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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Behandlung von Oberflächen, insbesondere
thermoplastische hydrophobe Filme zur Beschichtung von Oberflächen, vor
allem Filme, die durch Trocknen eines Latex, welcher weder flüchtige organische
Verbindungen noch Koaleszenzmittel enthält, bei niedrigen Temperaturen
erhalten werden.
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Unter
in einem Film verwendetem Latex wird im Sinne der Erfindung eine
wäßrige Dispersion
von Polymerteilchen verstanden, welche man mittels Emulsionspolymerisation
aus einem oder mehreren Monomeren erhalten kann.
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Viele
Latizes sind für
die Bau-, Papier-, Textil- oder Lederindustrie bestimmt und werden
für die
Behandlung von Oberflächen
verschiedener Materialien verwendet, insbesondere als Farben, Lacke,
Klebemittel und Spachtelmasse. Im allgemeinen wird von derartigen
Latizes eine möglichst
niedrige, minimale Filmbildungstemperatur, im folgenden als MFT
bezeichnet, erwartet. Die MFT ist die tiefste Temperatur, bei der
die Partikel nach dem Verdampfen von Wasser einen kontinuierlichen
Film bilden.
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Wenn
die Polymere, aus welchen die dispergierten Partikel eines Latex
bestehen, eine relativ niedrige Glasübergangstemperatur, im folgenden
als Tg bezeichnet, aufweisen, verläuft die Filmbildung des Latex
bei Umgebungstemperatur leicht, die erhaltenen Polymere kleben jedoch,
und die mechanische Beständigkeit
ist mittelmäßig. Wenn
die Polymere dagegen eine hohe Glasübergangstemperatur Tg aufweisen,
ist die Qualität der
Filme besser, aber die Filmbildung bei Umgebungstemperatur erfordert
die Zugabe eines Koaleszenzmittels. Letzteres besteht im allgemeinen
aus einer flüchtigen
organischen Verbindung, die bei der Auftragung und Filmbildung verdampft,
wie in den
US-Patenten 4 455
402 und
5 021 469 beschrieben.
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Aus
den offensichtlichen Gründen
des Umweltschutzes und der Kostenreduktion wird an der Entwicklung
von Latizes geforscht, welche weder flüchtige organische Verbindungen
noch Koaleszenzmittel enthalten, eine relativ niedrige MFT aufweisen
und bei Umgebungstemperatur Filme ohne Nachkleben bzw. Oberflächenklebrigkeit
und von guter mechanischer Qualität ergeben.
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Zur
Erreichung dieses Ziels schlägt
die
EP 466 409 als Lösung die
Mischung von zwei Latizes vor, einem mit einer niedrigeren Tg, der
allgemein als ”weich” bezeichnet
wird und die Filmbildung hervorruft, und einem mit einer hohen Tg,
der im allgemeinen als ”hart” bezeichnet
wird und mechanische Beständigkeit
hervorruft. Die
EP 609 756 beschreibt
einen Latex, der in zwei Schritten mit einem ”weichen” Kern mit einer Tg von –5°C bis –55°C und einer ”harten” Hülle mit
einer Tg niedriger als 50°C
hergestellt wird.
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Ebenso
beschreibt die
FR 2 090 483 einen
Latex, der mittels Polymerisation in zwei Schritten erhalten wird
und aus 35 bis 50 Gew.-% eines in einem ersten Schritt erhaltenen
Polymers mit einer Tg von weniger als 10°C und aus 50 bis 65 Gew.-% eines
in einem zweiten Schritt erhaltenen Polymers mit einer Tg höher als 60°C besteht,
wobei das Polymer aus dem ersten Schritt mit dem zweiten vernetzt
und fixiert wird.
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Die
Anmelderin hat nun gefunden, daß für das vorher
beschriebene Problem eine erfinderische Lösung in dem Erhalt eines hydrophoben
Films unter Verwendung eines Latex besteht, der hydrophobe Polymerpartikel
mit Kern/Hülle-Struktur
enthält.
Mit einem ”weichen” Kern mit
einer Tg niedriger als 20°C
und einem ”harten” Kern mit
einer Tg höher
als 50°C.
