt werden kann.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, jedoch in dem Bestreben, eine vollständige Offenbarung zu geben, wird derzeit angenommen, daß die alkalilösliche Quasi-Vernetzung, die innerhalb des polymeren Netzwerks vorliegt, nach dem Verdampfen der flüchtigen Base und der anderen flüchtigen Komponenten auftritt als Folge der Bildung von ionischen Bindungen, die sich zwischen den Säure-funktionellen Molekülen der Vinylpolymer-Komponente und den Amino-funktionellen Molekülen der Siloxan-Polymer-Komponente der hier diskutierten gemischten polymeren Zusammensetzungen bilden.
Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist auch klar, daß die "quasi-vernetzten" Mischungen hergestellt werden können unter Anwendung allgemein bekannter Verfahren zum Mischen von Polymeren, beispielsweise durch Schmelzmischen oder Mischen der Polymeren in einem wechselseitigen Lösungsmittel und anschließendes Entfernen des Lösungsmittels

Detaillierte Beschreibung von Beispielen

Die folgenden Beispiele sollen die verschiedenen Prinzipien und die praktische Durchführung dieser speziellen Erfindung dem Fachmann auf diesem Gebiet näher erläutern. Sie sollen als solche jedoch nicht die Erfindung darauf beschränken, sondern dienen lediglich der Erläuterung der sogenannten "besten Ausführungsform"-Aspekte undloder der Merkmale der vorliegenden Erfindung und werden als solche charakterisiert in Form von bevorzugten Ausführungsformen
In den folgenden verschiedenen Beispielen wurde das Molekulargewicht jedes Polymers durch Gelpermeationschromatographie ("GPC")-Verfahren unter Verwendung von Tetrahydrofuran ("THF") als Eluierungsmittel und Poly(styrol)-Standards bestimmt. Die dabei verwendeten Poly(styrol)-Standards, die derzeit von der Firma Polymer Laboratories, Limited, Church Stretton, Großbritannien, erhältlich sind, sind insbesondere charakterisiert durch zahlendurchschnittliche Molekulargewichte von 2 250 000; 1 030 000; 570 000; 156 000, 66 000, 28 500, 9 200, 3 250 und 1 250

