DE69915077T2

DE69915077T2 - Beschichtungsmasse, dichtmittel, klebstoffe und elastomere durch verwendung von polymerlatex abgeleitet von ungesättigten aminsalzen

Info

Publication number: DE69915077T2
Application number: DE69915077T
Authority: DE
Inventors: Adnan Siddiqui; K. Alfred Schultz; R. Elaine KLEINFELD
Original assignee: Stepan Co
Current assignee: Stepan Co
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: MXPA01001062A; EP1102794A1; CA2338709A1; AU5460399A; DE69915077D1; EP1102794B1; ATE260301T1; WO2000006611A1; CA2338709C

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft verbesserte Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- und Elastomer (CASE)-Materialien, die Polymerlatices verwenden, die von verschiedenen Monomeren und ethylenisch ungesättigten Aminsalzen von Sulfon-, Phosphor- und/oder Carbonsäuren abstammen. Insbesondere betrifft die Erfindung verbesserte CASE-Materialien, die unter Verwendung von Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt werden, die ethylenisch ungesättigte Aminsalze von Alkylbenzolsulfonsäuren, Alkylolefinsulfonsäuren, Alkylalkoholschwefelsäureestern oder alkoxylierten Alkylalkoholschwefelsäureestern, Fettsäuren und Fettphosphatsäureestern oder Gemischen davon verwenden.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Emulsionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren für eine Bildung von getrennten festen Polymerpartikeln für eine Verwendung in Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- und/oder Elastomer (CASE)-Anwendungen ist bekannt. Tenside sind herkömmlich verwendete Materialien bei der Herstellung von verschiedenen CASE-Produkten wie Anstrichen, Druckfarben, Kebstoffen und druckempfindlichen Klebstoffen. Diese Tenside sind oft unabkömmlich für die Herstellung und/oder Stabilisierung dieser Produkte hinsichtlich einer Verarbeitbarkeit. Jedoch sind, nachdem solche CASE-Produkte für ein Beschichten, Drucken, Anheften oder Niedrigdruckverpressen verwendet werden, die Tenside nicht länger erforderlich noch wünschenswert, da ein in dem CASE-Produkt verbleibendes Tensid dazu neigt, die Beständigkeit des CASE-Materials gegenüber Wasser und sogar Öl in vielen Fällen nachteilig zu beeinflussen.
Tenside für eine Verwendung bei der Emulsionspolymerisation zur Bildung von Latices, die sodann verwendet werden, um CASE-Materialien herzustellen, umfassen traditionelle anionische Tenside wie Natriumdodecylbenzolsulfonat und nicht-ionische Tenside wie Polyoxyethylennonylphenylether. Jedoch weisen Folien aus CASE-Materialien, die Polymerlatexemulsionen, die unter Verwendung solcher Tenside hergestellt werden, verwenden, die Nachteile einer schlechten Wasserbeständigkeit und einer schlechten Haftfestigkeit auf, da typischerweise das Tensid in freier Form in der Polymerlatexfolie und/oder dem endgültigen CASE-Material verbleibt.
CASE-Materialien umfassen typischerweise z. B. Anstriche (hochgradig glänzend, seidenmatt und matt), Fugenmassen und dergleichen. CASE-Materialien werden typischerweise auf eine Vielzahl von Substraten aufgetragen, einschließlich z. B. Holz, Metall, Plastik, Glas, Keramiken, Fiberglas, Verbundmaterialien, Karton, Wellpappe, Papier, Textilien, nicht-gewebten Materialien, Schaumstoff, Klebeband oder einer Kombination davon. Substrate können fabrikneue Materialien, d. h. Materialien, die vorher mit einem CASE-Material nicht behandelt oder beschichtet wurden, oder Materialien sein, die vorher mit einem CASE-Material beschichtet oder behandelt wurden. Die erfindungsgemäßen CASE-Materialien können nämlich über oder auf ein zuvor aufgetragenes CASE-Material aufgetragen werden.
Eine herkömmliche Emulsionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren verwendet ein oder mehrere wasserlösliche Tenside, um die Monomere zu emulgieren und die sich ergebenden Polymerprodukte, d. h. den Latex, zu stabilisieren. Die in Emulsionspolymerisationsreaktionen verwendeten Monomere sind im Allgemeinen wasserunlöslich, aber in manchen Fällen können sie wasserlöslich sein. Während einer typischen Emulsionspolymerisation wird ein Tensid verwendet, um kleine Mengen an Monomer in einer kontinuierlichen oder halb-kontinuierlichen wässrigen Phase zu suspendieren. Typischerweise werden die Monomermoleküle als kleine Kügelchen in der wässrigen Phase suspendiert und die Polymerisation findet innerhalb der kleinen Kügelchen statt. Die wasserlöslichen oberflächenaktiven Mittel, d. h. Tenside, die typischerweise in Emulsionspolymerisationsreaktionen verwendet werden, sind anionische, nicht-ionische und kationische Tenside oder Gemische davon.
Die durch das Emulsionspolymerisationsverfahren gebildeten Polymerpartikel werden typischerweise verwendet, um Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- und/oder Elastomer (CASE)-Materialien herzustellen. In einer herkömmlichen Emulsions polymerisationsreaktion wird das Tensid nicht-chemisch an die Polymerpartikel durch eine Bildung einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung gebunden, sondern verbleibt eher in der Polymerpartikel-Produktlösung, nachdem die Emulsionspolymerisationsreaktion abgeschlossen ist, d. h., nachdem das gesamte Monomer sich umgesetzt hat. Nicht-umgesetztes Tensid kann eine Lösung und/oder eine Folie eines Polymerprodukts nachteilig beeinflussen, da ein nicht-umgesetztes Tensid die Leistung solcher Polymerisationsprodukte in CASE-Materialien beeinträchtigten kann, was möglicherweise dazu führt, dass die Suspension an Polymerpartikeln über die Zeit destabilisiert wird und eine unerwünschte Koagulation durchläuft. Nicht-umgesetztes Tensid kann zu einem unerwünschten Abziehen einer Latex-Anstrichbeschichtung auf einem Substrat und einer verminderten Feuchtigkeits- und Kratzbeständigkeit in anderen verschiedenen CASE-Anwendungen führen. Rest-Tensid kann ein unerwünschtes "Ausblühen" bewirken, das zu Oberflächenunregelmäßigkeiten in einem sich ergebenden CASE-Material führt, das auf ein Substrat aufgetragen wird. Zusätzlich kann Rest-Tensid zu unerwünschten Abnahmen hinsichtlich der Anheftung eines bestimmten CASE-Materials führen. Die herkömmlichen Tenside fungieren als Kolloidalstabilisatoren vor, während und nach der Polymerisation, aber sie weisen typischerweise eine nachteilige Wirkung auf die Eigenschaften einer trockenen Latexfolie auf, z. B. aufgrund ihrer Neigung zu wandern, d. h. ihre ursprünglichen Positionen an den Latexpartikeloberflächen zu verlassen und Bereiche von Taschen mit einer höheren Konzentration innerhalb der Folie und an den Folie/Luft- und Folie/Substrat-Grenzflächen auszubilden.
Mehrere Ansätze wurden im Stand der Technik unternommen, um ein polymerisierbares oberflächenaktives Mittel während einer Emulsionspolymerisationsreaktion zu verwenden. Die US-PS 5,478,883 beschreibt die Verwendung von ethylenisch ungesättigten polymerisierbaren wasserlöslichen nicht-ionischen Tensiden, die durch die Umsetzung einer Diallylaminverbindung mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid hergestellt werden, in Emulsionspolymerisationsreaktionen. Ähnlich stellt die US-PS 5,162,475 alpha,beta-ethylenisch ungesättigte Poly(alkylenoxy)-polymerisierbare oberflächenaktive Verbindungen für eine Verwendung in einer Emulsionspolymerisation bereit. Für zusätzliche Beispiele für polymerisierbare Tenside für eine Verwendung in Emulsionspolymerisationsverfahren wird auf die US-PSen 4,377,185 und 4,049,608 verwiesen. Es wird auch auf die WO 89/12618, die EP-A2-747456 und die EP-A2-770655 verwiesen, die alle verschiedene Ansätze beschreiben, ein ethylenisch ungesät tigtes Tensid zur Herstellung von CASE-Materialien mit reaktiven Tensiden zu verwenden.
Techniken mit nicht-polymerisierbaren Tensiden, um die herkömmlichen Probleme zu überwinden, auf die man bei der Durchführung eines Emulsionspolymerisationsverfahrens stößt, sind zahlreich. Die US-PS 3,941,857 beschreibt die Verwendung von Epoxidharzen, die sich mit dem restlichen anionischen, kationischen oder nicht-ionischen Tensid umsetzen. Es wurde festgestellt, dass polymerisierbare Verbindungen wie Allylalkohol (und Ester davon) aufgrund der Bildung von unerwünschten hohen Mengen an Koagulum in dem endgültigen Emulsionspolymerisationsprodukt unwirksam sind. Zusätzlich wird auf die US-PSen 4,224,455, 5,399,617, 4,075,411, 5,344,867, 5,296,627, 5,679,732, 5,536,811, 4,912,157 und 5,039,339 und auf die WO 97/45495 verwiesen.
Folglich besteht ein Bedarf an Emulsionspolymerisations-Latices, umfassend Polymere und getrennte Polymerpartikel, die für eine Verwendung in CASE-Anwendungen gut geeignet sind, als auch ein Bedarf an Verfahren, um solche Latices herzustellen. Es gibt einen spezifischen Bedarf an CASE-Materialien, die Polymerlatices umfassen, wobei die endgültigen CASE-Materialien eine geringe Wasserempfindlichkeit, eine verbesserte Kratzbeständigkeit und/oder verbesserte Adhäsionseigenschaften aufweisen. Zusätzlich sind verbesserte CASE-Materialien mit erhöhter Latex-Scherstabilität und verminderter Neigung zu einer Gelbfärbung der Folien hochgradig wünschenswert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft CASE-Materialien, die aus Latices hergestellt werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Monomeren zusammen mit einer neuen Gruppe von Verbindungen in der Form von ethylenisch ungesättigten Aminsalzen von Sulfon-, Phosphor- und/oder Carbonsäuren ausgebildet werden. Diese Aminsalze zeigen Oberflächenaktivität, d. h. sie sind Tenside. Es wurde festgestellt, dass verbesserte CASE-Materialien mittels Latices hergestellt werden können, die auf diesen Verbindungen basieren, die als reaktive Tenside, d. h. oberflächenaktive Mittel in Polymerisationsverfahren, insbesondere Emulsionspolymerisationsverfahren fungieren. Die erfindungsgemäßen CASE-Materialien basieren auf oberflächenaktiven Mitteln, die im Allgemeinen fähig sind, mit anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren des Typs zu copolymerisieren, der herkömmlich in Polymerisationsverfahren verwendet wird. Die erfindungsgemäß verwendeten polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel werden aus leicht verfügbaren, wirtschaftlichen Ausgangsmaterialien hergestellt und deren Herstellung erfordert im Allgemeinen keine spezielle Handhabung oder Ausrüstung. Diese polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel sind besonders gut für eine Verwendung zur Ausbildung von Polymerpartikeln geeignet, die ihrerseits verwendet werden können, um eine Vielzahl von CASE-Materialien herzustellen. Überraschenderweise tragen diese polymerisierbaren Tenside zu verbesserten Eigenschaften in verschiedenen CASE-Materialien bei, wie z. B. verbesserter Wassersensitivität (d. h., sie werden hydrophober), verbesserter Scheuerfestigkeit und verbesserter Adhäsion. Die polymerisierbaren Tenside tragen auch zu verbesserten Latexprodukteigenschaften bei, wie erhöhter Latex-Scherstabilität, verminderter Neigung einer Filmgelbfärbung, verminderter Papierverfärbung und verbesserter Nassfestigkeit bei Papierbeschichtungen.
Beispiele für erfindungsgemäße CASE-Materialien umfassen Innen- und Außenbeschichtungen, z. B. Latexanstriche, Behälter-, Papier- und Pappenbeschichtung, z. B. Dosenbeschichtungen, Klebstoffe wie Klebstoffe auf Wasserbasis und druckempfindliche Klebstoffe, Abdichtmittel, Industriebeschichtungen, Automobilbeschichtungen, Textilbeschichtungen und Bindemittel, Estriche, Tinten auf Wasserbasis, Folien und Bindemittel für nicht-gewebte Materialien wie Teppichrücken.
Demzufolge wird in einem Aspekt erfindungsgemäß ein verbessertes Verfahren zum Ausbilden von CASE-Materialien und/oder Polymeren bereitgestellt. Dieses Verfahren verwendet die vorstehend beschriebenen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel. Im Allgemeinen umfasst das verbesserte Verfahren zum Herstellen eines CASE-Materials:

a) Herstellen eines Gemisches, umfassend:
i) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer,
ii) mindestens ein polymerisierbares oberflächenaktives Mittel, wobei das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel ein Aminsalz ist, umfassend:
a) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und
b) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, und
b) Polymerisieren des Gemisches, um einen Latex oder ein Gemisch von Polymerpartikeln auszubilden.