Tatsächlich
hat die Anmelderin gefunden, daß,
wenn der Massenanteil der Hülle
am Gesamtgewicht der Polymerpartikel 30% nicht übersteigt, ein derartiger,
auf irgendeine Oberfläche
aufgebrachter Latex nach dem Trocknen bei niedrigen Temperaturen
und ohne Hilfe von Koaleszenzmitteln oder flüchtigen organischen Verbindungen,
einen kontinuierlichen homogenen Film, aufgebaut in Form von weichen
Teilen, die in einer harten homogenen Matrix dispergiert sind, ohne
Nachkleben bzw. Oberflächenklebrigkeit
und von guter mechanischer Qualität ergibt.
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Im
allgemeinen bedeutet Hydrophobie die Nichtlöslichkeit in Wasser bzw. die
Abwesenheit von Affinität
gegenüber
Wasser. Gemäß dieser
Erfindung kann diese Abwesenheit von Affinität in eine Rangordnung gebracht
werden. Tatsächlich
wird gemäß der Erfindung
die Hydrophobie durch den Löslichkeitsparameter
(δ) definiert,
so wie er in ”Properties
of Polymers” von
D. W. Van Krevelen, 1990, 3. Auflage, S. 220 beschrieben wird. Dieser
Parameter ermöglicht
die Klassifizierung der verschiedenen Polymere nach ihrer Affinität gegenüber Wasser.
Erfindungsgemäß ist ein
Polymer hydrophob, wenn sein δ kleiner
als 26 ist. Weiterhin ist ein Polymer 1, dessen 81 kleiner ist als
das δ2 eines
Polymers 2, hydrophober als Polymer 2.
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Ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein thermoplastischer,
hydrophober Film, bestehend aus 70 bis 90 Gew.-% eines Polymers
P1, mit weichem Charakter mit einer Tg unterhalb von 20°C, dispergiert in
10 bis 30 Gew.-% eines Polymers P2 mit hartem Charakter mit einer
Tg oberhalb von 50°C,
wobei das Polymer P1 in Form von einzelnen Kügelchen bzw. Knollen in einer
aus dem Polymer P2 bestehenden Matrix dispergiert wird, wobei P1
und P2 einen Löslichkeitsparameter
(δ) von
weniger als 26 aufweisen und P1 hydrophober als P2 ist.
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Vorzugsweise
weist P1 eine Tg unterhalb von 0°C
und P2 eine Tg oberhalb von 60°C
auf.
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Der
erfindungsgemäße Film
kann mittels zweier verschiedener Techniken charakterisiert werden.
Die erste besteht in der Transmissionselektronenmikroskopie, wobei
ein erfindungsgemäßes Beispiel
in 1 gezeigt ist. Ein Schnitt von 80 nm Dicke eines
Filmes wird mittels eines für
das Polymer P1 spezifischen Reagens markiert. Das Polymer P1 erscheint
dunkel, während
Polymer P2 hell erscheint. In 1 kann man
ohne Schwierigkeit erkennen, daß die
Filmstruktur tatsächlich
die ist, welche vorher beschrieben wurde, d. h. einzelne Kügelchen
von P1 dispergiert in einer kontinuierlichen Matrix aus P2. Die
zweite Technik ist die Dynamische Mechanische Analyse (DMA), wobei
ein dem vorher beschriebenen Film entsprechendes Beispiel in 2 gezeigt
wird. Diese zeigt, daß die
Tangente δ zwei
für die
Anwesenheit von zwei getrennten Phasen im Material charakteristische
Peaks aufweist. Andererseits zeigt die Messung eines Young-Moduls
E' bei Umgebungstemperatur
von mehr als 1·108 Pa, daß der
Film keine Oberflächenklebrigkeit
aufweist und daß,
unter Berücksichtigung
der jeweiligen Polymergehalte an P1 und P2 im Film, das Polymer
P2 (hart) die kontinuierliche Phase bildet.