Beispiel 1: Quasi-vernetzter polymerer Film und Verfahren zu seiner Herstellung

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen neuen wäßrigen polymeren Zusammensetzung wurde verwendet zum Gießen eines "quasivernetzten" polymeren Netzwerks in Form eines Films auf ein handelsübliches Polypropylen.
Zur Erzielung eines solchen Eiqebnisses wurden insbesondere 40 g eines alkalilöslichen Säure-funktionellen Vinylpolymers bei einer Temperatur von etwa 25ºC über einen Zeitraum von etwa 20 min mit 160 g einer wäßrigen Ammoniak (NH&sub3;)-Lösung kombiniert unter Bildung eines Vinylpolymer-enthaltenden flüchtigen wäßrigen Mediums mit 1,4 Äquivalenten NH&sub3; pro Äquivalent des Säure-funktionellen Restes des Vinylpolymers. Das Vinylpolymer-enthaltende flüchtige wäßrige Medium enthielt somit 20 Gew.-% Polymer, bezogen auf das Gesamtgewicht. Das Vinylpolymer, hergestellt nach den Prinzipien des US- Patents Nr.4 546 160 (Brand et al.) enthielt etwa 37,4 Gew.-% α-Methylstyrol-Monomer, etwa 30,7 Gew.-% Styrol-Monomer, etwa 31,9 Gew.-% Acrylsäure- Monomer. Ein solches Polymer hatte ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von etwa 4000. Die dabei verwendete wäßrige Ammoniaklösung wurde insbesondere hergestellt durch Verdünnen von 15,7 ml 28 gew.-%igem wäßrigem Ammoniak mit destilliertem Wasser bis auf ein Gesamtvolumen von 200 ml.
Das so hergestellte, Vinylpolymer enthaltende flüchtige wäßrige Medium wurde dann in zwei gleiche 100 g-Portionen aufgeteilt. Eine solche 100 g-Portion wurde zu "Kontrollzwecken" beiseite gestellt.
Zu der anderen 100 g-Portion des Vinyl polymer enthaltenden flüchtigen wäß rigen Mediums wurden bei Umgebungstemperatur von etwa 25ºC und über einen Zeitraum von etwa 5 min etwa 2,2 g eines Amino-funktionellen Siloxanpolymers mit einem Molekulargewicht von etwa 8000, einer Viskosität von 5,5 × 10&supmin;&sup4; bis 6,6 × 10&supmin;&sup4; m²/s [550-600 Centistokes ("cstks.")] und einem Basen"- aquivalent-Wert von etwa 2,0 Milhäquivalenten pro g Flüssigkeit zugegeben. Dieses von der Firma Wacker Silicones Corporation, Adrian, Michigan, erhaltene Amino-funktionelle Siloxanpolymer wird hier speziell als Siloxanpolymer "EF 14882" bezeichnet.
Dem Fachmann auf dem Gebiet ist allgemein bekannt, daß der Ausdruck "Poise" die sogenannte "cgs"-Einheit der Viskosität ist; daß 1 Poise 0,1 Pa.s [100 Centipoises ("cps.")] entspricht; daß der Ausdruck "Stoke" die sogenannte "cgs"-Einheit der kinematischen Viskosität ist; daß 1 Stoke 1 × 10&supmin;&sup4; m²/s [100 Centistokes ("cstks")] entsprirht; daß die sogenannte "cgs"-Einheit der Dichte ausgedrückt wird in g/cm³; und daß der Viskositätswert dem Produkt aus der kinematischen Viskosität und dem Dichtewert entspricht. Der Viskositätswert, ausgedrückt in cgs-Einheiten, wird somit erhalten durch Multiplizieren des Wertes für die kinematische Viskosität, ausgedrückt in cgs-Einheiten, mit dem Dichte-Wert, ebenfalls ausgedrückt in cgs-Einheiten.
Ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignetes Amino-funktionelles Siloxanpolymer hat die folgende chemische Struktur:
(CH&sub3;)&sub3;Si-(D)dn(E)en-Si-(CH&sub3;)&sub3; worin bedeuten "D" eine Struktur der Formel "E" eine Struktur der Formel
"dn" und "en" jeweils eine ganze Zahl in dem Bereich mit einem Wert von 1 bis 100 einschließlich.
Die oben dargestellte chemische Struktur stellt somit ein Random-Silicon- Copolymer dar, das mindestens eine Amino-funktionelle Seitenkette enthält.
Zuerst wurde festgestellt, daß das auf diese Weise zugegebene Siloxanpolymer getrennt von dem ein Vinylpolymer enthaltenden flüchtigen wäßrigen Medium eine Schicht bildet. Dann wurde festgestellt, daß unter mäßigem Rühren über einen Zeitraum von etwa 1 min und bei einer limgebungstemperatur von etwa 25ºC das das Vinylpolymer enthaltende und das Siloxanpolymer enthaltende flüchtige wäßrige Medium eine trübe Mischung bildete. Beim weiteren mäßigen Rühren über eine weitere Zeitspanne von etwa 4 min - unter Beibehaltung der Temperatur bei 25ºC - wurde jedoch festgestellt, daß das flüchtige wäßrige Medium zu einer klaren, scheinbar homogenen Lösung wird. Der pH- Wert der so hergestellten klaren Lösung, die gelöstes Vinylpolymer und gelöstes Siloxanpolymer enthielt, betrug, wie festgestellt wurde, etwa 9,5.
Danach wurde die oben beschriebene alkalische Lösung (die gelöstes Vinylpolymer und gelöstes Siloxanpolymer enthielt) mit der vorstehend beschriebenen "Kontrolle", nämlich dem Vinylpolymer-enthaltenden flüchtigen wäßrigen Medium (ohne das Amino-funktionelle Siloxanpolymer) wie folgt verglichen. Insbesondere wurden 100 g-Mengen der vorstehend beschriebenen alkalischen Lösung sowie der "Kontrolle" jeweils auf einen Polypropylen-Testcoupon aufgebracht.
Nach dem Verdampfen der flüchtigen Komponenten aus jeder dieser auf das Substrat aufgebrachten Polymer-enthaltenden jeweiligen flüssigen Probe bei einer Temperatur von etwa 25ºC, wobei dieses Verdampfen etwa 10 h dauerte, bildete sich, wie festgestellt wurde, ein transparenter Film auf jedem Polypropylen-Testcoupons. Der auf diese Weise gebildete Vinylpoylmer enthaltende und Siliconpolymer enthaltende Film war relativ besser gleitfähig, wie gefunden wurde, als der auf diese Weise gebildete Vinylpolymer enthaltende Film (der kein Siliconpolymer enthielt). Es jedoch gefunden, daß jeder derartige Film in Alkali leicht löslich war.
Danach wurden etwa 10 g des so hergestellten Vinylpolymer enthaltenden und Siliconpolymer enthaltenden Films von Hand zerkleinert und anschließend in einen "Soxhlet"-Extraktionsrohr eingeführt. Der Inhalt des Rohres wurde dann bekannten Extraktionsmethoden unterworfen über einen Zeitraum von etwa 4 h unter Verwendung von 250 ml handelsüblichen Hexanen mit einer ACS (American Chemical Society)-Reagensqualität (die in der Regel als Rückfluß- Lösungsmittel verwendet werden) in einer konventionellen "Soxhlet"- Extraktionsvorrichtung. Diese Hexane von ACS-Reagensqualität wurden von der Firma Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin, bezogen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde wiederholt zur getrennten Herstellung einer 10 g-"Kontroll"-Menge des Vinylpolymer enthaltenden Films (d.h. eines Films, der das Siliconpolymer nicht enthielt).
Die so hergestellten Hexanextraktions-Lösungen wurden dann getrennt über Kaliumcarbonat, einem handelsüblichen Trocknungsmittel, getrocknet und anschließend filtriert.
Die Hexane und die anderen flüchtigen Materialien wurden anschließend unter Verwendung einer konventionellen Vakuumvorrichtung bei etwa 13,3 Pa [0,1 Torr]entfernt.
Das in Hexan lösliche, nicht-flüchtige Material, das nach dem Verdampfen der flüchtigen Materialien zurückblieb, wurde dann mittels einer konventionellen analytischen Waage gewogen und es wurde gefunden, daß es insgesamt ein Gewicht von 0,0102 g hatte. Im Gegensatz dazu wurde mittels der analytischen Waage bestimmt, daß der Gewichtsanteil der in Hexan löslichen 10 g- Filmprobe, die kein Silicon enthielt, etwa 0,0037 g betrug. Es wurde festgestellt, daß das Siliconpolymer selbst in den dabei verwendeten Hexanen leicht löslich war.
Außerdem wurden trockene Filme aus der Polymermischung des Beispiels 1 getrennt hergestellt im wesentlichen wie vorstehend angegeben und die Löslichkeit dieser Filme in verschiedenen Lösungsmitteln wurde bestimmt. Insbe sondere wurde die Filmöslichkeit der getrockneten Filme bestimmt unter Verwendung von 50 g-Mengen der vorstehend beschriebenen, Vinylpolymer enthaltenden und Siliconpolymer enthaltenden wäßrigen Lösung des Beispiels 1. Die Löslichkeit der getrockneten Filme wurde visuell geprüft durch Einführen von 0,1 g des Films in 5 ml eines speziellen Lösungsmittels Es wurde festgestellt, daß die aus der Polymer-Mischung des Beispiels 1 hergestellten Filme im allgemeinen in einer breiten Anzahl üblicher Lösungsmittel unlöslich waren. Diese gemeinsamen Lösungsmittel, die in dieser Hinsicht geprüft wurden, umfassen Hexane, Toluol, Diethylether, Tetrahydrofuran (THF), Methylenchlorid und Wasser.
Es wurde festgestellt, daß der Film geringfügig aufquoll, wenn er auf diese Weise getestet wurde unter Verwendung von Isopfopanol oder Ethanol als Lösungsmittel. Es wurde festgestellt, daß der Film stark aufquoll, wenn er auf diese Weise getestet wurde in Methanol und daß dabei ein opakes Gel entstand.
Eine zweite "Kontrolle" wurde hergestellt aus einer 50 g-Portion der vorstehend beschriebenen Vinylpolymer-enthaltenden wäßrigen Lösung, die kein Silicon enthielt. Das Löslichkeitsverhalten war, wie gefunden wurde, im wesentlichen das gleiche wie bei den vorstehend diskutierten Vinylpolymerenthaltenden und Siliconpolymer-enthaltenden Filmen, jedoch mit der Ausnahme, daß festgestellt wurde, daß die zweite Kontrolle sich in Methanol leicht löste, und daß der Film, wenn er auf diese Weise aufgelöst wurde, eine klare Lösung ergab.
Diese Löslichkeits-Beobachtungen sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengefaßt. Die gemischten Zusammensetzungen enthielten 10 Gew.-% Siliconen-enthaltendes Polymer. Tabelle I Löslichkeit von Silicon- und Vinypolymer enthaltenden gemischten Zusammensetzungen und einer Kontrolle in verschiedenen Lösungsmitteln
I = unlöslich, SL.S. = geringfügig löslich oder geringfügig quellbar
S. = löslich, SW = quellbar