In diesen Verfahren ist es wichtig, dass das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel fähig ist, mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer zu polymerisieren oder mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel zu copolymerisieren. Etwas bevorzugt ist das Stickstoffatom kovalent, direkt oder indirekt an die ethylenisch ungesättigte Gruppe der stickstoffhaltigen Base gebunden. Die Verfahren umfassen gegebenenfalls die Zugabe anderer Bestandteile, wie hierin genauer beschrieben, um endgültige CASE-Produkte herzustellen.
Die Polymere, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel hergestellt werden, können als die Haupt-Harzkomponente oder als eine Neben-Harzkomponente eines Harzgemisches verwendet werden. Ein solches Harzgemisch ist geeignet, um Latexbeschichtungen, Klebmittel, Dichtmittel, Elastomere, Bindemittel, Tinten, Estriche und dergleichen herzustellen.
Der Begriff "Polymer", wie hierin verwendet, betrifft ein Produkt, das durch Polymerisieren von zwei oder mehreren Monomeren hergestellt wird, die gleich oder verschieden sein können. Zusätzlich kann das Polymer Monomere von oberflächenaktiven Mitteln und/oder homopolymere oberflächenaktive Mittel beinhalten. Die verschiedenen endgültigen CASE-Materialien, Zusammensetzungen, Anwendungen und Polymerprodukte, die hierin beschrieben werden, können optionale Bestandteile enthalten, wie Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe, Lösungsmittel, Weichmacher, Antioxidanzien, Aushärtungsmittel, Verdickungsmittel, nicht-polymerisierbare oberflächenaktive Mittel (Tenside), Konservierungsstoffe, Nassfestigkeitsadditive und dergleichen.
In einem weiteren Aspekt werden erfindungsgemäß verbesserte Polymerisationsverfahren zum Ausbilden von Polymeren bereitgestellt. In diesem Verfahren beeinträchtigt das vorhandene und für die Polymerisationsreaktion erforderliche oberflächenaktive Mittel die Qualität der CASE-Materialien nicht. Tatsächlich wird in vielen Fällen die Qualität der CASE-Materialien durch die Verwendung des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels verbessert. Ferner verbleiben CASE-Materialien, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polymere ausgebildet werden, nachdem sie auf ein Substrat aufgebracht wurden und ihnen ermöglicht wurde, unter geeigneten Bedingungen zu trocknen, gleichmäßig und stabil über die Zeit und/oder bei einer Aussetzung gegenüber Feuchtigkeit bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur.
Folglich werden erfindungsgemäß Polymere bereitgestellt, die für eine Verwendung in Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- und/oder Elastomer (CASE)-Materialien geeignet sind. In einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung Substrate, die mindestens eine Schicht eines CASE-Materials tragen. Die Polymere können in einer Vielzahl von Formen bereitgestellt werden, wie z. B. Feststoffen, Flocken, Pulvern, Halbfeststoffen, dicken Pasten, fließfähigen/pumpfähigen Pasten (d. h. G-Phase-Pasten), Flüssigkeiten, Gelen, "ringing"-Gelen, verdünnten oder konzentrierten Lösungen und dergleichen. Die Polymere können sprühgetrocknet, gefriergetrocknet, geflockt, extrudiert oder dergleichen sein.
In einem noch weiteren Aspekt werden erfindungsgemäß homopolymere oberflächenaktive Mittel bereitgestellt, umfassend polymerisierte, polymerisierbare oberflächenaktive Mittel oder Gemische von zwei oder mehreren polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln. Diese homopolymeren oberflächenaktiven Mittel sind in den Polymerisationsverfahren und CASE-Materialien, die hierin genau beschrieben sind, verwendbar. In einem damit verbundenen Aspekt werden erfindungsgemäß ferner Gemische aus homopolymeren oberflächenaktiven Mitteln/polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel bereitgestellt, umfassend teilweise polymerisierte, polymerisierbare oberflächenaktive Mittel und nichtpolymerisierte, polymerisierbare oberflächenaktive Mittel. Diese Gemische aus homopolymeren/polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln sind auch in den Polymerisationsverfahren und CASE-Materialien, die hierin genau beschrieben sind, verwendbar.
Die verbesserten Polymerisationsverfahren zum Herstellen von CASE-Materialien benötigen vorzugsweise nicht die Verwendung eines Tensids, das einen Restgehalt an Formaldehyd oder andere flüchtige organische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht enthält. Jedoch können, obwohl es gewöhnlich nicht wünschenswert ist, flüchtige organische Verbindungen mit niedrigem Moleku largewicht, Lösungsmittel und/oder restliches Formaldehyd in den erfindungsgemäßen Polymerisationsprodukten vorhanden sein.
Die erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren stellen Latices bereit, die bei der Herstellung von CASE-Materialien mit verbesserter Scherstabilität, verbesserter pH-Stabilität, verbesserter Lagerungsstabilität und verbesserter Leichtigkeit einer Viskositätsmodifikation verwendbar sind.
In den erfindungsgemäßen Verfahren kann das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel zu dem Emulsionspolymerisationsgemisch in einem Batch-Modus (d. h., alles auf einmal), einem kontinuierlichen Modus (d. h., durch Zugabe einer Menge des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels während der ganzen Polymerisation) oder in einem halbkontinuierlichen Modus (d. h., Zugabe von Portionen des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels bei verschiedenen Zeitpunkten während der Polymerisation) gegeben werden. Das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel kann in situ in dem Emulsionspolymerisationsgemisch dadurch hergestellt werden, dass ein ethylenisch ungesättigtes Amin wie Allylamin zu dem Gemisch gegeben wird, gefolgt von einer gleichzeitigen oder schrittweisen Zugabe eines herkömmlichen oberflächenaktiven Mittels, wobei das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel in dem Gemisch durch Ionenaustausch des herkömmlichen Tensids und des ethylenisch ungesättigten Aminsalzes ausgebildet wird.
Die erfindungsgemäß verwendeten polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel werden im Allgemeinen dadurch hergestellt, dass mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, mit einer stickstoffhaltigen Base vereinigt wird, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält. Die erfindungsgemäßen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel liegen vorzugsweise in der Form von Aminsalzen vor. Die erfindungsgemäßen oberflächenaktiven Mittel können aus leicht verfügbaren, wirtschaftlichen Ausgangsmaterialien hergestellt werden und im Allgemeinen erfordert ihre Herstellung keine spezifische Handhabung oder Ausrüstung. Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel können in einem Batch-Modus oder in einem kontinuierlichen Modus hergestellt werden. Sie können dadurch hergestellt werden, dass das ethylenisch ungesättigte Amin mit der Säure in Kontakt gebracht wird oder dass die Säure mit dem ethylenisch ungesättigten Amin in Kontakt gebracht wird. Mit In-Kontakt-Bringen ist gemeint, dass die Säure(n) zu dem/den ethylenisch ungesättigten Aminen) gegeben wird/werden und die Komponenten gemischt werden oder das/die ethylenisch ungesättigte(n) Amine) zu der/den Säure(n) gegeben wird/werden und die Komponenten gemischt werden. Typischerweise vereinigen sich beim Mischen die Säure und die Base, um ein Aminsalz auszubilden. Wie der Fachmann weiß, wird beim Mischen der Säure und der stickstoffhaltigen Base die stickstoffhaltige Base eine konjugierte Säure und die Säure wird eine konjugierte Base.
Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel können alternativ dadurch hergestellt werden, dass das ethylenisch ungesättigte Amin mit einem Erdalkali- oder Ammoniumsalz der Säure (die Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Calcium-, Ammonium- oder ethoxylierten Ammoniumsalze der Säure) in Kontakt gebracht wird, wodurch das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel in situ entweder in Gegenwart oder Abwesenheit von Monomer gebildet wird.
Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel und Gemische dieser oberflächenaktiven Mittel können in einer Vielzahl von Formen hergestellt werden, einschließlich in nicht-begrenzender Weise Flüssigkeiten, Lösungen, Feststoffe, Pulver, Flocken, Halbfeststoffe, Gele, "ringing"-Gele, G-Phase-Flüssigkeiten, Feststoffe mit hexagonaler Phase oder dicke Pasten. Die oberflächenaktiven Mittel können sprühgetrocknet, geflockt, extrudiert und dergleichen sein. Obwohl für die Erfindung nicht entscheidend, können die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel "rein" oder in einem herkömmlichen Lösungsmittel wie Wasser, Alkohol oder Kohlenwasserstoff mit einem niedrigen Molekulargewicht oder ein Gemisch davon hergestellt werden, um eine Lösung des oberflächenaktiven Mittels herzustellen. Erfindungsgemäß werden oberflächenaktive Mittel als Salze in trockener Form und als wässrige Lösungen umfasst. Salze der oberflächenaktiven Mittel können dadurch isoliert werden, dass eine Lösung der oberflächenaktiven Mittel getrocknet wird. Auf der anderen Seite kann eine Lösung eines oberflächenaktiven Mittels dadurch hergestellt werden, dass das Salz des oberflächenaktiven Mittels in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Wasser, einem Alkohol oder einem Kohlenwasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht oder einem Gemisch davon, gelöst wird.
Erfindungsgemäße individuelle polymerisierbare oberflächenaktive Mittel können hergestellt und zusammengemischt werden, um ein oberflächenaktives Gemisch herzustellen, umfassend "reine" oberflächenaktive Mittel oder ein wässriges Tensidgemisch. Zusätzlich können reine oder wässrige Gemische der oberflächenaktiven Mittel dadurch hergestellt werden, dass ein Gemisch zweier oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Amine mit einer Säure in Kontakt gebracht wird oder dass ein Gemisch zweier oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Amine mit einem Gemisch aus zwei oder mehreren Säuren in Kontakt gebracht wird. Auf der anderen Seite können Gemische der oberflächenaktiven Mittel dadurch hergestellt werden, dass ein Gemisch zweier oder mehrerer Säuren mit einem ethylenisch ungesättigten Amin in Kontakt gebracht wird oder dass ein Gemisch zweier oder mehrerer Säuren mit einem Gemisch zweier oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Amine in Kontakt gebracht wird.
Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel, die erfindungsgemäß verwendbar sind, um Latices herzustellen, die sodann in einem CASE-Material wie einem Anstrich, Drucktinten, Klebstoffen oder druckempfindlichen Klebstoffen verwendet werden, fungieren im Allgemeinen als Tenside während der Herstellung, Lagerung oder sogar Aufarbeitung davon, aber sie stellen sodann die Funktion als Tenside zum richtigen Zeitpunkt danach ein. Ferner können die erfindungsgemäßen polymerisierbaren Tenside nicht nur als Emulgatoren für Emulsionspolymerisationen, sondern auch als Dispergiermittel für Suspensionspolymerisationen, Dispergiermittel für Farbstoffe und Pigmente, Emulgatoren für Wachse, Nachbehandlungsmittel für Fasern, Emulgator-Dispergiermittel für Agrochemikalien, antistatische Mittel für synthetische Harze, usw. verwendet werden. In diesen und anderen Anwendungen kann die vorstehend beschriebene nachteilige Wirkung eines restlichen herkömmlichen Tensids drastisch vermindert und/oder ausgeschaltet werden.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile sowie der Umfang, die Art und die Verwendung der beanspruchten Erfindung, werden dem Fachmann aus der nachstehenden genauen Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Verfahren werden zur Ausbildung von getrennten Polymerpartikeln und/oder Latices mit polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln bereitgestellt. Die sich ergebenden Partikel und Latices sind bei der Herstellung von CASE-Materialien verwendbar. Die Verfahren zur Ausbildung der Partikel und/oder Latices umfassen:

(1) Herstellen eines Gemisches, umfassend mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und mindestens ein polymerisierbares oberflächenaktives Mittel, und
(2) Polymerisieren des Gemisches, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex herzustellen.

Die sich ergebenden Partikel und/oder Latices können sodann in ein CASE-Material formuliert werden.
Typischerweise erfordert die Formulierung des CASE-Materials verschiedene optionale Komponenten. Beispielhafte optionale Komponenten werden genauer nachstehend beschrieben. Diese optionalen Komponenten werden normalerweise vor, während oder vorzugsweise nach der Ausbildung der Polymerpartikel oder des Latex zugegeben.
Im Allgemeinen kann ein jegliches ethylenisch ungesättigtes Monomer, das zum Durchlaufen einer Polymerisation fähig ist, erfindungsgemäß verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind besonders geeignet für eine Emulsionspolymerisation, aber sie können auch als Lösungspolymerisationen, Suspensionspolymerisationen, Mikroemulsionspolymerisationen oder Invers-Emulsionspolymerisationen erfolgen. Die Polymerisation kann in einer jeglichen bekannten Weise erfolgen, einschließlich in nicht-begrenzender Weise Radikal-gestarteter Polymerisation, thermisch gestarteter Polymerisation und Redox-gestarteter Polymerisation, unter Verwendung von z. B. Batch-, kontinuierlicher oder gesteuerter Monomer-Zuführverfahren, bekannter Bedingungen für eine Rührdauer und Temperatur und bekannter Arten von Additiven wie Startern, Tensiden, Elektrolyten, pH-einstellenden Mitteln, Puffermitteln, schützenden Kolloiden und dergleichen. Im Allgemeinen erfolgen die erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren bei etwa 20°C bis etwa 120°C (d. h. zwischen etwa 50°C und etwa 110°C). Die ausgewählte Polymerisationstemperatur wird abhängig von der Reaktivität und Konzentration des verwendeten Polymerisationsstarters und des (der) verwendeten Monomers (Monomere) variieren. Zeitspannen für eine Batch-Polymerisation können abhängig von dem Polymerisationsverfahren und dem (den) zu polymerisierenden Monomer(en) variieren. Solche Zeitspannen können von etwa 10 Minuten bis etwa 10 Stunden variieren. Im Allgemeinen kann das Polymerisationsgemisch eine Lösung, Emulsion, Suspension oder Dispersion eines ethylenisch ungesättigten Monomers und des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels sein. Ferner kann das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel dem Gemisch als eine Lösung in Wasser, einem Alkohol mit niederen Molekulargewicht, Kohlenwasserstoff oder Gemischen davon zugeführt werden.
Erfindungsgemäß kann eine Polymerisation gleichzeitig mit Herstellen des Gemisches erfolgen (d. h. während das Monomer und das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel in Kontakt treten, tritt eine selbst-startende Polymerisation auf). Dementsprechend umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur kontinuierlichen Polymerisation, wobei mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und mindestens ein polymerisierbares oberflächenaktives Mittel verwendet werden.
Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind vorzugsweise Aminsalze oder quaternäre Stickstoffverbindungen, umfassend:

a) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und
b) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält.

Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel sind im Allgemeinen zu einer Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel fähig. In einer etwas bevorzugten Ausführungsform wird das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel teilweise (d. h. 1–50 Gew.-% des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels) durch Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht. In einer mehr bevorzugten Ausführungsform wird das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel im Wesentlichen (d. h. 50–90 Gew.-% des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels) durch Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform wird das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel im Wesentlichen vollständig (d. h. mehr als 90 Gew.-% des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels) durch Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht.
Das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel und das ethylenisch ungesättigte Monomer liegen vor einer Polymerisation in einem Verhältnis von etwa 0,01 : 1 bis etwa 3 : 1 auf einer Gewichtsbasis vor. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel in dem Vor-Polymerisationsgemisch (d. h. ein unpolymerisiertes Gemisch aus Monomer, reaktivem Tensid und einem jeglichen Starter) in einer Konzentration von etwa 1–100 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des in dem Gemisch vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomers, vor. In einer mehr bevorzugten Ausführungsform liegt das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel in dem Gemisch in einer Konzentration von etwa 1–20 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des in dem Gemisch vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomers, vor. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel etwa 0,1–10, mehr bevorzugt 0,5–3,0 Gew.-% des Polymers, basierend auf dem Gesamtgewicht des vor der Polymerisation vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomers.
Im Allgemeinen erfordert das Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Polymeren und CASE-Materialien nicht die Verwendung eines nicht-polymerisierbaren Tensids, d. h. die Materialien sind im Wesentlichen frei von nichtpolymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln. Jedoch können in einer weniger bevorzugten Ausführungsform die Materialien ferner ein ergänzendes nichtpolymerisierbares Tensid umfassen, wobei das ergänzende Tensid ein Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium-, Amin- oder Ammoniumsalz oder ein Gemisch davon eines im Wesentlichen gesättigten anionischen Tensids oder eines nichtionischen, kationischen oder amphoteren Tensids oder Gemischen davon ist, und wobei das ergänzende Tensid in einer Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 20,0 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels und des in der Reaktionszone bereitgestellten ergänzenden Tensids, bereitgestellt wird.
Erfindungsgemäß werden Vor-Polymerisationsgemische, die bei der Herstellung von CASE-Materialien verwendbar sind, bereitgestellt, umfassend (1) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und (2) mindestens ein polymerisierbares oberflächenaktives Mittel, wobei das ethylenisch ungesättigte Monomer und das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel wie vorstehend oder nachstehend definiert sind. Dieses Vor-Polymerisationsgemisch kann durch eine Vielzahl von bekannten Startverfahren polymerisiert werden.
Erfindungsgemäß werden Polymere, die bei der Herstellung von CASE-Materialien verwendbar sind, bereitgestellt, umfassend (1) mindestens eine Monomereinheit und (2) mindestens eine Einheit eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels. In diesen Polymeren ist die Monomereinheit von einem ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet und das oberflächenaktive Mittel ist von einem polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel abgeleitet. Ferner sind diese Polymere Copolymere, die durch die Polymerisation des ethylenisch ungesättigten Monomers und des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden erfindungsgemäß Verfahren zur Bildung von CASE-Materialien bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst (1) ein Herstellen eines Gemisches, umfassend (a) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, (b) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und (c) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, (2) Polymerisieren des Gemisches, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex zu bilden, und (3) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material. Typischerweise beinhaltet der Formulierungsschritt die Zugabe verschiedener optionaler Bestandteile, wie genauer nachstehend beschrieben, um ein endgültiges CASE-Produkt herzustellen. In dieser Ausführungsform kann die Säure und die stickstoffhaltige Base ein polymerisierbares oberflächenaktives Mittel in sitze bilden. In dieser Situation ist das gebildete polymerisierbare oberflächenaktive Mittel (1) ein Aminsalz, das zur Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel fähig ist, und wird (2) im Wesentlichen vollständig durch Polymerisation mit sich selbst, Polymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht. In einer Alternative kann die stickstoffhaltige Base teilweise oder vollständig mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer copolymerisieren, gefolgt von einer Bildung eines oberflächenaktiven Mittels (d. h. Komplexierung/Salzbildung mit der Säure). Ohne an eine jegliche bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die stickstoffhaltige Base in das Polymerrückgrat eingebaut wird und die Säure ein Ionenpaax, d. h. ein Salz, mit dem Stickstoffatom der stickstoffhaltigen Base bildet, wodurch sie sich an das Polymer anheftet und ein positiv geladenes Stickstoffatom bildet. In einer weiteren Alternative innerhalb des Bereichs dieser Ausführungsform kann ein Teil der stickstoffhaltigen Base mit sich selbst polymerisieren, mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer copolymerisieren oder mit einem teilweise polymerisierten Polymer copolymerisieren, gefolgt von einer Komplexierung/Salzbildung mit der Säure. In einer weiteren Alternative kann die stickstoffhaltige Base teilweise oder vollständig mit einem homopolymeren Tensid copolymerisieren, gefolgt von einer Komplexierung/ Salzbildung mit der Säure.
Erfindungsgemäß werden auch CASE-Materialien bereitgestellt, umfassend (1) mindestens eine Monomereinheit und (2) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure, eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, wobei sich die Monomereinheit von einem ethylenisch ungesättigten Monomer ableitet, wobei die stickstoffhaltige Base homopolymerisiert, mit dem Monomer copolymerisiert und/oder mit einem teilweise polymerisierten Polymer polymerisiert wird, und wobei die Säure das (die) Stickstoffatom(e) komplexiert, um ein Aminsalz-enthaltendes Polymer zu bilden.
In einer weiteren Ausführungsform werden erfindungsgemäß Verfahren zum Bilden von CASE-Materialien bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: (1) Herstellen eines Gemisches, umfassend mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und mindestens ein homopolymeres oberflächenaktives Mittel, wobei das homopolymere oberflächenaktive Mittel ein Polymer ist, das durch Polymerisieren mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels gebildet wird, wobei das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel ein Aminsalz oder eine quaternäre Stickstoffverbindung ist, umfassend mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, (2) Polymerisieren des Gemisches, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex zu bilden, und (3) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material. Typischerweise beinhaltet der Formulierungsschritt die Zugabe von verschiedenen optionalen Bestandteilen, wie hierin genau beschrieben, um ein endgültiges CASE-Produkt herzustellen.
Die Erfindung betrifft CASE-Materialien, umfassend Polymerlatices, wobei der Polymerlatex auf Polymeren basiert, die sich von mindestens einem Monomer und mindestens einem polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel, wie hierin definiert, ableiten.
Erfindungsgemäß werden auch homopolymere oberflächenaktive Mittel bereitgestellt. Diese homopolymeren oberflächenaktiven Mittel werden durch Polymerisieren mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels, wobei das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel ein Aminsalz oder eine quaternäre Stickstoffverbindung ist, umfassend mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und mindestens einer stickstoffhaltigen Base gebildet, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält. Gegebenenfalls können die homopolymeren oberflächenaktiven Mittel dadurch gebildet werden, dass teilweise oder vollständig die stickstoffhaltige Base polymerisiert wird, gefolgt von einer Komplexierung des sich ergebenden Polymers mit der Säure, wobei die Säure das (die) Stickstoffatome) komplexiert, um ein homopolymeres oberflächenaktives Mittel zu bilden, das ein Aminsalz oder ein quaternäres Stickstoffatom enthält.
Die erfindungsgemäßen homopolymeren oberflächenaktiven Mittel sind im Allgemeinen zur Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymer fähig.
In einer weiteren Ausführungsform werden erfindungsgemäß Verfahren zum Herstellen von CASE-Materialien bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: (1) teilweises Polymerisieren mindestens eines ethylenisch ungesättigten Monomers, um ein teilweise polymerisiertes Polymer/Monomer-Gemisch zu bilden, (2) Zugabe zu dem teilweise polymerisierten Polymer/Monomer-Gemisch mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels und/oder mindestens eines homopolymeren oberflächenaktiven Mittels, um ein Gemisch aus einem teilweise polymerisierten Polymer/Monomer/oberflächenaktiven Mittel zu bilden, (3) Polymerisieren des Gemisches aus einem teilweise polymerisierten Polymer/Monomer/oberflächenaktiven Mittel, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex zu bilden, und (4) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material, wobei das homopolymere oberflächenaktive Mittel ein Polymer ist, das durch Polymerisieren mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels, wobei das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel ein Aminsalz oder eine quaternäre Stickstoffverbindung ist, umfassend mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und mindestens einer stickstoffhaltigen Base gebildet wird, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält. Typischerweise beinhaltet der Formulierungsschritt die Zugabe verschiedener optionaler Bestandteile, wie hierin genau beschrieben, um ein endgültiges CASE-Produkt herzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Bildung von CASE-Materialien bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: (1) Herstellen eines Gemisches, umfassend mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und mindestens ein nicht-polymerisierbares ergänzendes oberflächenaktives Mittel, (2) teilweises Polymerisieren des Gemisches, um ein Gemisch aus teilweise polymerisiertem Polymer/Monomer/ergänzendem oberflächenaktivem Mittel zu bilden, (3) Zugeben zu dem Gemisch aus teilweise polymerisiertem Polymer/Monomer/ergänzendem oberflächenaktivem Mittel mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels und/oder mindestens eines homopolymeren oberflächenaktiven Mittels, um ein Gemisch aus teilweise polymerisiertem Polymer/Monomer/ergänzendem oberflächenaktivem Mittel/polymerisierbarem oberflächenaktivem Mittel zu bilden, und (4) Polymerisieren des Gemisches aus teilweise polymerisiertem Polymer/Monomer/oberflächenaktivem Mittel/polymerisierbarem oberflächenaktivem Mittel, um getrennte Polymerpartikel oder eine Latex zu bilden, und (5) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material, wobei das homopolymere oberflächenaktive Mittel ein Polymer ist, das durch Polymerisieren mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels, wobei das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel ein Aminsalz oder eine quaternäre Stickstoffverbindung ist, umfassend mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Car bonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und mindestens einer stickstoffhaltigen Base gebildet wird, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, und wobei das ergänzende oberflächenaktive Mittel im Allgemeinen nicht-polymerisierbar ist und hierin definiert ist. Typischerweise beinhaltet der Formulierungsschritt die Zugabe verschiedener optionaler Bestandteile, wie hierin genau beschrieben, um ein endgültiges CASE-Produkt herzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Bildung von CASE-Materialien bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: (1) Herstellen eines Gemisches, umfassend mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und mindestens ein nicht-polymerisierbares ergänzendes oberflächenaktives Mittel, (2) teilweises Polymerisieren des Gemisches, um ein Polymergemisch zu bilden, und (3) Zugeben mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels und/oder mindestens eines homopolymeren oberflächenaktiven Mittels zu dem Polymergemisch, (4) im Wesentlichen vollständiges Polymerisieren des Gemisches, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex zu bilden, (5) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material, wobei das homopolymere oberflächenaktive Mittel ein Polymer ist, das durch Polymerisieren mindestens eines polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels, wobei das polymerisierbare oberflächenaktive Mittel ein Aminsalz oder eine quaternäre Stickstoffverbindung ist, umfassend mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und mindestens einer stickstoffhaltigen Base gebildet wird, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält. Typischerweise beinhaltet der Formulierungsschritt die Zugabe verschiedener optionaler Bestandteile, wie hierin genau beschrieben, um ein endgültiges CASE-Produkt herzustellen.
Die Erfindung umfasst Polymere, die durch ein jegliches der hierin beschriebenen Verfahren oder Prozesse hergestellt werden. Im Allgemeinen umfassen die erfindungsgemäßen Verfahren Emulsionen, Suspensionen oder Dispersionen von davon erhaltenen Polymeren.
Die Erfindung umfasst Herstellungsartikel, umfassend
ein Substrat und
ein Beschichtungsmittel, einen Klebstoff, Dichtmittel oder ein Elastomer.
In diesen Artikeln wird das Substrat aus der Gruppe ausgewählt, bestehend im Wesentlichen aus Holz, Metall, Plastik, Glas, Keramiken, Fiberglas, Verbundmaterialien, Karton, Wellpappe, Papier, Textilien, nicht-gewebten Materialien, Schaumstoff, Band oder einer Kombination davon, und das Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial umfasst einen Polymerlatex, umfassend:

a) mindestens eine Monomereinheit und
b) mindestens eine Einheit eines oberflächenaktiven Mittels, wobei die Monomereinheit sich von einem ethylenisch ungesättigten Monomer ableitet, das oberflächenaktive Mittel sich von einem polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel in der Form eines Aminsalzes ableitet, umfassend:
i) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und
ii) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält,

Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Bereitstellen von Beschichtungszusammensetzungen auf Wasserbasis. Eine "Beschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis" wird hierin als eine Zusammensetzung definiert, die mit oder ohne Pigment mindestens einen Polymerlatex enthält, der in einem verdampfbaren Medium dispergiert ist, das vorherrschend aus Wasser besteht. Der Polymerlatex umfasst