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Die
Polymere, welche den erfindungsgemäßen Film bilden, können mittels
Emulsionspolymerisation in zwei Schritten, wie weiter unten beschrieben,
hergestellt werden und bestehen im wesentlichen aus Einheiten, die
mittels Polymerisation von Monomeren abgeleitet werden, ausgewählt aus
der Gruppe I, bestehend aus:
- – C1-C8-(Meth-)Acrylsäureestern,
- – Vinylestern
von linearen oder verzweigten Carbonsäuren, wie Vinylacetat oder
Vinylstearat,
- – Styrol
und seinen Derivaten, wie Chlormethylstyrol und α-Methylstyrol,
- – konjugierten
Dienen, wie Butadien und Isopren,
- – Acrylamid,
Methacrylamid und Acrylonitril,
- – Vinylchlorid,
- – (Meth-)Acrylsäuren und
ihren Derivaten, wie Anhydriden.
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Die
Auswahl der Monomere sowohl für
das weiche Polymer wie auch für
das harte Polymer wird durch die Eigenschaften, wie die Hydrophobie
oder die Tg, bestimmt, die man dem in Rede stehenden Polymer verleihen
möchte.
Zum Beispiel:
Die Tg eines Polymers kann im voraus durch das
FOX-Gesetz abgeschätzt
werden 1/Tg = w(a)/Tg(a) + w(b)/Tg(b) + ...wobei
w(a) und w(b) die Massenanteile der Monomere a und b darstellen
und Tg(a) und Tg(b) die Glasübergangstemperaturen
der entsprechenden Homopolymere sind. Tg(a) und Tg(b) werden der
Literatur entnommen, wie z. B. dem ”Polymer Handbook”, 3. Auflage,
1989.
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Für jedes
herzustellende Polymer werden das Monomer oder die Art und die Zusammensetzung
der Mischung der Monomere, wenn es sich um mehrere Monomere handelt,
so bestimmt, daß die
gewünschte
Tg erhalten wird.
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Um
also ein Polymer mit ”hartem” Charakter
herzustellen, kann die Mischung der zu polymerisierenden Monomere
hauptsächlich
aus mindestens einem Monomer bestehen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus: Methylmethacrylat, Styrol und Vinylchlorid.
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Ebenso
kann die Mischung aus Monomeren für das Polymer mit ”weichem” Charakter
hauptsächlich aus
mindestens einem Monomer bestehen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Butylacrylat, Butadien und Isopren.
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Die
weichen und harten Teile können
durch Zwischenmonomere vernetzt werden, die mindestens zwei copolymerisierbare
Doppelbindungen aufweisen. Diese Monomere können ausgewählt werden aus der Gruppe II,
bestehend aus:
- a) Allylestern von α,β-ungesättigten
Carbonsäuren
oder Dicarbonsäuren,
wie Allylacrylate, Allylmethacrylate oder Diallylmaleate,
- b) Diacrylaten oder Dimethacrylaten von Diolen, wie Ethylenglykoldimethacrylat,
1,3-Butylenglykoldimethacrylat und 1,4-Butandioldiacrylat,
- c) Polyvinylbenzolen, wie Divinylbenzol oder Trivinylbenzol,
- d) Polyallylverbindungen, wie Triallylcyanurat oder Triallyltrimesat.
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Vorzugsweise
wird nur der Kern vernetzt. Die erfindungsgemäß bevorzugten Vernetzungsmonomere sind
Butadien und 1,4-Butandioldiacrylat. Der Gehalt an Vernetzungsmonomeren
beträgt
0 bis 10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Partikel.
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Der ”harte” Teil kann
auf den ”weichen” Teil mittels
Einführung
von Gruppen von Monomereinheiten auf den weichen Teil gepfropft
werden. Diese Gruppen von Monomereinheiten werden durch Einbauen
von pfropfenden Monomeren in den ”weichen” Teil erhalten, wobei die
pfropfenden Monomere entweder aus der Gruppe der konjugierten Diene,
wobei die Gruppen der Monomereinheiten aus dem teilweisen Einbau
in die 1,2-Position des Diens bei der Polymerisation stammen, oder
aus der Gruppe IIa) der Allylester von α,β-ungesättigten Carbonsäuren und
Dicarbonsäuren,
welche zwei copolymerisierbare Funktionen mit unterschiedlicher
Reaktivität
besitzen, ausgewählt
werden.