Beispiel 2: quasi-vernetzte polymere Filme und Messung ihres Kontaktwinkels

Um den Effekt der Einarbeitung von Silicon auf bestimmte physikalische Eigenschaften der erfindungsgemäßen Polymerfilme zu erleichtern, wurde eine Reihe von Vinylpolymer enthaltenden und Siliconpolymer enthaltenden wäßrigen Lösungen auf praktisch die gleiche Weise wie oben in Verbindung mit dem Beispiel 1 beschrieben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Menge des Siliconpolymers in der wäßrigen Lösung variiert wurde, um die entsprechende Änderung des Kontaktwinkels zu zeigen, wie in der nachstehenden Tabelle II angegeben.
Allgemein gilt, daß der Kontaktwinkel um so höher ist, je größer der Widerstand der Oberfläche gegen Benetzung mit Wasser ist. Tabelle II Wasser-Kontaktwinkel als Funktion des Silicongehalts in Gew.-% in Silicon und Vinylpolymer enthaltenden gemischten Zusammensetzungen
Vorgereinigte handelsübliche Mikroskop-Glas-Objektträger (gekauft von der Firma Corning Glass Works, Corning, New York) wurden mit einer 25 um dikken Schicht aus jeweils einer der vorstehend angegebenen wäßrigen polymeren Mischungen (hergestellt im wesentlichen nach dem Verfahren des Beispiels 1) beschichtet unter Verwendung einer einstellbaren Mikrometer ("MICROM")-Filmauftragsvorrichtung (oder einer sogenannten "Rakel"), gekauft von der Firma Paul N. Gardner Company, Inc., Pompano Beach, Florida. Die Mikroskop-Glas-Objektträger, die mit den so hergestellten wäßrigen Polymermischungen beschichtet waren, wurden dann über einen Zeitraum von et wa 24 h bei einer Umgebungstemperatur vone twa 25ºC trocknen gelassen. Nach dem Trocknen waren die Glas-Objektträger, wie festgestellt wurde, mit einem klaren spröden Film beschichtet.
Der Kontaktwinkel des Wassers auf den mit dem Film überzogenen Objektträgern wurden dann auf bekannte Weise gemessen unter Verwendung eines konventionellen Rame-Hart-Reflexions-Goniometers, Modell 100-07-00, hergestellt von der Firma Rame-Hart, Inc., Mountain Lakes, New Jersey.
Ein 5-µl-Aliquot-Tröpfchen von entionisiertem Wasser wurde auf jeden der vorstehend beschriebenen Film beschichteten Mikroskop-Objektträger aufgebracht und anschließend bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25ºC über eine Zeitspanne von etwa 1 min sich äquilibrieren gelassen. Danach wurde der Kontaktwinkel des Wasser-Tröpfchens gemessen. Die Messung wurde mindestens dreimal bei jeder Platte durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der obigen Tabelle II angegeben.