Die Monomere, Säuren und stickstoffhaltigen Basen können im Allgemeinen eine jegliche Verbindung von denjenigen sein, die hierin beschrieben sind. Das verdampfbare Medium kann zusätzlich zu Wasser mindestens ein wassermischbares Lösungsmittel wie z. B. Isopropanol, Propylenglykol, Ethylenglykolmethylether, Ethylenglykolbutylether oder Propylenglykolpropylether enthalten. Das verdampfbare Medium kann auch gegebenenfalls ein wasserunmischbares Lösungsmittel wie Texanol oder Butylcarbitol und dergleichen enthalten. Die Beschichtungszusammensetzungen auf Wasserbasis enthalten etwa 0,5 bis etwa 70 Vol.-%, basierend auf dem Volumen der Beschichtungszusammensetzung, mindestens eines optionalen Pigments. Das Pigment wird aus anorganischen und organischen Pigmenten wie z. B. Titandioxid, Calciumcarbonat, Polystyrolpartikeln und hohlraumhaltigen Polymerpartikeln hinsichtlich Farbe und Deckkraft ausgewählt. Eingeschlossen in dem Begriff "Pigment" sind hierin anorganische Pigmente, die manchmal als Füllstoff bezeichnet werden, z. B. Ton. Ein bevorzugtes vorherrschendes Pigment ist Titandioxid.
Der Polymerlatex der Beschichtung auf Wasserbasis kann auch durch ein vielstufiges Emulsionsadditions-Polymerisationsverfahren hergestellt werden, indem mindestens zwei Stufen, die sich in der Zusammensetzung unterscheiden, in aufeinander folgender Weise polymerisiert werden. Ein solches Verfahren führt gewöhnlich zu der Bildung mindestens zweier gegenseitig inkompatibler Polymerzusammensetzungen, was zu der Bildung mindestens zweier Phasen innerhalb der Polymerpartikel führt. Solche Partikel bestehen aus zwei oder mehreren Phasen verschiedener Geometrien, wie z. B. Kern/Schalen- oder Kern/Hüllen-Partikel, Kern/Schalen-Partikel mit Schalenphasen, die unvoll ständig den Kern einkapseln, Kern/Schalen-Partikel mit einer Vielzahl von Kernen und interpenetrierendes Polymernetzwerk (IPN)-Partikel. In allen diesen Fällen wird der Hauptanteil der Oberfläche des Partikels durch mindestens eine äußere Phase bedeckt sein und das Innere des Partikels wird durch mindestens eine innere Phase bedeckt sein. Jede der Stufen des vielstufigen emulsionspolymerisierten Polymers kann die gleichen Monomere, polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel, Kettenübertragungsmittel, usw., wie hierin beschrieben, enthalten. Die Emulsionspolymerisationstechniken, die verwendet werden, um solche Dispersionen herzustellen, sind bekannt, z. B. aus den US-PSen 4,325,856, 4,654,397 und 4,814,373.
Die Beschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis wird durch eine jegliche einer Vielzahl von Techniken, die auf dem Beschichtungsgebiet bekannt sind, hergestellt. Zuerst wird z. B. mindestens ein Pigment gut in einem Medium auf Wasserbasis unter einer Hochscherung dispergiert, wie es durch einen COWLES^®-Mischer ermöglicht wird. Sodann wird das emulsionspolymerisierte Additionspolymer unter Niedrigscher-Rühren zusammen mit anderen Beschichtungshilfsmitteln, wie gewünscht, zugegeben. Die Beschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis kann zusätzlich zu dem(den) Pigment(en) und dem Latexpolymer herkömmliche Beschichtungshilfsstoffe, wie z. B. Emulgatoren, Verbindungsmittel, Aushärtungsmittel, Verdickungsmittel, Befeuchtungsmittel, Benetzungsmittel, Biozide, Weichmacher, Antischaummittel, Anfärbmittel, Wachse und Antioxidanzien enthalten.
Die Beschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis kann auf eine Oberfläche, z. B. Metall, Holz oder Plastik, unter Verwendung herkömmlicher Beschichtungsanwendungsverfahren, wie z. B. Pinsel, Roller, Probelackierung, Eintauchen, Florstreichmaschine und Sprühverfahren, wie z. B. luftunterstütztes Sprühen, luftfreies Sprühen, Sprühen mit hohem Volumen und niedrigem Druck und luftunterstütztes elektrostatisches Sprühen aufgetragen werden.
Die Erfindung umfasst zusätzlich Anstrichzusammensetzungen, Dichtzusammensetzungen, Klebzusammensetzungen und Verfugungszusammensetzungen und Verfahren zum Herstellen solcher Zusammensetzungen. Eine erfindungsgemäße Latex-Anstrichzusammensetzung umfasst Wasser, ein hydroxyliertes Lösungsmittel oder ein Gemisch von hydroxylierten Lösungsmitteln, ein Dispergiermittel, ein Verdickungsmittel/Rheologie-Modifizierungsmittel, ein Pigment oder ein Gemisch von Pigmenten, einen Latex oder ein Gemisch von Latices und ein Entschäumungsmittel. Eine erfindungsgemäße Latex-Verfugungszusammensetzung umfasst ein hydroxyliertes Lösungsmittel oder ein Gemisch von hydroxylierten Lösungsmitteln, einen Weichmacher, ein Verdickungsmittel/Rheologie-Modifizierungsmittel, einen Kohlenwasserstoff, einen Latex oder ein Gemisch von Latices, eine pyrogene Kieselsäure und gegebenenfalls ein Pigment oder ein Gemisch von Pigmenten. Eine erfindungsgemäße Latex-Klebzusammensetzung umfasst Wasser, ein Tensid, einen Latex oder ein Gemisch von Latices und gegebenenfalls ein basisches pH-Neutralisierungsmittel.
Ethylenisch ungesättigte Monomere
Das ethylenisch ungesättigte Monomer oder die ethylenisch ungesättigten Monomere, das/die erfindungsgemäß polymerisiert oder copolymerisiert werden kann/können, sind bekannt und nachstehend beispielhaft beschrieben. Beispiele für geeignete ethylenisch ungesättigte Monomere sind einfach und mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoff-Monomere, Vinylester (wie Vinylester von gesättigten C₁- bis C₆-Monocarbonsäuren), Vinylether, monoethylenisch ungesättigte Mono- und Polycarbonsäuren und deren Alkylester (wie Acrylsäureester und Methacrylsäureester, besonders die C₁- bis C₁₂-Alkyl- und insbesondere die C₁- bis C₄-Alkylester), die Nitrile, Vinyl- und Vinylidenhalogenide und Amide von ungesättigten Carbonsäuren und Aminomonomere.
Beispiele für geeignete erfindungsgemäß zu verwendende Kohlenwasserstoff-Monomere umfassen Styrolverbindungen (wie Styrol, carboxyliertes Styrol und α-Methylstyrol), Ethylen, Propylen, Butylen und konjugierte Diene (wie Butadien, Isopren und Copolymere von Butadien und Isopren). Beispiele für Vinyl- und Vinylidenhalogenide umfassen Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylfluorid und Vinylidenfluorid.
Beispiele für Acrylsäureester und Methacrylsäureester, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, umfassen C₁-C₁₂-(wie C₁-C₄)-Alkylacrylate und Methacrylate. Typische Alkylester und Methacrylsäureester umfassen Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylacrylat, Isobutylmethacrylat, Hexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmeth acrylat, t-Butylacrylat, t-Butylmethacrylat, 3,3-Dimethylbutylacrylat, 3,3-Dimethylbutylmethacrylat und Laurylacrylat.
Geeignete erfindungsgemäß zu verwendende Vinylester umfassen aliphatische Vinylester wie Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyliso butyrat, Vinylvalerat und Vinylcaproat und Allylester von gesättigten Monocarbonsäuren wie Allylacetat, Allylpropionat und Allyllactat.
Vinylether, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, umfassen Methylvinylether, Ethylvinylether und n-Butylvinylether. Typischerweise umfassen Vinylketone Methylvinylketon, Ethylvinylketon und Isobutylvinylketon. Geeignete Dialkylester von monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren umfassen Dimethylmaleat, Diethylmaleat, Dibutylmaleat, Dioctylmaleat, Diisooctylmaleat, Dinonylmaleat, Diisodecylmaleat, Ditridecylmaleat, Dimethylfumarat, Diethylfumarat, Dipropylfumarat, Dibutylfumarat, Dioctylfumarat, Diisooctylfumarat, Didecylfumarat, Dimethylitaconat, Diethylitaconat, Dibutylitaconat und Dioctylitaconat.
Monoethylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure und Crotonsäure. Geeignete monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren umfassen Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure und Citraconsäure. Geeignete monoethylenisch ungesättigte Tricarbonsäuren umfassen Aconitsäure und die Halogen-substituierten Derivate (wie α-Chloracylsäure) und die Anhydride dieser Säuren (wie Maleinsäureanhydrid und Citraconsäureanhydrid).
Nitrile der vorstehend beschriebenen ethylenisch ungesättigten Mono-, Di- und Tricarbonsäuren, die geeignete Monomere sind, umfassen Acrylnitril, α-Chloracrylnitril und Methacrylnitril. Geeignete Amide dieser Carbonsäuren umfassen unsubstituierte Amide wie Acrylamid, Methacrylamid und andere α-substituierte Acrylamide und N-substituierte Amide, die durch die Umsetzung der Amide der vorstehend beschriebenen Mono- und Polycarbonsäuren mit einem Aldehyd (wie Formaldehyd) erhalten werden. Typische N-substituierte Amide umfassen N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, alkylierte N-Methylolacrylamide und N-Methylolmethacrylamide (wie N-Methoxymethylacrylamid und N-Methoxymethylmethacrylamid).
Erfindungsgemäß geeignete Aminomonomere umfassen substituierte und unsubstituierte Aminoalkylacrylate, Hydrochloridsalze von Aminomonomeren und Methacrylaten wie β-Aminoethylacrylat, β-Aminoethylmethacrylat, Dimethylaminomethylacrylat, β-Methylaminoethylacrylat und Dimethylaminomethylmethacrylat.
Hydroxygruppen-enthaltende Monomere, die erfindungsgemäß verwendbar sind, umfassen β-Hydroxyethylacrylat, β-Hydroxypropylacrylat, γ-Hydroxypropylacrylat und β-Hydroxyethylmethacrylat.
Geeignete kationische Monomere sind alpha,beta-ethylenisch ungesättigte Verbindungen, die eine Polymerisation durchmachen können und primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen enthalten, wie zum Beispiel Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoneopentylacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylat, tert-Butylaminoethylmethacrylat und dergleichen oder organische oder anorganische Salze davon und/oder Alkylammoniumverbindungen wie zum Beispiel Trimethylammoniumethylmethacrylatchlorid, beta-Acetamidodiethylaminoethylacrylatchlorid, Methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid, Diallyldimethylammoniumchlorid und dergleichen. Diese kationischen Monomere können allein oder zusammen mit den vorstehend beschriebenen Monomeren verwendet werden, mit der Maßgabe, dass eine solche Verwendung mit dem Emulsionspolymerisationsverfahren kompatibel ist.
Erfindungsgemäß geeignete Monomere können homopolymerisiert oder copolymerisiert werden, d. h. ein oder mehrere verschiedene Monomere, die zur Polymerisation fähig sind, können verwendet werden.
Polymerisierbare oberflächenaktive Mittel
Die erfindungsgemäß verwendeten polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel sind Aminsalze oder quaternäre Stickstoffverbindungen, die mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und mindestens eine stickstoffhaltige Base umfassen, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält. Vorzugsweise sind die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel Aminsalze. Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel liegen gewöhnlich in dem Gemisch in einer Konzent ration von etwa 0,01–100,0 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des ethylenisch ungesättigten Monomers, vor. Obwohl die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel keinen bestimmten Hydrophile-Lipophile-Gleichgewichts (HLB)-Wert aufweisen, weisen bevorzugte polymerisierbare oberflächenaktive Mittel HLB-Werte von weniger als etwa 45 und mehr bevorzugt etwa 5–40 auf. Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel sind im Allgemeinen zur Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymer fähig.
Die erfindungsgemäßen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel können aus einfach verfügbaren wirtschaftlichen Ausgangsmaterialien hergestellt werden und im Allgemeinen erfordert ihre Herstellung nicht eine spezifische Handhabung oder Ausstattung. Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel können in einer Batch-artigen oder einer kontinuierlichen Weise hergestellt werden. Sie können durch In-Kontakt-Bringen der stickstoffhaltigen Base mit der Säure oder In-Kontakt-Bringen der Säure mit der stickstoffhaltigen Base hergestellt werden.
Die oberflächenaktiven Mittel und Gemische von oberflächenaktiven Mitteln können in einer Vielzahl von Formen hergestellt werden, wie z. B. Flüssigkeiten, Lösungen, Feststoffen, Pulvern, Flocken, Halbfeststoffen, Gelen, „ringing" Gelen, G-Phase-Flüssigkeiten, Hexagonalphase-Feststoffen oder dicken Pasten. Die oberflächenaktiven Mittel können sprühgetrocknet, geflockt, extrudiert und dergleichen werden. Obwohl es für die Erfindung nicht entscheidend ist, können die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel "rein" oder in einem herkömmlichen Lösungsmittel wie Wasser, einem Alkohol oder Kohlenwasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht oder einem Gemisch davon hergestellt werden, um eine Lösung des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels herzustellen. Die Erfindung umfasst polymerisierbare oberflächenaktive Mittel als Salze in trockener Form und als wässrige Lösungen. Die polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel können durch Trocknen einer Lösung der oberflächenaktiven Mittel isoliert werden. Eine Lösung von polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln kann durch Lösen einer festen Form des polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittels (d. h. eines Aminsalzes) in Wasser, Alkohol oder Kohlenwasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht oder einem Gemisch davon hergestellt werden.
Erfindungsgemäße polymerisierbare oberflächenaktive Mittel können hergestellt und gemischt werden, um ein oberflächenaktives Gemisch herzustellen, das "reine" oberflächenaktive Mittel oder ein wässriges Tensidgemisch umfasst. Des weiteren können reine oder wässrige Gemische der polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel durch In-Kontakt-Bringen eines Gemisches aus zwei oder mehreren stickstoffhaltigen Basen mit einer Säure oder durch In-Kontakt-Bringen eines Gemisches aus zwei oder mehreren stickstoffhaltigen Basen mit einem Gemisch aus zwei oder mehreren Säuren hergestellt werden. Umgekehrt können Gemische der polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel durch In-Kontakt-Bringen eines Gemisches aus zwei oder mehreren Säuren mit einer stickstoffhaltigen Base oder durch In-Kontakt-Bringen eines Gemisches aus zwei oder mehreren Säuren mit einem Gemisch aus zwei oder mehreren stickstoffhaltigen Basen hergestellt werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten oberflächenaktiven polymerisierbaren Mittel können homopolymerisiert (d. h. mit sich selbst polymerisiert) oder teilweise homopolymerisiert werden, bevor sie bei der Polymerisation verwendet werden, um ein homopolymeres oberflächenaktives Mittel oder ein Gemisch von (einem) homopolymeren oberflächenaktiven Mittel(n) und polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln zu bilden.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Säuren sind im Allgemeinen Sulfonsäuren, Polysulfonsäuren, Sulfonsäuren von Ölen, Paraffinsulfonsäuren, Ligninsulfonsäuren, Petroleumsulfonsäuren, Tallölsäuren, Olefinsulfonsäuren, Hydroxyolefinsulfonsäuren, Polyolefinsulfonsäuren, Polyhydroxypolyolefinsulfonsäuren, Carbonsäuren, perfluorierte Carbonsäuren, Carbonsäuresulfonate, alkoxylierte Carbonsäuresulfonsäuren, Polycarbonsäuren, Polycarbonsäurepolysulfonsäuren, alkoxylierte Polycarbonsäurepolysulfonsäuren, Phosphorsäuren, alkoxylierte Phosphorsäuren, Polyphosphorsäuren und allcoxylierte Polyphosphorsäuren, fluorierte Phosphorsäuren, Phosphorsäureester von Ölen, Phosphinsäuren, Alkylphosphinsäuren, Aminophosphinsäuren, Polyphosphinsäuren, Vinylphosphinsäuren, Phosphonsäuren, Polyphosphonsäuren, Phosphonsäurealkylester, α-Phosphonofettsäuren, Organoaminpolymethylphosponsäuren, Organoaminodialkylenphosphonsäuren, Alkanolaminphosphonsäuren, Trialkylidenphosphonsäuren, Acylamidomethanphosphonsäuren, Alkyliminodimethylendiphosphonsäuren, Polymethylen-bis(nitrilodimethylen)tetraphosphonsäuren, Alkyl-bis(phosphonoalkyliden)aminoxidsäuren, Ester von substituierten Amino methylphosphonsäuren, Phosphonamidsäuren, acylierte Aminosäuren (wie Aminosäuren, die mit Alkylacylchloriden, Alkylestern oder Carbonsäuren umgesetzt wurden, um N-Acylaminosäuren herzustellen), N-Alkylacylaminosäuren und acylierte Proteinhydrolysate und Gemische davon.
Andere Säuren, die erfindungsgemäß verwendbar sind, sind ausgewählt aus der Gruppe, umfassend lineare oder verzweigte Alkylbenzolsulfonsäuren, Alkylschwefelsäureester, alkoxylierte Alkylschwefelsäureester, α-sulfonierte Alkylestersäuren, α-sulfonierte Esterdisäuren, alkoxylierte α-sulfonierte Alkylestersäuren, α-sulfonierte Dialkyldiestersäuren, di-α-sulfonierte Dialkyldiestersäuren, α-sulfonierte Alkylacetatsäuren, primäre und sekundäre Alkylsulfonsäuren, perfluorierte Alkylsulfonsäuren, Sulfobernsteinmono- und -diestersäuren, Polysulfobernsteinpolyestersäuren, Sulfoitacondiestersäuren, Sulfosuccinamidsäuren, Sulfobernsteinsäureamidsäuren, Sulfobernsteinsäureimidsäuren, Phthalsäuren, Sulfophthalsäuren, Sulfoisophthalsäuren, Phthalamidsäuren, Sulfophthalamidsäuren, Alkylketonsulfonsäuren, Hydroxyalkan-1-sulfonsäuren, Lactonsulfonsäuren, Sulfonsäureamide, Sulfonsäurediamide, Alkylphenolschwefelsäureester, alkoxylierte Alkylphenolschwefelsäureester, alkylierte Cycloalkylschwefelsäureester, alkoxylierte alkylierte Cycloalkylschwefelsäureester, dendritische Polysulfonsäuren, dendritische Polycarbonsäuren, dendritische Polyphosphorsäuren, Sarcosinsäuren, Isethionsäuren und Taurinsäuren und Gemische davon.
Noch andere geeignete Säuren für eine erfindungsgemäße Verwendung sind fluorierte Carbonsäuren, fluorierte Sulfonsäuren, fluorierte Sulfatsäuren, fluorierte Phosphon- und Phosphinsäuren und Gemische davon.
Bevorzugte Säuren für eine erfindungsgemäße Verwendung sind α-sulfonierte Alkylestersäuren, α-sulfonierte Esterdisäuren, alkoxylierte Alkylschwefelsäureester, alkoxylierte Alkylarylschwefelsäureester, Alkylarylsulfonsäuren und Gemische davon.
Aufgrund ihrer inhärenten hydrolytischen Instabilität werden die Schwefelsäureester vorzugsweise unmittelbar in ethylenisch ungesättigte Aminsalze umgewandelt. Beispielsweise wird linearer Dodecylalkohol mit SO₃ sulfatiert, um eine intermediäre, hydrolytisch instabile Dodecylalkoholsulfatsäure, wie nachstehend in Schema I gezeigt, herzustellen. Die intermediäre Säure wird mit einer ethyle nisch ungesättigten stickstoffhaltigen Base wie Allylamin neutralisiert, um ein Salz von Dodecylsulfat und ethylenisch ungesättigtem Amin herzustellen.
Schema I: Herstellung eines Salzes von Dodecylsulfat und ethylenisch ungesättigtem Amin

CH₃(CH₂)₁₁OH + SO₃ → [CH₃(CH₂)₁₁OSO₃H] + H₂NCH₂CH=CH₂ → [CH₃(CH₂)₁₁OSO₃]-[NH₃CH₂CH=CH₂]⁺

Beispielsweise kann Methyllaurat mit SO₃ sulfoniert werden, um eine intermediäre α-sulfonierte Laurylmethylestersäure, wie nachstehend in Schema II gezeigt, herzustellen. Diese Säure wird sodann mit einer ethylenisch ungesättigten stickstoffhaltigen Base wie Allylamin neutralisiert, um ein Salz von α-sulfoniertem Laurylmethylester und ethylenisch ungesättigtem Amin herzustellen. Ein Di-Salz von α-sulfoniertem Laurylmethylester und ethylenisch ungesättigtem Amin kann, wie nachstehend in Schema III gezeigt, hergestellt werden. Das Salz von α-sulfoniertem Laurylmethylester und ethylenisch ungesättigtem Amin und das Di-Salz von α-sulfonierter Laurylfettsäure und ethylenisch ungesättigtem Amin können als ein Gemisch, abhängig von den eingesetzten Sulfonierungsbedingungen, hergestellt werden. Das Verhältnis des ungesättigten Aminsalzes zu dem ungesättigten Amin-di-Salz wird einfach durch die Sulfonierungsbedingungen, die dem Fachmann bekannt sind, gesteuert.
Schema II: Herstellung eines Salzes von α-sulfoniertem Laurylmethylester und ethylenisch ungesättigtem Amin
Schema III: Herstellung eines Di-Salzes von α-sulfoniertem Laurylmethylester und ethylenisch ungesättigtem Amin
Ethylenisch ungesättigte Aminsalze von Sulfosuccinatestersäuren können durch Sulfitierung eines Bernsteinsäurealkyldiesters mit Natriumdisulfit, gefolgt von beispielsweise Ionenaustausch mit einer ethylenisch ungesättigten stickstoffhaltigen Base wie Allylamin, wie nachstehend in Schema IV gezeigt, hergestellt werden.
Schema IV: Herstellung eines Salzes von Sulfosuccinatester und ethylenisch ungesättigtem Amin
Die Salze von Sarcosinsäure und ethylenisch ungesättigten Amin werden durch die Amidierung einer Fettsäure, eines Fettsäurealkylesters oder eines Fettsäurechlorids mit Sarcosin, gefolgt von der Zugabe einer ethylenisch ungesättigten stickstoffhaltigen Base wie Allylamin, wie nachstehend in Schema V gezeigt, hergestellt. Gegebenenfalls und etwas weniger bevorzugt kann die ethylenisch ungesättigte stickstoffhaltige Base mit Sarcosin vereinigt werden, um das entsprechende Sarcosinsalz herzustellen, das sodann verwendet wird, um die Fettsäure, den Fettsäurealkylester oder das Fettsäurechlorid zu amidieren.
Schema V: Herstellung eines Salzes von Fettsarcosinatsäure und ethylenisch ungesättigtem Amin
Die Salze von Isethionsäure und ethylenisch ungesättigtem Amin können durch die Veresterung einer Fettsäure, eines Fettsäurealkylesters oder eines Fettsäurechlorids mit Isethionsäure, gefolgt von der Zugabe einer ethylenisch ungesättigten stickstoffhaltigen Base wie Allylamin, wie nachstehend in Schema VI gezeigt, hergestellt werden. Des weiteren können Salze von Isethionsäure und ethylenisch ungesättigtem Amin durch Veresterung einer Fettsäure, eines Fett säurealkylesters oder eines Fettsäurechlorids mit dem Natriumsalz von Isethionsäure, gefolgt von einem Ionenaustausch mit der ethylenisch ungesättigten stickstoffhaltigen Base wie Allylamin hergestellt werden. Gegebenenfalls können Isethionsäure oder deren Natriumsalz mit der ethylenisch ungesättigten stickstoffhaltigen Base wie Allylamin vereinigt werden, um das Isethionsäure-Allylamin-Salz herzustellen, das sodann mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid verestert werden kann.
Schema VI: Herstellung eines Salzes von Isethionsäure und ethylenisch ungesättigten Amin
Die bevorzugten Säuren für eine erfindungsgemäße Verwendung sind verzweigte oder lineare Alkylbenzolsulfonsäuren, Alkylschwefelsäureester, alkoxylierte Alkylschwefelsäureester, α-sulfonierte Alkylestersäuren, Fettcarbonsäuren und Phosphorsäureester und Gemische davon. Die am meisten bevorzugten erfindungsgemäßen Säuren sind verzweigte oder lineare Alkylbenzolsulfonsäuren, Alkylschwefelsäureester und alkoxylierte Alkylschwefelsäureester und Gemische davon.
Weitere geeignete Tenside für eine erfindungsgemäße Verwendung sind Sulfonsäuresalze von ethylenisch ungesättigten Aminen, die von Sulton-Vorläufern wie cyclischen Alkylsultonen abgeleitet sind. Beispiele für diese Sulton-abgeleiteten Sulfonsäuresalze (wie Allylaminsalze) umfassen 2-Acetamidoalkyl-1-sulfonate und Aminocarbonsäurealkylsulfonate, wie in den nachstehenden Schemata VII und VIII gezeigt. Schema VII: 2-Acetamidoalkyl-1-sulfonsäure-Allylamin-Salze
worin R eine C_4-24-Alkylgruppe ist. Schema VIII Aminocarbonsäurealkylsulfonsäure-Allylamin-Salze
worin R eine C_4-24-Alkylgruppe ist.
Die vorstehenden Tenside sind für die erfindungsgemäß verwendbaren Tenside beispielhaft. Der Fachmann wird andere Tenside kennen, die verwendet werden können, um polymerisierbare oberflächenaktive Mittel herzustellen, die zum Herstellen von CASE-Materialien verwendbar sind.
Stickstoffhaltige Base
Im Allgemeinen sind die erfindungsgemäß geeigneten stickstoffhaltigen Basen stickstoffhaltige Basen, die einen ethylenisch ungesättigten Rest enthalten, einschließlich verschiedener Vinylamine. Erfindungsgemäß geeignete stickstoffhaltige Basen sind Verbindungen der Formel