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Die
erfindungsgemäß bevorzugten
pfropfenden Monomere sind Butadien, Allylmethacrylat und Diallylmaleat.
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Der
Gehalt an pfropfenden Monomeren beträgt 0 bis 10 Gew.-% des Gesamtgewichts
der Partikel.
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Ein
Mittel, um die erfindungsgemäßen Filme
zu erhalten, ist das Trocknen bei niedrigen Temperaturen, bei einer
Temperatur zwischen 0 und 40°C,
vorzugsweise nahe 25°C,
ohne die Hilfe von Koaleszenzmitteln oder anderen flüchtigen
organischen Verbindungen, von einem Latex aus Partikeln mit Kern/Hülle-Struktur.
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Die
erfindungsgemäßen Latizes
als Mittel zum Erhalt der Filme werden mittels Emulsionspolymerisation
einer Mischung aus Monomeren, bestehend aus:
- – 90 bis
100 Gew.-% mindestens eines Monomers, ausgewählt aus der Gruppe I, und
- – 0
bis 10 Gew.-% mindestens eines Monomers, ausgewählt aus der Gruppe II,
in
zwei Schritten hergestellt.
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Die
bevorzugten Monomere dieser Erfindung sind:
für P1 aus
den Monomeren der Gruppe 1 Butylacrylat, Ethylacrylat, Butadien,
Butylmethacrylat, Methylmethacrylat, und aus den Monomeren der Gruppe
II 1,4-Butandioldiacrylat,
Ethylenglykoldiacrylat, Diallylmaleat und Allylmethacrylat, und
für P2 aus
den Monomeren der Gruppe I Methylmethacrylat, Butylmethacrylat und
Methacrylsäure
und keines der Monomere aus der Gruppe II.
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Im
allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Latizes als Mittel zum
Erhalt der Filme mittels Emulsionspolymerisation in mindestens zwei
Schritten gemäß Fachleuten
wohlbekannten Polymerisationstechniken hergestellt.
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Die
Zusammensetzung der Mischung der zu polymerisierenden Monomere in
jedem Schritt ist vom Charakter abhängig, den man dem in diesem
Schritt gebildeten Polymer verleihen will (Tg, Hydrophobie).
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In
einem ersten Schritt wird das Polymer mit ”weichem” Charakter und einer Tg unterhalb
von 20°C hergestellt,
das den Kern der Partikel bildet, und als nächstes wird das Polymer mit ”hartem” Charakter
mit einer Tg oberhalb von 50°C,
das die Hülle
bildet, hergestellt.
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Hervorzuheben
ist, daß die
Mischung der zu polymerisierenden Monomere zur Bildung des Kerns,
damit die Partikel perfekt gestaltet sind, hydrophober sein muß als die
zu polymerisierende Mischung für
die Bildung der Hülle.
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Bei
jedem Schritt wird die Polymerisationsreaktion vorzugsweise unter
einer inerten Atmosphäre
in Gegenwart von Radikalstartern ausgeführt. Das verwendete Initiatorsystem
kann ein Reduktions-Oxidations-System, ein thermisches System oder
ein peroxidisches System wie tert-Butylhydroperoxid/(Natriumhydrogensulfat)
oder Diisopropylbenzol sein, wobei die verwendeten Mengen zwischen
0,2 und 1,0 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Monomere, vorzugsweise
zwischen 0,25 und 0,5 Gew.-%, liegen.
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Die
Emulsionspolymerisationsreaktion wird bei einer Temperatur zwischen
25 und 150°C
ausgeführt und
hängt von
der Art des verwendeten Initiatorsystems ab.
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Die
erfindungsgemäße Herstellung
der Latizes als Mittel zum Einhalt der Filme wird vorzugsweise gemäß einem
halbkontinuierlichen Verfahren ausgeführt, welches eine Beschränkung der
Abweichungen von den Zusammensetzungen ermöglicht, die von den unterschiedlichen
Reaktivitäten
der verschiedenen Monomere abhängen.