Beispiel 3. Herstellung eines anderen guasi-vernetzten polymeren Films

Zur Herstellung eines anderen quasi-vernetzten polymeren Netzwerks auf Polypropylen nach dem in dem obigen Beispiel 1 angegebenen Verfahren wurde eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen neuen wäßrigen polymeren Zusammensetzung verwendet.
Insbesondere wurde das quasi-vernetzte polymere Netzwerk, das in Form eines Films auf ein handelsübliches Polypropylen gegossen wurde, auf praktisch die gleiche Weise hergestellt wie oben in Verbindung mit dem Beispiel 1 be schrieben, jedoch mit der Ausnahme, daß das verwendete alkalilösliche Säure-funktionelle Vinylpolymer (das ebenfalls nach den Prinzipien des US-Patents Nr.4 546 160 hergestellt worden war) etwa 59,3 Gew.-% Styrol-Monomer, etwa 32,7 Gew.-% Acrylsäure-Monomer und etwa 8 Gew.-% α-Methylstyrol enthielt und ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von etwa 4000 hatte.
Die so beschriebenen, Vinyl- und Siliconpolymer enthaltenden wäßrigen polymeren Mischungen des Beispiels 3 wurden klar auf praktisch die gleiche Weise, wie vorstehend in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben. Die resultierenden Filme waren klar, wie ebenfalls festgestellt wurde.
Die Ergebnisse der Wasserlöslichkeitsbeobachtungen des Beispiels 3 sind in der nachstehenden Tabelle III zusammengefaßt. Die gemischen Zusammensetzungen enthielten 10 Gew.-% des Silicon enthaltenden Polymers. Tabelle III Löslichkeit von Silicon und Vinylpolymer enthaltenden gemischten Zusammensetzungen
I = unlöslich, SL.S. = geringfügig löslich oder geringfügig quellbar S. = löslich, SW = quellbar
Die Ergebnisse der Kontaktwinkel-Beobachtungen des Beispiels 3 sind in der nachstehenden Tabelle IV zusammengefaßt. Tabelle IV Wasser-Kontaktwinkel als Funktion des Silicongehaltes in Gew.-% in Silicon und Vinyllymer enthaltenden gemischten Zusammensetzungen

Beisiel 4: Herstellung eines weiteren guasi-vernetzten polymeren Films

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wurden 0,5 g einer Amino-funktionellen Silicon-Flüssigkeit der Marke "F-756", hergestellt von der Firma Wacker Sihcones Corporation, Adrian, Michigan, zu einer ger(ihrten Lösung von 4,5 g des vorstehend beschriebenen Vinylpolymers des Beispiel 3 in 20 g einer 2,5 molaren Lösung von wäßrigem Ammoniak zugegeben. Die Silicon-Flüssigkeit "F- 756" kann insbesondere charakterisiert werden als sogenannte "Alkylendiamino-funktionelle" Polydimethylsiloxan-Flüssigkeit mit einem Molekulargewicht von etwa 1350, einer Viskosität von etwa 0,02 Pa.s (20 cPs) (bei einer Umgebungstemperatur von 25ºC) und einem "Basen"-Äquivalent-Wert von 1,5 Milhäquivalenten Base pro Gramm Flüssigkeit.
Die Zugabe des Silicons "F-756" unter mäßigem Rühren bewirkte, wie am Anfang festgestellt wurde, daß die klare wäßrige Flüssigkeit des vorstehend beschriebenen Vinylpolymers in eine trübe Mischung überging. Nach etwa 4- minütigem mäßigem Rühren wurde diese trübe Mischung, wie festgestellt wurde, zu einer klaren Flüssigkeit. Die getrockneten Filme, die aus der so beschriebenen polymeren Mischung des Beispiels 4 hergestellt wurden und die unter Anwendung des oben in Beispiel 1 beschriebenen Fumbildungsverfahrens erhalten wurden, waren ebenfalis, wie festgestellt wurde, klare, spröde Flüssigkeiten nach dem Verdampfen der flüchtigen Komponenten.
Die verschiedenen Lösungsmittel-Löslichkeitsbeobachtungen des Beispiels 4 sind in der nachstehenden Tabelle V zusammengefaßt. Die gemischten Zusammensetzungen enthielten 10 Gew.-% Silicon enthaltendes Polymer. Tabelle V Löslichkeit von Silicon und Vinylpolymer enthaltenden gemischten Zusammensetzungen
I = unlöslich, SL.S. = geringfügig löslich oder geringfügig quellbar, S. = löslich, SW = quellbar
Die Kontaktwinkel-Beobachtungen des Beispiels 4 sind in der nachstehenden Tabelle VI zusammengefaßt.

Tabelle VI Wasser-Kontaktwinkel als Funktion des Silicongehaltes in Gew.-% in Silicon und Vinylpoymer enthaltenden gemischten Zusammensetzungen

Beispiel 5: Herstellung eines quasi-vernetzten Polymerfilms aus einer odaken Lösung