worin R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder organische Gruppen mit mindestens einer Ethenylengruppe sind, mit der Maßgabe, dass mindestens eine der R₁-R₃-Gruppen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1–8 Kohlenstoffatomen und einer Ethenylen-Funktionalität ist.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare stickstoffhaltige Basen sind ethylenisch ungesättigte Amine, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Vinylamin, N-Methyl-N-allylamin, C₁-C₂₄-Alkylallylamin, C₁-C₂₄-Alkyl-ethoxyliertes und/oder propoxyliertes Allylamin, C₁-C₂₄-Dialkylallylamin, ethoxyliertes und/oder propoxyliertes Allylamin, Diallylamin, C₁-C₂₄-Alkyldiallylamin, ethoxyliertes und/oder propoxyliertes Diallylamin, Triallylamin, 1,2-Diaminoethen, Aminocrotonitril, Diaminomaleonitril, N-Allylcyclopentylamin, N-Allylanilin, Allylcyclohexylamin, [1-(2-Allylphenaxy)-3-(isopropylamino)-2-propanol], 3-Amino-2-butenthioamid, Bis[4-(dimethylamino)benzyliden]aceton, 1,4-Butandiolbis(3-aminocrotonat), 3-Amino-1-propanolvinylether, 2-(Diethylamino)ethanolvinylether, 4-(Diethylamino)cinnamaldehyd, 4-(Diethylamino)cinnamonitril, 2-(Diethylamino)ethylmethacrylat, Diethyl(6-methyl-2-pyridylaminomethylen)maleat, 3-(Dimethylamino)acrolein, 2-(Dimethylamino)ethylmethacrylat, 4-Dimethylaminocinnamaldehyd, 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, 3-(Dimethylamino)-2-methyl-2-propenal, 9-Vinylcarbazol, N-Vinylcaprolactam, 1-Vinylimidazol, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, Allylcyclohexylamin, N-Allylcyclopentylamin, Allyl(diisopropylamino)dimethylsilan, 1-Allylimidazol, 1-Vinyl-2-pyrrolidinon, N-[3-(Dimethylamino)propyl]methacrylamid, 4-[4-(Dimethylamino)styryl]pyridin, 2-(4-(Dimethylamino)styryl]pyridin, 2-[4-(1,2-Diphenyl-1-butenyl)phenoxy]-N,N-dimethylethylamin, 2-[4-(Dimethylamino)styryl]benzothiazol, 5-[4-(Dimethylamino)phenyl]-2,4-pentandienal, (Dimethylaminomethylen)malononitril, 4-Dimethylaminocinnamonitril, 4-(Dimethylamino)chalcon, [6-(3,3-Dimethylallylamino)purin]ribosid, 3,7-Dimethyl-2,6-octadien-1-ylamin, 2-Isopropenylanilin, Isopropyl-3-aminocrotonat, S-{2-[3-(Hexyloxy)benzoyl]vinyl}glutathion, Methyl-3-aminocrotonat, N-Methylallylamin, N-Methyl-1-(methylthio)-2-nitroethenamin, Oleylamin, Tetrakis(dimethylamino)ethylen, 5-[(6,7,8-Trimethoxy-4-chinazolinyl)amino]-1-pentanolnitratester, Tris(2-methylallyl)amin, N,N,N',N'-Tetramethyl-2-buten-1,4-diamin, S-{2-[3-(Octyloxy)benzoyl]vinyl}glutathion, 4,4'-Vinyliden-(N,N-dimethylanilin), 2',5'-Dimethoxy-4-stilbenamin, 3-(Dimethylamino)propylacrylat, 3-Dimethylaminoacrylnitril, 4-(Dimethylamino)zimtsäure, 2-Amino-1propen-1,1,3-tricarbonitril, 2-Amino-4-pentensäure, N,N'-Diethyl-2-buten-1,4-diamin, 10,11-Dihydro-N,N-dimethyl-5-methylen-5H-dibenzo[a,d]cyclohepten- 10-ethanaminmaleat, 4-(Dicyanmethylen)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran, N-Ethyl-2-methylallylamin, Ethyl-3-aminocrotonat, Ethyl-α-cyan-3-indolacrylat, Ethyl-3-amino-4,4-dicyan-3-butenoat, 1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazan, N-(4,5-Dihydro-5-oxo-1-phenyl-1H-pyrazol-3-yl)-9-octadecenamid und N-Oleoyltryptophanethylester und Gemische davon.
Bevorzugte erfindungsgemäße stickstoffhaltige Basen sind Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methylallylamin, N-Allyl-N,N-dimethylamin, Methyl-3-aminocrotonat, 3-Aminocrotononitril, 3-Amino-1-propanolvinylether, N-Methyl-N-allylamin, 2-(Dimethylamino)ethylacrylat oder 1,4-Diamino-2-buten und Gemische davon. Mehr bevorzugte erfindungsgemäße stickstoffhaltige Basen sind Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin und 2-(Dimethylamino)ethylacrylat und Gemische davon.
In den erfindungsgemäßen Verfahren und Zusammensetzungen sind Aminsalze gegenüber quaternären Ammoniumverbindungen bevorzugt.
Dementsprechend werden erfindungsgemäß oberflächenaktive Mittel der Formel (R₁)_n-Ar(SO₃ ^–M⁺)_m eingesetzt, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, oder ein Gemisch davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, n eine ganze Zahl von 1–5 ist und m eine ganze Zahl von 1–8 ist und die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen, dargestellt durch (R₁)_n, mindestens 5 beträgt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen, Ar ist eine Phenylgruppe, M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und n weist den Wert 1 auf und m weist den Wert 1 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 4–18 aufweist und R' ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–8 Kohlenstoffatomen ist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel (R₁)_n1-{Ar(SO₃ ^–M⁺)_m1}-O-{Ar(SO₃ ^–M⁺)_m2}-(R₂)_n2 verwendet, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, oder ein Gemisch davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, n1 und n2 unabhängig voneinander den Wert 0–5 aufweisen, mit der Maßgabe, dass n1 und n2 nicht beide den Wert 0 aufweisen, und worin m 1 und m2 unabhängig voneinander den Wert 0–8 aufweisen, mit der Maßgabe, dass m 1 und m2 nicht beide den Wert 0 aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ ein Wasserstoffatom und R₂ ist eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, Ar ist eine Phenylgruppe, M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n1 weist den Wert 4 auf, n2 weist den Wert 1 auf und m1 und m2 weisen beide den Wert 1 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen, Ar ist eine Phenylgruppe, M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methylallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n1 und n2 weisen beide den Wert 1 auf und m1 und m2 weisen beide den Wert 1 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n und n' unabhängig voneinander einen Wert von 4–18 aufweisen und R' und R'' unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppen sind.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)CO₂R₂ verwendet, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen, R₂ ist eine Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppe, oder ein Gemisch davon, und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n einen Wert von 3–18 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)CO₂M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 3–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n einen Wert von 3–18 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)C(O)O(CH₂CH(R')O)_nR₂ verwendet, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 4–24 Kohlenstoffatomen, R' ist eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom, R₂ ist eine Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppe, und Gemische davon, M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und n weist einen Wert von 1–100 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 2–18 aufweist und n2 einen Wert von 1–20 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁-(SO₃ ^–M⁺) verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n einen Wert von 5–17 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁CO₂(CH₂)_nCH(SO₃ ^–M⁺)CO₂R₂ verwendet, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, n Null oder eine ganze Zahl von 1–10 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen, n hat einen Wert von 1–6 und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 Null oder eine ganze Zahl von 1–17 ist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁CO₂(CH₂)_nSO₃ ^–M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, n einen Wert von 1–10 aufweist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen, n hat einen Wert von 1–5 und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe im Wesentlichen bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, oder ein Gemisch davon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 2–18 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel (R₁)_n-Ar-O(CH₂CH(R')O)_mSO₃ ^–M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, und Gemische davon, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, n einen Wert von 1–5 aufweist, die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen, dargestellt durch (R₁)_n, mindestens 5 beträgt und m Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen, Ar ist eine Phenylgruppe, M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n weist den Wert 1 auf und m ist Null oder eine ganze Zahl von 1–100. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 5–18 aufweist und n2 einen Wert von 0–20 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁O(CH₂CH(R')O)_nSO₃ ^–M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n einen Wert von 0–100 aufweist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen, R' ist eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom, n weist einen Wert von 0–100 auf, und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 5–18 aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 5–18 aufweist und n einen Wert von 1–20 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁CO₂ ^–M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 4–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen und M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n einen Wert von 5–18 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁CON(R')(CH₂)_nCO₂ ^–M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist und n einen Wert von 1–10 aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, R' ist eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom und n weist einen Wert von 2–5 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 2–18 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁CON(R')(CH₂)_nSO₃M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist und n einen Wert von 1–10 aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, R' ist eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom und n weist einen Wert von 2–5 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 2–18 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁O(CH₂CH(R')O)_nCOOH₂SO₃ ^–M⁺ verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n einen Wert von 0–100 aufweist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen, R' ist eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom, M⁺ ist eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base, wobei die stickstoffhaltige Base ausge wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und n weist einen Wert von 0–100 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das oberflächenaktive Mittel die Formel
auf, worin n1 einen Wert von 5–17 aufweist und n einen Wert von 0–20 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel R₁O(PO₃)^x–M⁺ _y verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte Phenyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polyphenyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Naphthyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polynaphthyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Styrol- oder eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polystyrolgruppe ist, und Gemische davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel [R₁O(CH₂CH(R')O)_m]_nP(O)_p ^x–M⁺ _y verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, m einen Wert von 0–100 aufweist, n den Wert 1 oder 2 aufweist, p den Wert 2 oder 3 aufweist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Erfindungsgemäß werden ferner oberflächenaktive Mittel der Formel [(R₁)_nArO(CH₂CH(R')O)_m]_qP(O)_p ^x–M⁺ _y verwendet, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n den Wert 1–4 aufweist, m einen Wert von 0–100 aufweist, q den Wert 1 oder 2 aufweist, p den Wert 2 oder 3 aufweist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Obwohl es weniger bevorzugt ist, können erfindungsgemäß polymerisierbare oberflächenaktive Mittel verwendet werden, die quaternäre Ammoniumsalze der allgemeinen Formel
sind, worin R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte Hydrocarbylgruppen mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen oder Hydrocarbylgruppen mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren aromatischen Resten, Ether-, Ester-, Amido- oder Aminoresten sind, die als Substituenten oder Bindungen in der Kette des Rests vorliegen, wobei mindestens eine der R₁-R₄-Gruppen mindestens eine oder mehrere Ethenylengruppen enthält, und X^– eine Anionengruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sulfonat-, Sulfat-, Sulfinat-, Sulfenat-, Phosphat-, Carboxylat-, Nitrat- und Acetatgruppen. Des weiteren umfassen geeignete polymerisierbare oberflächenaktive Mittel diejenigen der vorstehenden allgemeinen Formel, die in Form von Ringstrukturen vorliegen, die durch kovalentes Verbinden von zwei der R₁-R₄-Gruppen gebildet werden. Beispiele umfassen ungesättigte Imidazoline, Imidazolium- und Pyridiniumverbindungen und dergleichen. Diese quaternären Ammoniumsalze können durch eine Vielzahl von bekannten Verfahren hergestellt werden, z. B. durch Halogenaustausch, wobei eine auf einem Halogen basierende quaternäre Ammoniumverbindung mit X^– einem Ionenaustausch unterzogen wird, wobei X^– vorstehend definiert ist.
Erfindungsgemäß sind Aminoxid-abgeleitete polymerisierbare oberflächenaktive Mittel umfasst, die, wie in Schema IX gezeigt, hergestellt werden, wobei R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte Hydrocarbylgruppen mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen oder Hydrocarbylgruppen mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren aromatischen Resten, Ether-, Ester-, Amido- oder Aminoresten sind, die als Substituenten oder Bindungen in der Kette des Rests vorliegen, wobei mindestens eine der R₁-R₃-Gruppen mindestens eine oder mehrere Ethenylengruppen enthält und X^– eine Anionengruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sulfonat-, Sulfat-, Sulfinat-, Sulfenat-, Phosphat-, Carboxylat-, Nitrat- und Acetatgruppen. Weitere geeignete polymerisierbare oberflächenaktive Mittel umfassen diejenigen der vorstehenden allgemeinen Formel in Form von Ringstrukturen, die durch kovalentes Verbinden von zwei der R₁-R₄-Gruppen gebildet werden. Beispiele umfassen ungesättigte Imidazoline, Imidazolium- und Pyridiniumverbindungen und dergleichen.
Schema IX: Aminoxid-abgeleitete polymerisierbare oberflächenaktive Mittel
Erfindungsgemäß sind ferner quaternäre Halogen-abgeleitete polymerisierbare oberflächenaktive Mittel umfasst, die wie in Schema X gezeigt gebildet werden, worin R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte Hydrocarbylgruppen mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen oder Hydrocarbylgruppen mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren aromatischen Resten, Ether-, Ester-, Amido- oder Aminoresten sind, die als Substituenten oder Bindungen in der Kette des Rests vorliegen, wobei mindestens eine der R₁-R₃-Gruppen mindestens eine oder mehrere Ethenylengruppen enthält und X^– eine Anionengruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sulfonat-, Sulfat-, Sulfinat-, Sulfenat-, Phosphat-, Carboxylat-, Nitrat- und Acetatgruppen. Des weiteren umfassen geeignete polymerisierbare oberflächen aktive Mittel diejenigen der vorstehenden allgemeinen Formel in der Form von Ringstrukturen, die durch kovalentes Verbinden von zwei der R₁-R₄-Gruppen gebildet werden. Beispiele umfassen ungesättigte Imidazoline, Imidazolium- und Pyridiniumverbindungen und dergleichen.
Die Erfindung umfasst ferner polymerisierbare Oniumverbindungen, insbesondere Ammoniumsalze, Sulfoniumsalze, Sulfoxoniumsalze, Oxoniumsalze, Nitroniumsalze und Phosphoniumsalze von verschiedenen Anionen, einschließlich z. B. Anionengruppen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Sulfonat, Sulfat, Sulfinat, Sulfenat, Phosphat, Carboxylat, Nitrat, Acetat und verschiedenen Halogeniden, wobei die Oniumverbindung mindestens eine Ethenylen-Funktionalität enthält.
"Reverse" polymerisierbare oberflächenaktive Mittel
Obwohl etwas weniger bevorzugt, können die polymerisierbaren erfindungsgemäß verwendeten oberflächenaktiven Mittel "reverse" polymerisierbare oberflächenaktive Mittel sein. Reverse polymerisierbare oberflächenaktive Mittel sind Aminsalze oder quaternäre Stickstoffverbindungen, umfassend (1) mindestens eine ethylenisch ungesättigte Säure, wobei die Säure mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält und eine Sulfonsäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und (2) mindestens eine im Wesentlichen gesättigte stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und eine C₁-C₂₄-Alkylgruppe enthält. Unter im Wesentlichen gesättigte stickstoffhaltige Base wird verstanden, dass die stickstoffhaltige Base weniger als etwa 5% Ungesättigtheit in der (den) Alkylgruppe(n) enthält.
Im Allgemeinen sind die erfindungsgemäßen ethylenisch ungesättigten Säuren eine jegliche Sulfonsäure, Carbonsäure oder Phosphorsäure, die mindestens eine ungesättigte Gruppe enthält. Mehr spezifisch sind die ethylenisch ungesättigten erfindungsgemäß verwendbaren Säuren im Allgemeinen Vinylsulfonsäuren, Vinylsulfinsäuren, Vinylsulfensäuren, Vinylsulfonsäureester, Vinylcarbonsäuren, Vinylphosphorsäuren, Vinylphosphonsäuren, Vinylphosphinsäuren, Vinylphosphensäuren, ungesättigte Sulfonsäuren, ungesättigte Polysulfonsäuren, ungesättigte Sulfonsäuren von Ölen, ungesättigte Paraffinsulfonsäuren, ungesättigte Ligninsulfonsäuren, ungesättigte Petroleumsulfonsäuren, ungesät tigte Tallölsäuren, ungesättigte Olefinsulfonsäuren, ungesättigte Hydroxyolefinsulfonsäuren, ungesättigte Polyolefinsulfonsäuren, ungesättigte Polyhydroxypolyolefinsulfonsäuren, ungesättigte Carbonsäuren, ungesättigte perfluorierte Carbonsäuren, ungesättigte Carbonsäuresulfonate, ungesättigte alkoxylierte Carbonsäuresulfonsäuren, ungesättigte Polycarbonsäuren, ungesättigte Polycarbonsäurepolysulfonsäuren, ungesättigte alkoxylierte Polycarbonsäurepolysulfonsäuren, ungesättigte Phosphorsäuren, ungesättigte alkoxylierte Phosphorsäuren, ungesättigte Polyphosphorsäuren und ungesättigte alkoxylierte Polyphosphorsäuren, ungesättigte fluorierte Phosphorsäuren, ungesättigte Phosphorsäureester von Ölen, ungesättigte Phosphinsäuren, ungesättigte Alkylphosphinsäuren, ungesättigte Aminophosphinsäuren, ungesättigte Polyphosphinsäuren, ungesättigte Vinylphosphinsäuren, ungesättigte Phosphonsäuren, ungesättigte Polyphosphonsäuren, ungesättigte Phosphonsäurealkylester, ungesättigte α-Phosphonofettsäuren, ungesättigte Organoaminpolymethylphosphonsäuren, ungesättigte Organoamindialkylenphosphonsäuren, ungesättigte Alkanolaminphosphonsäuren, ungesättigte Trialkylidenphosphonsäuren, ungesättigte Acylamidomethanphosphonsäuren, ungesättigte Alkyliminodimethylendiphosphonsäuren, ungesättigte Polymethylenbis(nitrilodimethylen)tetraphosphonsäuren, ungesättigte Alkylbis(phosphonoalkyliden)aminoxidsäuren, ungesättigte Ester von substituierten Aminomethylphosphonsäuren, ungesättigte Phosphonamidinsäuren, ungesättigte acylierte Aminosäuren (z. B. Aminosäuren, die mit Alkylacylchloriden, Alkylestern oder Carbonsäuren umgesetzt wurden, um N-Acylaminosäuren herzustellen), ungesättigte N-Alkylacylaminosäuren und ungesättigte acylierte Proteinhydrolysate und Gemische davon.
Andere ethylenisch ungesättigte Säuren, die erfindungsgemäß verwendbar sind, werden ausgewählt aus der Gruppe, umfassend ungesättigte lineare oder verzweigte Alkylbenzolsulfonsäuren, ungesättigte Alkylschwefelsäureester, ungesättigte alkoxylierte Alkylschwefelsäureester, ungesättigte α-sulfonierte Alkylestersäuren, ungesättigte α-sulfonierte Esterdisäuren, ungesättigte alkoxylierte α-sulfonierte Alkylestersäuren, ungesättigte α-sulfonierte Dialkyldiestersäuren, ungesättigte di-α-sulfonierte Dialkyldiestersäuren, ungesättigte α-sulfonierte Alkylacetatsäuren, ungesättigte primäre und sekundäre Alkylsulfonsäuren, ungesättigte perfluorierte Alkylsulfonsäuren, ungesättigte Sulfobernsteinsäuremono- und -diestersäuren, ungesättigte Polysulfobernsteinsäurepolyestersäuren, ungesättigte Sulfoitaconsäurediestersäuren, ungesättigte Sulfosuccinamidsäuren, ungesättigte Sulfobernsteinsäureamidsäuren, ungesättigte Sulfobern steinsäureimidsäuren, ungesättigte Phthalsäuren, ungesättigte Sulfophthalsäuren, ungesättigte Sulfoisophthalsäuren, ungesättigte Phthalamidsäuren, ungesättigte Sulfophthalamidsäuren, ungesättigte Alkylketonsulfonsäuren, ungesättigte Hydroxyalkan-1-sulfonsäuren, ungesättigte Lactonsulfonsäuren, ungesättigte Sulfonsäureamide, ungesättigte Sulfonsäurediamide, ungesättigte Alkylphenolschwefelsäureester, ungesättigte alkoxylierte Alkylphenolschwefelsäureester, ungesättigte alkylierte Cycloalkylschwefelsäureester, ungesättigte alkoxylierte alkylierte Cycloalkylschwefelsäureester, ungesättigte dendritische Polysulfonsäuren, ungesättigte dendritische Polycarbonsäuren, ungesättigte dendritische Polyphosphorsäuren, ungesättigte Sarcosinsäuren, ungesättigte Isethionsäuren und ungesättigte Taurinsäuren und Gemische davon.
Zusätzlich umfassen geeignete erfindungsgemäße ethylenisch ungesättigte Säuren ungesättigte fluorierte Carbonsäuren, ungesättigte fluorierte Sulfonsäuren, ungesättigte fluorierte Sulfatsäuren, ungesättigte fluorierte Phosphon- und Phosphinsäuren und Gemische davon.
Im Allgemeinen sind die erfindungsgemäßen im Wesentlichen gesättigten stickstoffhaltigen Basen jegliche Basen, die mindestens ein Stickstoffatom enthalten und zur Bildung eines Satzes mit der ethylenisch ungesättigten Säure fähig sind. Die gesättigten stickstoffhaltigen Basen, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, umfassen jegliche primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, die mindestens eine C₁-C₂₄-Alkylgruppe aufweisen. Vorzugsweise weisen die Alkylgruppen solcher Amine etwa 12 bis etwa 22 Kohlenstoffatome auf und können substituiert oder unsubstituiert sein. Solche Amine umfassen z. B. Stearamidopropyldimethylamin, Diethylaminoethylstearamid, Dimethylstearamin, Dimethylsojamin, Sojamin, Myristylamin, Tridecylamin, Ethylstearylamin, N-Talgpropandiamin, ethoxyliertes (5 mol E. O.) Stearylamin, Dihydroxyethylstearylamin und Arachidylbehenylamin und Gemische davon.
Zusätzliche polymerisierbare oberflächenaktive Mittel
Die Erfindung umfasst die Verwendung von zusätzlichen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln, d. h. bekannten polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln, zusammen mit den polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln, homopolymeren oberflächenaktiven Mitteln und hierin beschriebenen ergänzenden oberflächenaktiven Mitteln. Beispiele für zusätzliche polymerisierbare ober flächenaktive Mittel, die erfindungsgemäß verwendbar sind, sind nachstehend in der Tabelle I gezeigt.
Weitere zusätzliche polymerisierbare Tenside, die hier verwendbar sind, sind beispielsweise allgemein in Polymerizable Surfactants, Guyot A., Current Opinions in Colloid and Surface Science, 1996, Seiten 580–585; Reactive Surfactants in Emulsion Polymerization, Guyot A. et al.; Advances in Polymer Science, Bd. 11, Springer-Verlag, Berlin, 1994, Seiten 43–65, und Polymerizable Surfactant, Holmberg K., Progress in Organic Coatings, 20 (1992), 325–337, beschrieben.
Ergänzende oberflächenaktive Mittel
Aufgrund ihrer Wanderungstendenz ist es im Allgemeinen von Vorteil, keine herkömmlichen, nicht-polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel erfindungsgemäß zu verwenden. Jedoch können, falls gewünscht, die erfindungsgemäßen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel in der Polymerisation zusammen mit kleineren Mengen herkömmlicher Polymerisationstenside, d. h. ergänzender oberflächenaktiver Mittel, die nicht polymerisierbar sind, verwendet werden. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, können diese ergänzenden oberflächenaktiven Mittel eine Variation der Partikelgröße der sich ergebenden getrennten festen Polymerpartikel erlauben. Die ergänzenden oberflächenaktiven Mittel sind im Allgemeinen anionische, nicht-ionische, kationische oder amphotere Tenside oder Gemische davon und werden typischerweise in einer Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 20,0 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der oberflächenaktiven Mittel (d. h. sowohl der polymerisierbaren als auch nichtpolymerisierbaren) verwendet. Etwas mehr bevorzugt werden die ergänzenden oberflächenaktiven Mittel in einer Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 5,0 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der oberflächenaktiven Mittel (d. h. sowohl der polymerisierbaren als auch der nicht-polymerisierbaren) verwendet.
Geeignete ergänzende nicht-ionische oberflächenaktive Mittel sind allgemein in der US-PS 3,929,678 , Laughlin et al., erteilt am 30. Dezember 1975, in Spalte 13, Zeile 14 bis Spalte 16, Zeile 6, beschrieben. Im Allgemeinen wird das ergänzende nicht-ionische oberflächenaktive Mittel ausgewählt aus der Gruppe, umfassend polyoxyethylenierte Alkylphenole, polyoxyethylenierte geradkettige Alkohole, polyoxyethylenierte verzweigtkettige Alkohole, polyoxyethylenierte Polyoxypropylenglykole, polyoxyethylenierte Mercaptane, Fettsäureester, Glycerylfettsäureester, Polyglycerylfettsäureester, Propylenglykolester, Sorbitolester, polyoxyethylenierte Sorbitolester, Polyoxyethylenglykolester, polyoxyethylenierte Fettsäureester, primäre Alkanolamide, ethoxylierte primäre Alkanolamide, sekundäre Alkanolamide, ethoxylierte sekundäre Alkanolamide, tertiäre acetylenische Glykole, polyoxyethylenierte Silikone, N-Alkylpyrrolidone, Alkylpolyglykoside, Alkylpolysaccharide, EO-PO-Blockpolymere, Polyhydroxyfettsäureamide, Aminoxide und Gemische davon. Ferner sind beispielhafte nicht begrenzende Klassen von geeigneten ergänzenden nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln nachstehend aufgeführt:

1. Die Polyethylen-, Polypropylen- und Polybutylenoxid-Kondensate von Alkylphenolen. Im Allgemeinen sind die Polyethylenoxid-Kondensate bevorzugt. Diese Verbindungen umfassen die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer Alkylgruppe, die etwa 6–12 Kohlenstoffatome in entweder einer geradkettigen oder verzweigten Konfiguration enthält, mit dem Alkylenoxid. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Ethylenoxid in einer Menge von etwa 1 bis etwa 25 mol Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol vor. Käuflich verfügbare nichtionische Tenside dieses Typs umfassen Igepal^® CO-630, das von Stepan Company, Canada, vertrieben wird, und Triton^® X-45, X-114, X-100 und X-102, die alle von der Union Carbide Company vertrieben werden.
2. Die Kondensationsprodukte von aliphatischen Alkoholen mit etwa 1 bis etwa 25 mol Ethylenoxid. Die Alkylkette des aliphatischen Alkohols kann entweder gerade oder verzweigt, primär oder sekundär sein und enthält im Allgemeinen etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatome. Besonders bevorzugt sind die Kondensationsprodukte von Alkoholen mit einer Alkylgruppe, die etwa 6 bis etwa 11 Kohlenstoffatome enthält, mit etwa 2 bis etwa 10 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol. Beispiele für käuflich verfügbare nicht-ionische Tenside dieses Typs umfassen Tergitol^® 15-S-9 (die Kondensationsprodukte von C₁₁-C₁₅ linearem Alkohol mit 9 mol Ethylenoxid), Tergitol^® 24-L-6 NMW (die Kondensationsprodukte von C₁₂-C₁₄-primärem Alkohol mit 6 mol Ethylenoxid mit einer engen Molekulargewichtsverteilung), die beide von der Union Carbide Corporation vertrieben werden, Neodol^® 91-8 (das Kondensationsprodukt von C₉-C₁₁-linearem Alkohol mit 8 mol Ethylenoxid), Neodol^® 23-6,5 (das Kondensationsprodukt von C₁₂-C₁₃-linearem Alkohol mit 6,5 mol Ethylenoxid), Neodol^® 45-7 (das Kondensationsprodukt von C₁₄-C₁₅-linearem Alkohol mit 7 mol Ethylenoxid), Neodol^® 91-6 (das Kondensationsprodukt von C₉-C₁₁-linearem Alkohol mit 6 mol Ethylenoxid), vertrieben von der Shell Chemical Company, und Kyro^® EOB (das Kondensationsprodukt von C₁₃-C₁₅-linearem Alkohol mit 9 mol Ethylenoxid), vertrieben von der Procter und Gamble Company.
3. Die Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Base, die durch die Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol hergestellt wird. Der hydrophobe Teil dieser Verbindungen weist vorzugsweise ein Molekulargewicht von etwa 1500 bis etwa 1880 auf und zeigt eine Wasserunlöslichkeit. Das Anfügen von Polyoxyethylenresten zu diesem hydrophoben Teil erhöht die Wasserlöslichkeit des Moleküls insgesamt und der Flüssigkeitscharakter des Produkts wird bis zu dem Punkt beibehalten, bei dem der Polyoxyethylengehalt etwa 50% des Gesamtgewichts des Kondensationsprodukts beträgt, was einer Kondensation mit bis zu etwa 40 mol Ethylenoxid entspricht. Beispiele für Verbindungen dieses Typs umfassen bestimmte der käuflich verfügbaren Pluronic^®-Tenside, vertrieben von BASF.
4. Die Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit dem Produkt, das sich aus einer Umsetzung von Propylenoxid und Ethylendiamin ergibt. Die hydrophobe Gruppe dieser Produkte besteht aus dem Reaktionsprodukt von Ethylendiamin und überschüssigem Propylenoxid und weist im Allgemeinen ein Molekulargewicht von etwa 2500 bis etwa 3000 auf. Diese hydrophobe Gruppe wird mit Ethylenoxid bis zu dem Maß kondensiert, so dass das Kondensationsprodukt etwa 40 bis etwa 80 Gew.-% Polyoxyethylen enthält und ein Molekulargewicht von etwa 5000 bis etwa 11000 aufweist. Beispiele dieses Typs von nichtionischem Tensid umfassen bestimmte der käuflich verfügbaren Tetronic^®-Verbindungen, die von der BASF vertrieben werden.
5. Semi-polare nicht-ionische Tenside sind eine spezielle Gruppe ergänzender nicht-ionischer oberflächenaktiver Mittel, die wasserlösliche Aminoxide mit einer Alkylgruppe mit etwa 10 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen und zwei Gruppen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen mit etwa 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen, und wasserlösliche Sulfoxide mit Alkylgruppen mit etwa 10 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, und einer Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen mit etwa 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen, umfassen.
6. Alkylpolysaccharide, die in der US-PS 4,565,647 , Lenado, erteilt am 21. Januar 1986, beschrieben sind und eine hydrophobe Gruppe mit etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 16 Kohlenstoffatomen, und eine hydrophile Polysaccharid- wie eine Polyglucosidgruppe mit etwa 1,3 bis etwa 10, vorzugsweise etwa 1,3 bis etwa 3, am meisten bevorzugt etwa 1,3 bis etwa 2,7 Saccharid-Einheiten aufweisen. Jegliche reduzierende Saccharide mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen können verwendet werden, z. B. können die Glucosylreste gegen Glucose-, Galactose- und Galactosylreste ersetzt werden. (Gegebenenfalls ist die hydrophobe Gruppe an die 2-, 3-, 4-Positionen, usw. gebunden, wodurch sich eine Glucose oder eine Galactose ergibt, im Gegensatz zu einem Glucosid oder Galactosid.) Die Intersaccharid-Bindungen können beispielsweise zwischen der einen Position der zusätzlichen Saccharideinheiten und den 2-, 3-, 4- und/oder 6-Positionen an den vorhergehenden Saccharideinheiten vorliegen.
7. Ein Ethylesterethoxylat und/oder -alkoxylat wie diejenigen, die in der US-PS 5,220,046 beschrieben sind. Diese Materialien können gemäß den in der japanischen Kokai-Patentanmeldung Nr. HEI 5 [1993]-222396 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel können sie durch eine Ein-Schritt-Kondensationsreaktion zwischen einem Alkylester und einem Alkylenoxid in Gegenwart einer katalytischen Menge an Magnesium zusammen mit einem weiteren Ion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al⁺³, Ga⁺³, In⁺³, Co⁺³, Sc⁺³, La⁺³ und Mn⁺³, hergestellt werden. Gegebenenfalls und weniger wünschenswert kann eine Polyalkylenoxidkette vorliegen, die die hydrophobe Gruppe und die Polysaccharidgruppe verbindet. Das bevorzugte Alkylenoxid ist Ethylenoxid. Typische hydrophobe Gruppen umfassen Alkylgruppen, die entweder gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder nicht-verzweigt sind und etwa 8 bis etwa 18, vorzugsweise etwa 12 bis etwa 14 Kohlenstoffatome enthalten. Unter der Verwendung der Konvention der US-PS 5,220,046 weist n einen Wert von 2 oder 3, vorzugsweise 2 auf, t weist einen Wert von etwa 0 bis etwa 10, vorzugsweise 0 auf und x weist einen Wert von etwa 1,3 bis etwa 10, vorzugsweise etwa 1,3 bis 3, am meisten bevorzugt etwa 1,3 bis etwa 2,7 auf. Das Glykosyl ist vorzugsweise von Glucose abgeleitet. Um diese Verbindungen herzustellen, wird zuerst der Alkohol oder Alkylpolyethoxyalkohol hergestellt und sodann mit Glucose oder einer Glucosequelle für die Herstellung des Glucosids (Bindung an der 1-Position)umgesetzt. Die weiteren Glcosyleinheiten können sodann mittels ihrer 1-Position und der 2-, 3-, 4- und/oder 6-Position der vorhergehenden Glykosyleinheiten, vorzugsweise vorwiegend der 2-Position angefügt werden.