Die Einführung
der Monomere, sowohl in reiner Form wie auch in Form einer Präemulsion
mit einem Teil Wasser und einem Tensid, wird so im allgemeinen in
einem Zeitraum von 3 Stunden 30 Minuten bis 5 Stunden ausgeführt. Es
ist ebenfalls von Nutzen, wenn auch nicht unbedingt notwendig, mit
1 bis 15% der Monomere zu impfen. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren
der Emulsionspolymerisation als Mittel zum Erhalt der Filme verwendeten
Emulgatorsysteme werden aus der Palette der Emulgatoren mit einem
angepaßten Hydrophilie/Lipophilie-Gleichgewicht
ausgewählt.
Bevorzugte Systeme werden durch Zusammengeben eines anionischen
Tensids wie Natriumlaurylsulfat, ethoxylierten Nonylphenolsulfaten,
insbesondere mit 20–25
Mol Ethylenoxid, Dodecylbenzolsulfonat und ethoxylierten Fettalkoholsulfaten,
mit einem nicht ionischen Tensid wie ethoxylierten Nonylphenolen,
insbesondere mit 10–40
Mol Ethylenoxid und ethoxylierten Fettalkoholen gebildet.
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Die
mit den beschriebenen erfindungsgemäßen Filmen beschichteten Oberflächen aus
Glas, Leder, Holz, Papier oder Metallen stellen einen weiteren Aspekt
der Erfindung dar.
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Weiterhin
können
für bestimmte
Anwendungen die auf der Oberfläche
mit den erfindungsgemäßen Filmen
behandelten Materialien in diesen Filmen ein weiteres Material enthalten,
wie Glas, Papier, Leder oder einen reflexmindernden, einen Verkratzungsschutz-
oder einen Anti-Ultraviolettfilm.
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Die
folgenden Beispiele erläutern
die Erfindung, ohne sie einzuschränken.
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Beispiel 1: Herstellung eines erfindungsgemäßen Latex
zum Erhalt eines Films
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Man
verfährt
in einem 5 Liter fassenden Reaktor, ausgestattet mit einem Rührer, einem
Temperaturmeßgerät und einer
doppelten Ummantelung, durch die ein flüssiges Wärmeübertragungsmittel strömt, um den
Reaktor bei der gleichen Temperatur zu halten.
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In
diesen bei Umgebungstemperatur gehaltenen Reaktor werden unter Rühren nach
Entgasen mit Stickstoff 1500 g demineralisiertes Wasser und 4,8
g Dinatriumhydrogenphosphat gegeben, dann werden in diesem Milieu
40,05 g Natriumlaurylsulfat als Emulgator gelöst.
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Anschließend wird
die Temperatur des Reaktorinhalts auf 57°C gebracht, und unter Beibehaltung
dieser Temperatur werden dann gleichzeitig 991,75 g n-Butylacrylat und
9,2 g 1,4-Butandioldiacrylat zu diesem Inhalt gegeben.
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Die
Temperatur des Reaktors wird auf 66°C erhöht, und es werden 1,3 g Kaliumperoxodisulfat
gelöst in
12,5 g Wasser und 0,925 g Natriumhydrogensulfit gelöst in 35
g Wasser zum Reaktionsmilieu gegeben.
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Nach
einer Induktionszeit von etwa 15 Minuten erhöht sich die Temperatur auf
107°C.
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Nach
diesem Temperaturanstieg wird in den bei 80°C gehaltenen Reaktor eine Mischung
aus 98,9 g n-Butylacrylat und 5,48 g Diallylmaleat und dann 0,15
g Kaliumperoxodisulfat gelöst
in 25 g Wasser gegeben. Die Temperatur wird eine Stunde lang bei
einer Temperatur von 80°C
gehalten. Es wird mit einer Umwandlungsrate von 97% der die Latex-Partikel
bildende elastomere Kern mit einem Coulter-Durchmesser von 77 nm erhalten.
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Zu
dem vorher erhaltenen, bei 80°C
gehaltenen Reaktionsmilieu wird unter Rühren 1 g Natriumformaldehydsulfoxylat
in 5 g Wasser gegeben. Anschließend
werden im Verlauf einer Stunde 279,9 g Methylmethacrylat und außerdem 0,825
g Diisopropylbenzolhydroperoxid in 275 g Wasser zugegeben.