Ein weiteres Beispiel der Erfindung wird erläutert durch die Einarbeitung des Amino-funktionellen Siloxans des Beispiels 1 in eine wäßriges Ammoniak und Vinylpolymer enthaltende Lösung.
Eine opake polymere Lösung wurde hergestellt durch Zugabe von 10 g Vinylpolymer zu 40 g einer 3,0 M wäßrigen Ammoniaklösung.
Das Vinylpoylmer kann insbesondere charakterisiert werden als ein Styrol/1- Decenlmaleinsäureanhydrid (28,9 Gew.-%/25,9 Gew.-%/45,2 Gew.-%)- Copolymer. Das obengenannte Copolymer wurde nach Verfahren ähnlich denjenigen, wie sie in den US-Patenten Nr.4 358 573 und 4 522 992 (beide von Verbrugge) beschrieben worden sind, hergestellt. Das so gebildete Copolymer hatte, wie festgestellt wurde, ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht ("Mn") von etwa 3000.
Die so hergestellte opake polymere Lösung wurde dann in zwei 25 g-Portionen aufgeteilt. Zu einer solchen 25 g-Portion der trüben polymeren Lösung wurden 0,5 g der vorstehend beschriebenen Amino-funktionellen Silicon-Flüssigkeit "EF 14882" zugegeben unter Anwendung von mäßigem Rühren, wobei eine Mischung gebildet wurde. Die resultierende Mischung wurde dann etwa 5 min lang bei Umgebungstemperatur von etwa 25ºC weiter gerührt. Nach dem Rühren blieb die Mischung, wie festgestellt wurde, trübe, es trat jedoch keine Trennung des Silicon-Bestandteils von dem Rest der Mischung auf.
Die zweite 25 g-Portion der trüben Copolymer-Lösung wurde für die spätere Verwendung als "Kontrolle" aufbewahrt.
Die Lösungen wurden im Hinblick aufihr Aussehen nach 3-tägigem Lagern bei einer Temperatur von 25ºC miteinander verglichen. Es wurden keine visuellen Unterschiede, beispielsweise eine Trennung oder Ausfällung, zwischen der das Copolymer und das Silicon enthaltenden Mischung und der "Kontrolle" festgestellt. Die Filme aus beiden Lösungen waren klar.

Beispieie 6-12: Neue Doimere Mischung kombiniert mit bekannten polymeren filmbildenden Bestandteilen

In den folgenden Beispielen wurde die erfindungsgemäße neue wäßrige polymere Mischung mit bekannten polymeren filmbildenden Bestandteilen kombiniert zur Herstellung von "quasi-vernetzten" polymeren Netzwerken. Diese polymeren Netzwerke, die auf ein breites Sortiment von Substrat-Oberflächen aufgebrachten werden konnten, wiesen in entsprechender Weise die gewünschten wasserbeständigen physikalischen Eigenschaften, wie vorstehend angegeben, auf.
Allgemein wurden sieben wäßrige polymere Mischungen - Beispiele 6 bis 12 - aus der erfindungsgemäßen neuen wäßrigen polymeren Zusammensetzung in Kombination mit einer polymeren filmbildenden Zusammensetzung oder Formulierung hergestellt. Das Beispiel 6, das kein Silicon enthielt (und somit nicht innerhalb des Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt) diente als "Kontrolle". Spezifische Einzelheiten sind folgende:
Es wurden etwa 70 g des wie oben in Verbindung mit Beispiel 1 diskutierten, Vinylpolymer enthaltenden flüchtigen wäßrigen Mediums hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Vinlypolymer enthaltende flüchtige wäßrige Medium 30 Gew.-% Polymer, bezogen auf das Gesamtgewicht, enthielt. Danach wurde das so hergestellte, Vinylpolymer enthaltende flüchtige wäßrige Medium in sieben gleiche Portionen von jeweils etwa 10 g aufgeteilt. Zu jeder dieser 10 g-Portionen des flüchtigen wäßrigen Mediums wurde bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25ºC eine abgemessene Menge des oben in Verbindung mit Beispiel 1 diskutierten Amino-funktionellen Siloxanpolymers zugegeben zur Herstellung einer wäßrigen polymeren Zusammensetzung und die Zusammensetzungswerte dieser sieben wäßrigen polymeren Zusammenset zungen sind in der nachstehenden Tabelle VII zusammengefaßt.

Tabelle VII Wäßrige polymere Zusammensetzungen hergestellt aus dem flüchtigen wäß rigen Medium und dem Siloxanpolymer des Beispiels 1

Ein repräsentativer 5 g-Anteil jeder der oben aufgezählten sieben wäßrigen Polymer-Zusammensetzungen wurde dann unter mäßigem Rühren mit einem jeweiligen repräsentativen 5 g-Anteil einer speziellen polymeren Emulsion gemischt unter Bildung einer polymeren Mischung, wie nachstehend näher erläutert.
Vor dem Erläutern der polymeren Mischung wird jedoch kurz die Zusammensetzung der polymeren Emulsion erläutert. Die polymere Emulsion, eine bekannte filmbildende Zusammensetzung, bestand aus 13,9 Gew.-Teilen des oben in Verbindung mit Beispiel 1 diskutierten alkalilöslischen Säurefunktionellen Vinylpolymers, 50 Gew.-Teilen einer wäßrigen Ammoniaklösung und 36,1 Gew.-Teilen eines Polymer enthaltenden Kolloids. Der pH-Wert der so hergestellten polymeren Emulsion betrug etwa 8,3.
Das Polymer enthaltende Kolloid, ein bekannter fumbildender Bestandteil, wurde nach den im nachfolgenden Beispiel 13 beschriebenen Verfahren hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß kein Amin0-funktionelles Siloxanpolymer verwendet wurde. Das Polymer enthaltende Kotloid wurde insbesondere hergestellt aus einer Monomermischung, die bestand aus etwa 9 Gew.- Teilen Butylacrylat-Monomer, etwa 41 Gew.-Teilen Methylmethacrylat-Monomer und etwa 50 Gew.-Teile 2-Ethylhexylacrylat-Monomer. Die polymeren Materialien der polymeren Emulsion (die das Kolloid und das Säurefunktionelle Vinylpolymer enthielt) wurden durch Gelpermeationschromatographie ("GPC")-Verfahren bestimmt als solche mit einem zahlendurchschnittli chen Molekulargewicht ("Mn") von etwa 5500 und einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht ("Mw") von etwa 200 000.
Jeweils eine der sieben wäßrigen polymeren Mischungen wurde dann auf ein Substrat aufgebracht unter Anwendung von Verfahren, wie sie oben in Beispiel 2 angegeben worden sind, unter Bildung von sieben verschiedenen Oberflächen-Überzügen. Bei jedem dieser Oberflächen-Überzüge wurde der Wasser- Kontaktwinkel als Funktion des Amino-funktionellen Silicon-Gehalts in Gew.-% in jeder wäßrigen polymeren Mischung nach den in Beispiel 2 angegebenen Methoden bestimmt und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VIII zusammengefaßt. Tabelle VIII Wasser-Kontaktwinkel als Funktion des Silicongehalts in Gew.-% in der wäßriaen polymeren Mischung