Beispiele für geeignete ergänzende amphotere oberflächenaktive Mittel sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkylglycinate, Propionate, Imidazoline, Amphoalkylsulfonate, die von Rhone Poulenc als "Miranol^®" vertrieben werden, N-Alkylaminopropionsäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, Imidazolincarboxylate, N-Alkylbetaine, Amidopropylbetaine, Sarcosinate, Cocoamphocarboxyglycinate, Aminoxide, Sulfobetaine, Sultaine und Gemische davon. Weitere geeignete amphotere Tenside umfassen Cocoamphoglycinat, Cocoamphocarboxyglycinat, Lauramphocarboxyglycinat, Cocoamphopropionat, Lauramphopropionat, Stear amphoglycinat, Cocoamphocarboxypropionat, Talgamphopropionat, Talgamphoglycinat, Oleoamphoglycinat, Caproamphoglycinat, Caprylamphopropionat, Caprylamphocarboxyglycinat, Cocoylimidazolin, Laurylimidazolin, Stearylimidazolin, Behenylimidazolin, Behenylhydroxyethylimidazolin, Caprylamphopropylsulfonat, Cocamphopropylsulfonat, Stearamphopropylsulfonat, Oleoamphopropylsulfonat und dergleichen.
Beispiele für ergänzende Aminoxid-oberflächenaktive Mittel, die allgemein für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, sind Alkylamin und Amidoaminoxide. Beispiele für ergänzende Betain- und Sultain-oberfächenaktive Mittel, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, sind Alkylbetaine und Sultaine, die als "Mirataine^®" von Rhone Poulenc und "Lonzaine^®" von Lonza, Inc., Fairlawn, N. J., verkauft werden. Beispiele für ergänzende Betaine und Sultaine sind Cocobetain, Cocoamidoethylbetain, Cocoamidopropylbetain, Laurylbetain, Lauramidopropylbetain, Palmamidopropylbetain, Stearamidopropylbetain, Stearylbetain, Cocosultain, Laurylsultain, Talgamidopropylhydroxysultain und dergleichen.
Beispiele für ergänzende kationische oberflächenaktive Mittel, die erfindungsgemäß geeignet sind, sind Fettaminsalze, Fettdiaminsalze, Polyaminsalze, quaternäre Ammoniumverbindungen, polyoxyethylenierte Fettamine, quaternisierte polyoxyethylenierte Fettamine, Aminoxide und Gemische davon.
Beispiele für geeignete ergänzende kationische oberflächenaktive Mittel sind in den nachstehenden Dokumenten beschrieben: M. C. Publishing Co., McCutcheon's Detergents & Emulsifiers (North American Ed., 1993), Schwartz et al., Surface Active Agents, Their Chemistry and Technology, New York, Interscience Publisher, 1949, US-PS 3,155,591 , Hilfer, erteilt am 3. November 1964, US-PS 3,929,678 , Laughlin et al., erteilt am 30. Dezember 1975, US-PS 3,959,461 , Bailey et al., erteilt am 25. Mai 1976 und US-PS 4,387,090 , Bolich, Jr., erteilt am 7. Juni 1983.
Beispiele für ergänzende kationische oberflächenaktive Mittel in der Form von quaternären Ammoniumsalzen umfassen Dialkyldiethylammoniumchloride und Trialkylmethylammoniumchloride, worin die Alkylgruppen etwa 12 bis etwa 22 Kohlenstoffatome aufweisen und von langkettigen Fettsäuren wie hydrierter Talgfettsäure (Talgfettsäuren ergeben quaternäre Verbindungen, worin R₁ und R₂ vorwiegend etwa 16 bis etwa 18 Kohlenstoffatome aufweisen) abgeleitet sind. Beispiele für ergänzende quaternäre Ammoniumsalze, die hier verwendbar sind, umfassen Ditalgdimethylammoniumchlorid, Ditalgdimethylammoniummethylsulfat, Dihexadecyldimethylammoniumchlorid, Di(hydrierter Talg)dimethylammoniumchlorid, Dioctadecyldimethylammoniumchlorid, Dieicosyldimethylammoniumchlorid, Didocosyldimethylammoniumchlorid, Di(hydrierter Talg)dimethylammoniumacetat, Dihexadecyldimethylammoniumchlorid, Dihexadecyldimethyolammoniumacetat, Ditalgdipropylammoniumphosphat, Ditalgdimethylammoniumnitrat, Di(kokosnussalkyl)dimethylammoniumchlorid und Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid.
Salze von primären, sekundären und tertiären Fettaminen sind auch geeignete ergänzende kationische oberflächenaktive Mittel. Die Alkylgruppen solcher ergänzender Amine weisen vorzugsweise etwa 12 bis etwa 22 Kohlenstoffatome auf und können substituiert oder unsubstituiert sein. Solche Amine, die hier geeignet sind, umfassen Stearamidopropyldimethylamin, Diethylaminoethylstearamid, Dimethylstearamin, Dimethylsojamin, Sojamin, Myristylamin, Tridecylamin, Ethylstearylamin, N-Talgpropandiamin, ethoxyliertes (5 mol E. O.) Stearylamin, Dihydroxyethylstearylamin und Arachidylbehenylamin. Geeignete ergänzende Aminsalze umfassen die Halogen-, Acetat-, Phosphat-, Nitrat-, Citrat-, Lactat- und Alkylsulfatsalze. Solche ergänzende Salze umfassen Stearylaminhydrogenchlorid, Sojaminchlorid, Stearylaminformiat, N-Talgpropandiamindichlorid und Stearamidopropyldimethylamincitrat. Ergänzende kationische Amintenside, die von denen, die erfindungsgemäß geeignet sind, umfasst sind, sind auch in der US-PS 4,275,055 , Nachtigal et al., erteilt am 23. Juni 1981, beschrieben.
Ergänzende kationische oberflächenaktive Mittel, die besonders geeignet sind, sind quaternäre Ammonium- oder Aminoverbindungen mit mindestens einem N-Rest, der eine oder mehrere nicht-ionische hydrophile Gruppen enthält, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkoxy-, Polyoxyalkylen-, Alkylamido-, Hydroxyalkyl- und Alkylestergruppen und Kombinationen davon. Die Verbindungen enthalten mindestens eine hydrophile Gruppe innerhalb von 4, vorzugsweise 3 Kohlenstoffatomen (einschließlich) des quaternären Stickstoffatoms oder des kationischen Aminostickstoffatoms. Des weiteren werden Kohlenstoffatome, die Teil einer hydrophilen Gruppe sind, z. B. Kohlenstoffatome in einer hydrophilen Polyoxyalkylengruppe (z. B. -CH₂-CH₂-O-), die benachbart zu anderen hydrophi len Gruppen sind, bei einer Bestimmung der Anzahl an hydrophilen Gruppen innerhalb von 4 oder vorzugsweise 3 Kohlenstoffatomen des kationischen Stickstoffatoms nicht gezählt. Im Allgemeinen ist der Alkylanteil einer jeglichen hydrophilen Gruppe vorzugsweise eine C₁-C₃-Alkylgruppe. Geeignete hydrophile Gruppen-enthaltende Reste enthalten beispielsweise Ethoxy-, Propoxy-, Polyoxyethylen-, Polyoxypropylen-, Ethylamido-, Propylamido-, Hydroxymethyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Methylester-, Ethylester-, Propylestergruppen oder Gemische davon als nicht-ionische hydrophile Gruppen.
Unter den ergänzenden kationischen oberflächenaktiven Mitteln, die hier geeignet sind, sind diejenigen der allgemeinen Formel
worin R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte, im Wesentlichen gesättigte Hydrocarbylketten mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen oder eine Hydrocarbylgruppe mit etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und einer oder mehreren aromatischen Gruppen, Ether-, Ester-, Amido- oder Aminogruppen umfassen, die als Substituenten oder Bindungen in der Kette des Rests vorliegen, worin mindestens eine der R₁-R₄-Gruppen eine oder mehrere hydrophile Gruppen enthält, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkoxy-(vorzugsweise C₁-C₃-Alkoxy-), Polyoxyalkylen-(vorzugsweise C₁-C₃-Polyoxyalkylen-), Alkylamido-, Hydroxyalkyl-, Alkylestergruppen und Kombinationen davon. Vorzugsweise enthält das kationische konditionierende Tensid etwa 2 bis etwa 10 nicht-ionische hydrophile Gruppen, die innerhalb der in etwa angegebenen Bereiche liegen. Für die erfindungsgemäßen Zwecke wird jede hydrophile Amido-, Alkoxy-, Hydroxyalkyl-, Alkylester-, Alkylamidoeinheit oder andere Einheit als eine getrennte nicht-ionische hydrophile Gruppe betrachtet. X^– ist ein im Wesentlichen gesättigtes lösliches salzbildendes Anion, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Halogene (insbesondere Chlor), Acetat-, Phosphat-, Nitrat-, Sulfonat-und Alkylsulfatreste.
Bevorzugte ergänzende kationische oberflächenaktive Mittel umfassen Polyoxyethylen(2)-stearylmethylammoniumchlorid, Methylbis(hydrierte Talgamidoethylgruppe)-2-hydroxyethylammoniummethylsulfat, Polyoxypropylen(9)-diethyl methylammoniumchlorid, Tripolyoxyethylen (insgesamt PEG-10)-stearylammoniumphosphat, Bis(N-hydroxyethyl-2-oleylimidazoliumchlorid)polyethylenglykol (1) und Isododecylbenzyltriethanolammoniumchlorid.
Weitere ergänzende quaternäre Ammonium- und Amino-oberflächenaktive Mittel umfassen diejenigen der vorstehend beschriebenen allgemeinen Formel in Form von Ringstrukturen, die durch kovalentes Verbinden von zwei der Reste gebildet werden. Beispiele umfassen Imidazoline, Imidazolium- und Pyridiniumverbindungen, usw., wobei die Verbindung mindestens einen nicht-ionischen hydrophile Gruppen-enthaltenden Rest, wie vorstehend beschrieben, aufweist. Spezifische Beispiele umfassen 2-Heptadecyl-4,5-dihydro-1H-imidazol-1-ethanol, 4,5-Dihydro-1-(2-hydroxyethyl)-2-isoheptadecyl-1-phenylmethylimidazoliumchlorid und 1-[2-Oxo-2-[[2-[(1-oxoctadecyl)oxy]ethyl]amino]ethyl]pyridiniumchlorid.
Salze von primären, sekundären und tertiären Fettaminen sind ebenfalls bevorzugte ergänzende kationische Tensidmaterialien. Die Alkylgruppen solcher Amine weisen vorzugsweise etwa 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatome auf und müssen mindestens eine, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 10 nicht-ionische hydrophile Gruppen aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkoxy-, Polyoxyalkylen-, Alkylamido-, Hydroxyalkyl- und Alkylestergruppen und Gemische davon.
Die ergänzenden anionischen oberflächenaktiven Mittel, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, sind im Allgemeinen die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von allen im Wesentlichen gesättigten Sulfonsäuren, Carbonsäuren oder Phosphorsäuren, oder ein Gemisch davon. Insbesondere sind die ergänzenden anionischen oberflächenaktiven Mittel, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, im Allgemeinen die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von gesättigten Sulfonsäuren, Sulfinsäuren, Sulfensäuren, Sulfonsäureestern, Carbonsäuren, Phosphonsäuren, Phosphinsäuren, Phosphensäuren, Polysulfonsäuren, Sulfonsäuren von Ölen, Paraffinsulfonsäuren, Ligninsulfonsäuren, Petroleumsulfonsäuren, Tallölsäuren, Olefinsulfonsäuren, Hydroxyolefinsulfonsäuren, Polyolefinsulfonsäuren, Polyhydroxypolyolefinsulfonsäuren, Carbonsäuren, perfluorierten Carbonsäuren, Carbonsäuresulfonaten, alkoxylierten Carbonsäuresulfonsäuren, Polycarbonsäuren, Polycarbonsäurepolysulfonsäuren, alkoxylierten Polycarbonsäurepolysulfonsäuren, Phosphorsäuren, alkoxylierten Phos phorsäuren, Polyphosphorsäuren und alkoxylierten Polyphosphorsäuren, fluorierten Phosphorsäuren, Phosphorsäureestern von Ölen, Phosphinsäuren, Alkylphosphinsäuren, Aminophosphinsäuren, Polyphosphinsäuren, Vinylphosphinsäuren, Phosphonsäuren, Polyphosphorsäuren, Phosphonsäurealkylestern, α-Phosphonofettsäuren, Organoaminpolymethylphosphonsäuren, Organoaminodialkylenphosphonsäuren, Alkanolaminphosphonsäuren, Trialkylidenphosphonsäuren, Acylamidomethanphosphonsäuren, Alkyliminodimethylendiphosphonsäuren, Polymethylenbis(nitrilodimethylen)tetraphosphonsäuren, Alkylbis(phosphonoalkyliden)aminoxidsäuren, Estern von substituierten Aminomethylphosphonsäuren, Phasphonamidsäuren, acylierten Aminosäuren (wie Aminosäuren, die mit Alkylacylchloriden, Alkylestern oder Carbonsäuren für eine Herstellung von N-Acylaminosäuren umgesetzt wurden), N-Alkylacylaminosäuren und acylierten Proteinhydrolysaten, und Gemische davon.
Weitere ergänzende anionische oberflächenaktive Mittel, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, sind die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von gesättigten linearen oder verzweigten Alkylbenzolsulfonsäuren, Alkylschwefelsäureestern, alkoxylierten Alkylschwefelsäureestern, α-sulfonierten Alkylestersäuren, α-sulfonierten Esterdisäuren, alkoxylierten α-sulfonierten Alkylestersäuren, α-sulfonierten Dialkyldiestersäuren, di-α-sulfonierten Dialkyldiestersäuren, α-sulfonierten Alkylacetatsäuren, primären und sekundären Alkylsulfonsäuren, perfluorierten Alkylsulfonsäuren, Sulfobernsteinsäuremono- und -diestersäuren, Polysulfobernsteinsäurepolyestersäuren, Sulfoitaconsäurediestersäuren, Sulfosuccinamidsäuren, Sulfobernsteinsäureamidsäuren, Sulfobernsteinsäureimidsäuren, Phthalsäuren, Sulfophthalsäuren, Sulfoisophthalsäuren, Phthalamidsäuren, Sulfophthalamidsäuren, Alkylketonsulfonsäuren, Hydroxyalkan-1-sulfonsäuren, Lactonsulfonsäuren, Sulfonsäureamiden, Sulfonsäurediamiden, Alkylphenolschwefelsäureestern, alkoxylierten Alkylphenolschwefelsäureestern, alkylierten Cycloalkylschwefelsäureestern, alkoxylierten alkylierten Cycloalkylschwefelsäureestern, dendritischen Polysulfonsäuren, dendritischen Polycarbonsäuren, dendritischen Polyphosphorsäuren, Sarcosinsäuren, Isethionsäuren, Taurinsäuren, und Gemische davon.