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Der
Reaktorinhalt wird nach dem Beginn der Methylmethacrylatzugabe 1,5
Stunden bei 80°C
gehalten, und dann werden zu diesem Inhalt 0,5 g tert-Butylhydroperoxid
und 0,175 g Natriumhydrogensulfit in 10 g Wasser gegeben.
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Die
Reaktionsmischung wird anschließend
eine Stunde lang bei 80°C
gehalten. Am Ende dieses Zeitraum wird der Reaktorinhalt wieder
auf Umgebungstemperatur gebracht.
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Es
wird mit einer Umwandlungsrate von 96,4% ein Latex aus dem gepfropften
Copolymer erhalten, dessen mittlerer Partikeldurchmesser 85 nm und
dessen Trockenextrakt 39,9% beträgt.
Die Analyse des erhaltenen Polymers zeigt, daß es zwei Tg aufweist, eine
bei –38°C und die
andere bei 105°C.
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Beispiele 2 und 3
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Es
wird auf die gleiche Art wie in Beispiel 1 verfahren, außer daß die Zusammensetzung
der zu polymerisierenden Monomere in jedem Schritt verändert werden,
um die Tg der hergestellten Copolymere zu modifizieren.
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Die
Eigenschaften der Latex-Partikel 2 und 3 der Beispiele 2 und 3 sind
die folgenden:
| Latex 2: (Beispiel 2,
erfindungsgemäßer Film)
mittlerer Partikeldurchmesser | 90
nm |
| Tg1 | –49°C |
| Tg2 | 100°C |
| Latex
3: (Beispiel 3, Vergleichsfilm) mittlerer Partikeldurchmesser | 90
nm |
| Tg1 | –44°C |
| Tg2 | 33°C |
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Beispiel 4: Herstellung eines Latex ohne
Struktur (Vergleichsfilm)
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In
diesem Beispiel hat der Latex keine Struktur, denn das Polymer P2
ist hydrophober als P1.
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Es
wird auf die gleiche Art wie in Beispiel 1 verfahren, außer daß Methylmethacrylat
durch 279,9 g Styrol ersetzt wird.
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Es
wird mit einer Umwandlungsrate von 99% ein Latex erhalten, dessen
mittlerer Partikeldurchmesser 81 nm und dessen Trockenextrakt 40,15%
beträgt.
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Beispiel 5: Herstellung einer Mischung
aus zwei Latizes, eines mit weichem Charakter und eines mit hartem Charakter
(Vergleichsbeispiel)
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Herstellung eines Latex mit weichem Charakter
aus Polybutylacrylat (PABu)
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Es
wird in einem 2 Liter fassenden Reaktor verfahren, der mit einem
Rührer,
einem Temperaturmeßgerät und einer
doppelten Ummantelung ausgestattet ist, durch die ein flüssiges Wärmeübertragungsmittel strömt, um den
Reaktor bei der gleichen Temperatur zu halten.
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In
diesen bei Umgebungstemperatur gehaltenen Reaktor werden unter Rühren nach
einem Entgasen mit Stickstoff 750 g demineralisiertes Wasser und
2,4 g Dinatriumhydrogenphosphat gegeben, dann werden in dieses Milieu
20,025 g Natriumlaurylsulfat als Emulgator gelöst.
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Anschließend wird
die Temperatur des Reaktorinhalts auf 57°C gebracht und unter Beibehaltung
dieser Temperatur werden dann gleichzeitig 495,9 g n-Butylacrylat und
4,6 g 1,4-Butandioldiacrylat zu diesem Inhalt gegeben.
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Die
Temperatur des Reaktors wird auf 66°C erhöht, und es werden 0,4625 g
Natriumhydrogensulfit gelöst
in 15 g Wasser und 0,65 g Natriumperoxodisulfat gelöst in 15
g Wasser zum Reaktionsmilieu gegeben.