Beispiel 13: Emulsionspolymerisationsverfahren zur Herstellung einer neuen filmbildenden Formulierung

Die erfindungsgemäße neue Silicon enthaltende polymere Zusammensetzung kann auch in Verbindung mit konventionellen Emulsionspolymerisationsverfahren oder -methoden verwendet werden zur Herstellung von neuen filmbildenden Zusammensetzungen oder Formulierungen. Spezifische Details werden nachstehend angegeben.
Eine Monomer-Mischung wurde hergestellt durch Kombinieren der in der nachstehenden Tabelle IX angegebenen Bestandteile bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25ºC in einem konventionellen 250 ml-Kolben über einen Zeitraum von etwa 10 min unter mäßigem Rühren. Tabelle IX Monomer-Mischungs-Bestandteile
Der vorstehend angegebene Emulgator ist insbesondere charakterisiert als flüssiges nicht-ionisches Octylphenoxypolyethoxyethanol mit einem HLB-Wert von 10,4. Dem Fachmann auf dem Gebiet der Emulsionen ist bekannt, daß der sogenannte "HLB"-Wert so zu verstehen ist, daß er den hydrophilen-lipophilen Gleichgewichts-Wert angibt (vgl. z.B. das US-Patent Nr.3 997 492 (Kane et al.)). Der vorstehend angegebene Emulgator kann darüber hinaus von der Firma Rohm und Haas Company, Philadelphia, Pennsylvanien, unter der Bezeichnung "TRITON X-45" gekauft werden (vgl. z.B. Seite 192 von "McCutcheon's" Emulsifiers & Detergents, Band 1, North American Edition, publiziert 1990 von MC Publishing Company, Glen Rock, New Jersey).
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Emulsionspolymerisation ist bekannt, daß geeignete Emulgatoren (oder oberflächenaktive Agentien) ausgewählt werden können aus anionischen Emugatoren, kationischen Emugatoren, nichtionischen Emulgatoren, amphoteren Emulgatoren und Kombinationen davon (vgl. z.B. Seite 31 von "Chemical & Engineering News", Band 69, Nr.4, publiziert von der American Chemical Society, Ausgabe vom 28. Januar 1991).
Der obengenannte 250 ml-Kolben, der eine polymerisierbare Monomer- Mischung enthält, wird nachstehend bei der Diskussion des Beispiels 13 als "Kolben Nr.1" bezeichnet.
Getrennt davon wurde ein konventioneller 500 ml-Vierhalskolben ("Kolben Nr. 2") erhalten, der mit einem Rührer und einer Heizeinrichtung ausgestattet war. In den Kolben Nr.2 wurden unter mäßigem Rühren 130,8 g des Vinylpolymer enthaltenden flüchtigen wäßrigen Mediums mit einem pH-Wert von etwa 8,5, das oben hergestellt und diskutiert worden ist in Verbindung mit den Beispielen 6 bis 12, 48,2 g entionisiertes Wasser, 1,5 g des oben in Verbindung mit Beispiel 1 diskutierten funktionellen Siloxanpolymers und 3,6 g des nichtioni schen Emulgators "POLYGLYCOL P-1200", erhältlich von der Firma Dow Chemical Company, Midland, Michigan, gegeben Der Inhalt des Kolbens Nr. 2 wurde dann gerührt unter mäßigem Rühren und über einen Zeitraum von etwa 30 min bis auf die gewünschte Emulsionspolymerisationsreaktions-Temperatur von etwa 88ºC erhitzt, während Stickstoff (ein inertes Gas) in den Innenraum des Kolbens Nr.2 eingeleitet wurde. Nachdem die gewünschte Emulsionspolymerisations-Temperatur erreicht war, wurden dem gerührten erhitzten Inhalt des Kolbens Nr.2 0,89 g Ammoniumpersulfat (ein Freiradikal-Initiator) in 13,6 g entionisiertem Wasser zugegeben, während die gewünschte Reaktionstemperatur aufrechterhalten wurde.
Zwei Minuten nach der Zugabe des Initiators wurde, während die gewünschte Reaktionstemperatur aufrechterhalten wurde, die vorstehend beschriebene Monomer-Mischung innerhalb des Kolbens Nr. 1 mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit über einen Zeitraum von etwa 65 min unter mäßigem Rühren in den Kolben Nr. 2 gegeben. Schließlich wurde die nun polymerisierende Reaktionensmischung innerhalb des Kolbens Nr. 2 weitere 30 min lang gerührt, während die gewünschte Reaktionstemperatur von 88ºC aufrechterhalten wurde, bevor die Wärme abgeführt wurde. Das resultierende Produkt war eine weiße polymere Emulsion, die nur geringe Mengen an Koagulum enthielt.
Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß der Amino-funktionelle Siloxanpolymer-Bestandteil weggelassen wurde zur Herstellung einer "Kontroll"-Polymeremulsion.
Beide Polymeremulsionen enthielten etwa 48,4 Gew.-% nicht-flüchtige Bestandteile, bezogen auf das Gesamtgewicht.
Aus beiden Polymeremulsionen wurden nach dem in dem obigen Beispiel 2 angegebenen Verfahren Filme hergestellt.
Die Wasser-Kontaktwinkel-Charakterisierung dieser beiden Filme ist in der nachstehenden Tabelle X zusammengefaßt. Tabelle X Gemessener Wasser-Kontaktwinkel
Bei der hier beschriebenen Erfindung handelt es sich um eine neue wäßrige polymere gemischte Zusammensetzung. Beschrieben ist auch ein neues quasi-vernetztes alkalilösliches polymeres Netzwerk, das in Form eines Films oder eines anderes Oberflächen-Überzugs auf ein geeignetes Substrat aufgebracht werden kann. Erfindungsgemäß werden auch Verfahren zum Aufbringen der neuen gemischten polymeren Zusammensetzungen auf das Substrat zur Herstellung eines quasi-vernetzten, alkalilöslichen polymeren Netzwerks auf dem Substrat beschrieben. Obgleich die erfindungsgemäße wäßrige gemischte polymere Zusammensetzung unter Bezugnahme auf verschiedene bevorzugte Ausführungsformen oder Beispiele beschrieben worden ist, ist selbstvertständlich, daß die Erfindung auf diese bevorzugten Ausführungsformen nicht beschränkt ist.