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Nach
einer Induktionszeit von etwa 15 Minuten erhöht sich die Temperatur auf
114°C. Anschließend wird
die Reaktionsmischung eine Stunde lang bei 80°C gehalten. Am Ende dieses Zeitraums
wird der Reaktorinhalt auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
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Es
wird mit einer Umwandlungsrate von 99% ein Latex erhalten, dessen
mittlerer Partikeldurchmesser 82 nm und dessen Trockenextrakt 36,90%
beträgt.
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Herstellung eines Latex mit hartem Charakter
aus Polymethylmethacrylat (PMMA)
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Es
wird auf die gleiche Weise verfahren, außer daß man ersetzt:
750 g Wasser
durch 601 g
2,4 g Dinatriumhydrogenphosphat durch 1,76 g
20,025
g Natriumlaurylsulfat durch 14,7 g
495,9 g n-Butylacrylat durch
501,4 g Methylmethacrylat
4,6 g Butandioldiacrylat durch 1,77
g Tetradodecylmercaptan
0,4625 g Natriumhydrogensulfit durch
0,24 g
0,65 g Kaliumperoxodisulfat durch 0,67 g.
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Es
wird mit einer Umwandlungsrate von 99% ein Latex erhalten, dessen
mittlerer Durchmesser 81 nm und dessen Trockenextrakt 41,40% beträgt.
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Die
beiden erhaltenen Latizes werden dann derart vermischt, daß eine Endzusammensetzung
von 80 Gew.-% Polymer mit weichem Charakter und 20 Gew.-% Polymer
mit hartem Charakter entsteht.
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Beispiel 6: Herstellung des Films
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Der
Latex aus Beispiel 1 wird in dünnen
Schichten auf eine Glasplatte aufgebracht und bei Raumtemperatur
trocknengelassen. Nach Verdampfung des Wassers wird ein kontinuierlicher
homogener Film ohne Oberflächenklebrigkeit
erhalten. Dieser Film mit einer Dicke von 300 μm wird in rechteckige Scheiben
von 20 mm Länge
und 4 mm Breite geschnitten. Die rechteckigen Scheiben werden einem
mechanischen Zugtest bei einer Geschwindigkeit von 10 mm pro Minute
unterzogen. Die erhaltenen Ergebnisse lauten wie folgt:
| – Elastizitätsmodul: | 30
MPa |
| – Beanspruchungsschwelle: | 0,7
MPa |
| – Bruchdehnung: | 150% |
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Beispiele 7, 8, 9 und 10
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Es
wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 verfahren, aber die
Latizes aus Beispiel 1 werden durch die Latizes der Beispiele 2,
3, 4 und 5 ersetzt.
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Die
erhaltenen Filme werden der gleichen Prüfung wie vorher unterzogen.
Die erhaltenen Ergebnisse lauten:
für Beispiel 7 (Latex Nr. 2,
erfindungsgemäß):
| – weicher
Film ohne Oberflächenklebrigkeit | |
| – Elastizitätsmodul: | 80
MPa |
| – Beanspruchungsschwelle: | 2
MPa |
| – Bruchdehnung: | 100% |
für
Beispiel 8 (Latex Nr. 3, Vergleichsfilm):
| – weicher
Film mit Oberflächenklebrigkeit | |
| – Elastizitätsmodul:3 | MPa |
| – Beanspruchungsschwelle: | 0,45
MPa |
| – Bruchdehnung: | 300% |
für
Beispiel 9 (Latex Nr. 4 ohne Struktur, Vergleichsfilm):
| – Film mit
Oberflächenklebrigkeit | |
| – Elastizitätsmodul: | 1
MPa |
| – Beanspruchungsschwelle: | 0,16
MPa |
| – Bruchdehnung: | 100% |
| – Bruchenergie: | 0,1
mJ/mm3 |
für
Beispiel 10 (Latexmischung Nr. 5, Vergleichsfilm):
| – Elastizitätsmodul: | 2
MPa |
| – Beanspruchungsschwelle: | 0,2
MPa |
| – Bruchdehnung: | 100% |
| – Bruchenergie: | 0,1
mJ/mm3 |
| – E' unterhalb von 1.107 (Anhang 3), deutet | |
auf die Anwesenheit von Oberflächenklebrigkeit hin.