Claims

1. Wäßrige polymere Zusammensetzung aus der durch Verdampfung der flüchtigen Komponenten innerhalb der Zusammensetzung ein alkalilösliches polymeres Netzwerk auf einem Substrat gebildet werden kann, die nach einem Verfahren herstellbar ist, das die folgende Stufe umfaßt:

Kombinieren der Bestandteile, die im wesentlichen umfassen ein alkalilösliches Vinylpolymer mit Säurefunktion und ein Siloxanpolymer mit Amino Funktion in einem flüchtigen wäßrigen Medium unter Bildung einer wäßrigen Vinylpolymer-Siloxanpolymer-Mischung, in der das Vinylpolymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) funktionelle Säure-Reste aufweist, das Siloxan-Polymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) funktionelle Amino-Reste aufweist, das wäßrige Medium eine flüchtige Base in einer Menge enthält, die verhindert, daß die funktionellen Säure-Reste des Vinylpolymers mit den funktionellen Amino-Resten des Siloxanpolymers chemisch reagieren, wobei das Siloxanpolymer mit Amino-Funktionen hinsichtlich seiner Struktur definiert ist als

R&sub3;(Rl)&sub2;Si-(A)an(B)bnO-Si(R&sub1;)&sub2;R&sub3;

worin bedeuten: "A" eine Struktur der Formel "B" eine Struktur der Formel

"an" und "bn" jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl in dem Bereich mit einem Wert von 1 bis 300 einschließlich,

R&sub1; Alkyl, Phenyl oder Kombinationen davon,

R&sub2; einen Alkylenrest mit 2 bis 20 Kohenstoffatomen, einen Arylenrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylenrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Kombinationen davon,

R&sub3; Alkyl; Phenyl; eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Arylgruppe, Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon und

R&sub4; Wasserstoff; Alkyl; Phenyl, eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Arylgruppe, Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon.

2. Wäßrige polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der wäßrigen Vinylpolymer-Siloxanpolymer-Mischung ein polymerer filmbildender Bestandteil einverleibt wird.

3. Wäßrige polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Base ausgewählt wird aus flüchtigen Ammen, Ammoniak und Mischungen davon.

4. Wäßrige polymere Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin die flüchtigen Amine ausgewählt werden aus Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamm, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Propylamin, Isopropylamin, Diisopropylamin, Dipropylamin, Butylamin, sec-Butylamin, tert-Butylamin und Kombinationen davon.

5. Polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Vinylpolymer mit Säurefunktionen in einer Menge von 60 bis 99,9 Gew.-Teilen, bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Vinylpolymer-Siloxanpolymer-Mischung, vorliegt und das Siloxanpolymer mit Amino-Funktionen in einer Menge von 0,1 bis 40 Gew.-Teilen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylpolymer- Siloxanpolymer-Mischung, vorliegt.

6. Polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Vinylpolymer mit Säurefunktionen in einer Menge von 80 bis 99,9 Gew.-Teilen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylpolymer-Siloxanpolymer-Mischung vorliegt, und das Siloxanpolymer mit Amino-Funktionen in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-Teilen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylpolymer-Siloxanpolymer-Mischung vorliegt.

7. Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen polymeren Zusammensetzung, die beim Verdampfen der flüchtigen Komponenten innerhalb der Zusammensetzung ein alkalilösliches polymeres Netzwerk auf einem Substrat bilden kann, das die folgende Stufe umfaßt:

Kombinieren der Bestandteile, die im wesentlichen umfassen ein alkalilösliches Vinylpolymer mit Säurefunktion und ein Siloxanpolymer mit Aminofunktion in einem flüchtigen wäßrigen Medium unter Bildung einer wäßrigen Vinylpolymer-Siloxanpolymer-Mischung, in der das Vinylpolymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) funktionelle Säure-Reste aufweist, das Siloxanpolymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) funktionelle Amino-Reste aufweist, das wäßrige Medium eine flüchtige Base in einer Menge enthält, die verhindert, daß die funktionellen Säure-Reste des Vinylpolymers mit den funktionellen Amino-Resten des Siloxanpolymers chemisch reagieren, wobei das Siloxanpolymer mit Amino-Funktionen hinsichtlich seiner Struktur definiert ist als

R&sub3;(R&sub1;)&sub2;Si-(A)an(B)bnO-Si(R&sub1;)&sub2;R&sub3;

worin bedeuten: "A" eine Struktur der Formel "B" eine Struktur der Formel

R&sub1; Alkyl, Phenyl oder Kombinationen davon,

R&sub2; einen Alkylenrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylenrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylenrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Kombinationen davon,

8. Verfahren nach Anspruch 7, das außerdem die Stufe der Einarbeitung eines polymeren fumbildenden Bestandteus in die wäßrige Vinylpolymer- Siloxanpolymer-Mischung umfaßt.

9. Verfahren zur Herstellung eines alkalilöslichen polymeren Netzwerks auf einem Substrat durch Verdampfen der flüchtigen Komponenten innerhalb einer Zusammensetzung, das die folgenden Stufen umfaßt:

Kombinieren der Komponenten, die im wesentlichen bestehen aus einem alkalilöslichen Vinylpolymer mit Säurefunktionen mit einem flüchtigen wäßrigen Medium, das eine wirksame Menge einer flüchtigen Base enthält, welche die Säurefunktions-Reste des Vinylpolymers gegenüber den Aminofunktions- Resten chemisch nicht-reaktiv macht;

Kombinieren eines Siloxanpolymers mit Amino-Funktionen mit dem flüchtigen wäßrigen Medium und mäßiges Rühren des Mediums, wobei der Grad der Rührung und die Menge des Siloxanpolymers mit Amino-Funktionen, die in dem flüchtigen wäßrigen Medium vorliegt, auf wirksame Weise eine alkalische Lösung bildet, die gelöstes Vinylpolymer und gelöstes oder dispergiertes Siloxanpolymer enthält, wobei das Verhältnis zwischen dem Aminofunktions- Rest des Siloxanpolymers und den Säurefunktions-Resten des Vinylpolymers 1:10 000 bis 1:2,5 beträgt, um dadurch eine Polymer enthaltende verdampfbare Zusammensetzung herzustellen, die flüchtige Komponenten enthält, wobei das Siloxanpolymer mit Amino-Funktionen die folgende Struktur hat:

R&sub3;(R&sub1;)&sub2;Si-(A)an(B)bnO-Si(R&sub1;)&sub2;R&sub3;

worin bedeuten: "A" eine Struktur der Formel "B" eine Struktur der Formel

R&sub1; Alkyl, Phenyl oder Kombinationen davon,

R&sub4; Wasserstoff; Alkyl; Phenyl, eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Arylgruppe, Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon;

das Aufbringen eines Teils der Polymer enthaltenden verdampfbaren Zusammensetzung auf ein Substrat; und

das Verdampfen der flüchtigen Komponenten aus der auf das Substrat aufgebrachten Zusammensetzung unter Ausbildung eines alkalilöslichen polymeren Netzwerks auf dem Substrat.

10. Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen fumbildenden polymeren Formulierung, die durch Verdampfen der flüchtigen Komponenten innerhalb der Zusammensetzung auf einem Substrat ein alkalilösliches polymeres Netzwerk bilden kann, das umfaßt:

das Kombinieren von vorher ausgewählten polymerisierbaren monomeren Bestandteilen miteinander bei einer vorgegebenen Reaktionstemperatur für eine vorgegebene Zeitspanne zur Herstellung einer wäßrigen filmbildenden polymeren Formulierung, wobei die Polymerisation der monomeren Bestandtei le in Gegenwart einer polymeren Zusammensetzung erfolgt, die im wesentlichen aus einem alkalilöslichen Vinylpolymer mit Säurefunktionen und einem Siloxanpolymer mit Amino-Funktionen besteht, wobei das Vinylpolymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) Säurefunktions-Reste aufweist, das Siloxanpolymer mindestens zwei seitenständige (anhängende) Aminofunktions-Reste aufweist, wobei das Siloxanpolymer mit den Aminofunktionen die folgende Struktur hat:

R&sub3;(R&sub1;)&sub2;Si-(A)an(B)bnO-Si(R&sub1;)&sub2;R&sub3;

worin bedeuten: "A" eine Struktur der Formel "B" eine Struktur der Formel

R&sub1; Alkyl, Phenyl oder Kombinationen davon,

R&sub4; Wasserstoff; Alkyl; Phenyl, eine Amino-enthaltende Alkylgruppe, Aryl gruppe, Arylalkylgruppe; oder Kombinationen davon;

wobei die polymere Zusammensetzung außerdem ein flüchtiges wäßriges Medium enthält, das umfaßt eine flüchtige Base in einer Menge, die auf wirksame Weise verhindert, daß die Säurefunktions-Reste des Vinylpolymers mit den Aminofunktions-Resten des Siloxanpolymers chemisch reagieren, wobei die Menge der polymeren Zusammensetzung im Verhältnis zu der Menge des polymerisierbaren monomeren Bestandteils, der in der wäßrigen polymeren Formulierung vorliegt, ausreichend ist, um die wäßrige polymere Formulierung für die Herstellung eines alkalilöslischen polymeren Netzwerks auf einem Substrat verwenden zu können.

11. Wäßrige fumbildende polymere Formulierung, wie sie nach dem Verfahren nach Anspruch 10 hergestellt worden ist.