Des weiteren sind erfindungsgemäß ergänzende anionische oberflächenaktive Mittel, die für eine erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, allgemein die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von gesättig ten fluorierten Carbonsäuren, fluorierten Sulfonsäuren, fluorierten Sulfatsäuren, fluorierten Phosphon- und Phosphinsäuren, und Gemische davon.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt das Polymerisationsverfahren ohne ein jegliches nicht-polymerisierbares ergänzendes Tensid, da die erfindungsgemäßen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel eine ausgezeichnete Kapazität für die Bereitstellung von Emulsionsstabilitätseigenschaften in einer Emulsionspolymerisation aufweisen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform können die erfindungsgemäßen polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel als Comonomere mit dem (den) ethylenisch ungesättigten Monomer(en) verwendet werden, um die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Polymers zu modifizieren. In dieser Ausführungsform können auch ergänzende oberflächenaktive Mittel auch als Additive in der Polymerisation verwendet werden, z. B. in Mengen von etwa 3–6 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht an Monomer. Obwohl dies etwas weniger bevorzugt ist, kann in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ein jegliches herkömmliches organisches Lösungsmittel, das ein Lösungsmittel für das (die) Monomer(e) und/oder das Polymer oder nur für das (die) Monomer(e) ist, verwendet werden.
Starter und Additive
Organische oder anorganische Starter können für eine Einleitung der Polymerisationsreaktion verwendet werden. Eine ausreichende Menge eines Polymerisationsstarters (wie eines herkömmlichen Radikal-Starters) wird typischerweise in das Polymerisationsmedium eingebracht, um eine Polymerisation des Monomers oder der Monomere bei den spezifischen verwendeten Temperaturen auszulösen. Starter, die in Polymerisationsverfahren verwendet werden, können dem Typ entsprechen, der Radikale produziert und diese sind herkömmlich Peroxidverbindungen wie anorganische Peroxide, z. B. Wasserstoffperoxid, und anorganische Persulfatverbindungen wie Ammoniumpersulfat, Natriumpersulfat und Kaliumpersulfat, organische Hydroperoxide wie Cumenhydroperoxid und tertiäres Butylhydroperoxid, organische Peroxide wie Benzoylperoxid, Acetylperoxid, Lauroylperoxid, Peroxydicarbonatester wie Diisopropylperoxydicarbonat, Peressigsäure und Perbenzoesäure, manchmal durch wasserlösliche Reduktionsmittel wie Eisenverbindungen, Natriumbisulfit oder Hydroxylaminhydrochlorid aktiviert, und andere Radikal-bildende Materialien wie 2,2'-Azobisisobutyronitril.
Ein weiteres Additiv, das zu dem Gemisch hinzugefügt werden kann, ist ein herkömmliches Kettenübertragungsmittel wie ein Alkylpolyhalogenid oder Mercaptan. Beispiele für geeignete Kettenübertragungsmittelumfassen Bromoform, Kohlenstofftetrachlorid, Kohlenstofftetrabromid, Bromoethan, C₁-C₁₂-Alkylmercaptane wie Dodecylmercaptan, Thiophenol und Hydroxyalkylmercaptane wie Mercaptoethanol.
CASE-MATERIALIEN – ALLGEMEIME BESCHREIBUNG UND KOMPONENTEN
Beschichtungen und Anstriche
Anstriche sind typischerweise Flüssigkeiten, die für eine Auftragung auf ein Substrat wie Holz, Metall, Plastik, Glas, Keramiken, Fiberglas, Verbundmaterialien, Karton, Wellpappe, Papier, Textilien, nicht-gewebte Materialien, Schaumstoff, Band oder eine Kombination davon in einer dünnen Schicht verwendbar sind. Anstriche werden typischerweise verwendet, um die Oberfläche des Substrats vor elementarer Beschädigung und/oder physikalischer Beschädigung zu schützen. Anstriche werden auch herkömmlich für Dekorations- und ästhetische Zwecke verwendet. Anstriche finden eine sehr breite gewerbliche Verwendung und finden auch eine Vielzahl von Verwendungen zu Hause. Anstriche, deren Formulierungen, Bestandteile, Additive und Verarbeitungsbedingungen sind im Allgemeinen diejenigen, die in Kirk-Othmer-Paint, Seiten 1049–1069, Bd. 17, 1996, von Arthur A. Leman beschrieben sind.
Typischerweise werden Anstriche als Latex-, Alkyd- oder Öl-basierende Anstriche beschrieben. Zusätzlich basiert eine große Vielzahl von Anstrichen auf Wasser. Diese Bezeichnungen identifizieren das Bindemittel, das bei der Herstellung des Anstrichs verwendet wird, und das Lösungsmittel, falls vorhanden, das verwendet wird. Typische Klassen von Latexanstrichen umfassen Glanz, Seidenmatt, Matt und Satin. Diese Begriffe beschreiben den Glanz der Anstrichoberfläche, nachdem der Anstrich auf dem Substrat getrocknet ist. Anstriche enthalten typischerweise Bindemittel/Harze wie Latexemulsionen. Eine herkömmliche, in Anstrichen verwendete Latexemulsion basiert auf Acryl und Vinylacetat. Anstriche umfassen oft Pigmente (organische und anorganische), anorganische Streckmittel, Füllpigmente, Lösungsmittel und Additive wie Verdickungsmittel, Biozide, Trocknungsmittel, Pigmentdispergiermittel, Pigmentstreckmittel, Adhäsionsbeschleuniger, Tenside und Entschäumer. Wenn die Anstriche hergestellt werden, werden oberflächenaktive Mittel verwendet, um die Emulsionspolymerisation zu stabilisieren und die sich ergebende Polymerpartikelgröße zu regulieren.
Die vorstehend beschriebenen Monomere können verwendet werden, um Latices herzustellen, die in den erfindungsgemäßen Beschichtungen und Anstrichen verwendbar sind. Typischerweise werden die Monomere ausgewählt, um eine Acryl-Latexemulsion für einen dauerhaften Außenanstrich zu ergeben. Diese Monomere sind vorzugsweise Methylmethacrylat, Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat und Gemische davon. Nicht auf Acrylsäure basierende Monomere werden typischerweise für Innenanstriche verwendet, mit der Ausnahme von glänzenden und seidenmatten Anstrichen. Neben anderen Monomeren werden herkömmlich Vinylacetat, Butylacrylat und Gemische davon in einer Vielzahl von Anstrichformulierungen verwendet.
Alkydharze werden durch Umsetzung einer polybasischen Säure wie Phthal- oder Maleinsäureanhydrid mit einem mehrwertigen Alkohol wie Glycerin, Pentaerythrit oder Glykol in Gegenwart eines Öls oder einer Fettsäure hergestellt. Alkydharze werden als Lang-Öl-, Medium-Öl- und Kurz-Ölalkyde beschrieben. Eine solche Beschreibung basiert auf der Menge an Ölen und/oder Fettsäuren in den Harzen. Lang-Ölalkyde weisen im Allgemeinen einen Ölgehalt von 60% oder mehr auf. Kurz-Ölalkyde weisen weniger als 45% auf und Medium-Ölalkyde weisen einen Ölgehalt zwischen diesen beiden auf. Die Kurz- und Medium-Ölalkyde basieren auf halbtrocknenden und nicht-trocknenden Ölen, während die Lang-Ölalkyde auf halbtrocknenden und trocknenden Ölen basieren.
Typische Pigmentstreckmittel, die in Anstrichen verwendet werden, umfassen z. B. Titandioxid, Calciumcarbonat, Talk, Ton, Silica, Zinkoxid, Feldspat, Korrosionsbeständigkeits-Streckmittel, Schimmelbeständigkeits-Streckmittel und Filmaushärtungs-Streckmittel und Gemische davon. In Anstrichen typischerweise verwendete Lösungsmittel umfassen z. B. Mineralalkohole, Glykolether (z. B. Ethylenglykol und Propylenglykol) und dergleichen. Zusätzlich zu Bindemitteln, Lösungsmitteln, Pigmenten und Streckmitteln enthalten viele Anstriche Additive. Additive umfassen z. B. Verdickungsmittel, Pigmentdispergiermittel, Tenside, Entschäumer, Biozide, Fungizide, Konservierungsstoffe, Trocknungsmittel, Entschäumer, Antihautmittel und pH-Einstellmittel und Gemische davon (z. B. Säuren und Basen). Zusätzliche Additive umfassen Hydroxyethylcellulose, hydrophob modifizierte alkalilösliche Emulsionen und hydrophob modifizierte Ethylenoxidurethane.
Verfahren und Zusammensetzungen oder Komponenten, die zum Herstellen und Bewerten von Anstrichen geeignet sind, sind in den US-PSen 5,399,617, 4,075,411 und 5,344,867 beschrieben.
Klebmittel und Dichtmittel
Dichtmittel wurden allgemein in Kirk-Othmer-Sealants, Seiten 650–666, Bd. 21, 1997, von Richard Palmer und Jerome Kloswski beschrieben. Ein Dichtmittel ist ein Material, das in eine Lücke oder Verbindung eingebracht wird, um zu verhindern, dass Wasser, Wind, Schmutz oder andere Verunreinigungen durch die Verbindung oder Lücke treten. Dichtmittel, die auch dadurch definiert werden können, wie sie getestet werden, werden nach deren Fähigkeit, sich zu strecken, zu drehen, zu biegen und zusammengedrückt zu werden, während sie ihre Größeneigenschaften beibehalten, so dass sie nicht unter Belastung auseinanderbrechen, eingeteilt. Die von einem Dichtmittel benötigte Adhäsion ist einfach diejenige Stärke, um das Dichtmittel in der Position zu halten, während es belastet und gespannt wird. Klebmittel werden verwendet, um Lasten zu transferieren, und sind typischerweise mit wesentlich größeren Reiß- und Scherfestigkeiten ausgelegt als Dichtmittel. Die wichtigste Einteilung eines Klebmittels in vielen Anwendungen ist die Bestimmung, wie hoch die Last ist, die es handhaben kann. Einige Dichtmittel werden als Klebmittel verwendet und manche Klebmittel als Dichtmittel und somit tritt die gelegentliche Verwischung ihrer Rollen auf. Falls die Hauptfunktion des Materials der Ausschluss von Wind, Wasser, Schmutz, usw. ist, ist es ein Dichtmittel.
Dichtmittel umfassen Hochleistungsdichtmittel wie z. B. Silikone, Urethane und Polysulfide, Dichtmittel mit mittlerer Leistung wie z. B. Acryldichtmittel und Dichtmittel mit niedriger Leistung wie z. B. Butyle, Kitte und Verfugungsmittel. Das Maß der Belastung eines Dichtmittels bei einer bestimmten Belastung wird als der Modulus an Elastizität bezeichnet, der manchmal als der Sekantmodulus bezeichnet wird. Diese wichtige Dichtmitteleigenschaft beschreibt die Kraft, die durch ein Dichtmittel aufgebracht wird, wenn es belastet wird. Da eine Hauptfunktion von Dichtmitteln darin besteht, an die mit ihnen in Kontakt stehenden Substrate anzuhaften, wird die Kraft, die durch eine(n) Verbindungsöffnung oder -schluss gebildet wird, durch das Dichtmittel auf die Substrat-Dichtmittel-Verbindungslinie übertragen. Ein Hauptfaktor bei der Dichtmittelhaltbarkeit ist dessen Fähigkeit, dem Verfall aufgrund von Umwelteinflüssen zu widerstehen. Für die meisten typischen Anwendungen umfasst dies Extreme von hohen und niedrigen Temperaturen, Wasser, Oxidation und Sonnenlicht. Andere Faktoren umfassen Wetterbeständigkeit und Adhäsionsdauer. Ein mehr destruktives Element ist ein Aussetzen gegenüber Sonnenlicht und insbesondere ultravioletter (UV-)Strahlung. Alle Dichtmittel werden durch Wettereinflüsse beeinflusst, aber es besteht ein großer Unterschied hinsichtlich der Auswirkung von Wettereinflüssen auf verschiedene Dichtmittel. Ein zweiter Schlüsselfaktor beim Bestimmen der Haltbarkeit eines Dichtmittels ist die Fähigkeit des Dichtmittels, an das Substrat über seine Lebenszeitspanne anzuhaften. Ein Dichtmittel kann eine hervorragende Beständigkeit gegenüber UV-Wirkungen aufweisen, aber falls es eine schlechte Adhäsionsleistung aufweist und bei einer Adhäsion versagt, ist es von geringer Verwendung.
Käuflich erhältliche Silikondichtmittel gehören typischerweise zu einer von drei Aushärtungsarten: feuchtigkeitsreaktive (aushärtende) Dichtmittel, feuchtigkeitsfreisetzende (Latex) Dichtmittel und Additions-aushärtende Dichtmittel. Die Formulierung von feuchtigkeitsaushärtenden Silikonen umfasst ein Silikonpolymer, einen Füllstoff, ein feuchtigskeitsreaktives Vernetzungsmittel und manchmal einen Katalysator. Eine neuere Klasse von Silikondichtmitteln ist als die Silikonlatexdichtmittel bekannt. Diese Dichtmittel sind Silikon-in-Wasser-Emulsionen, die durch Verdampfung des emulgierenden Wassers aushärten. Das Silikonlatexpolymer wird dadurch hergestellt, dass zuerst ein Silikonpolymer mit niedrigem Molekulargewicht in Wasser emulgiert wird und sodann zu dem gewünschten Molekulargewicht polymerisiert wird. Inhärent zu der Emulsionspolymerisation ist die Fähigkeit, Polymere mit hohem Molekulargewicht bei einer niedrigen Emulsionsviskosität herzustellen. Als nächstes wird ein Silikonvernetzungsmittel mit einem Kondensationskatalysator zugegeben. Das Vernetzungsmittel, dessen Struktur ähnlich zu denjenigen ist, die vorher beschrieben wurden, muss durch die Wasserphase in die Siloxanphase diffundieren, wo es sich mit dem Silikonpolymer umsetzen kann. Additions-aushärtende Silikone sind im Allgemeinen zweiteilige Systeme, die durch die Platin-katalysierte Reak tion eines Siliciumhydrids, wobei typischerweise eine Vinylgruppe an das Siliciumatom gebunden ist, aushärten. Die Grundlage der Urethanchemie ist die Reaktion einer Isocyanatgruppe mit einer Komponente, die ein aktives Wasserstoffatom enthält. Der erste Schritt zur Bildung eines Urethandichtmittels ist die Herstellung dessen, was herkömmlich als das Vorpolymer bezeichnet wird, typischerweise durch Reaktion eines Hydroxy-terminierten Polyethers mit einer stöchiometrischen Menge an Diisocyanat. Polysulfiddichtmittel waren die ersten Hochleistungs-synthetischen Elastomerdichtmittel, die in den Vereinigten Staaten hergestellt wurden. Die Grundpolymere sind Mercaptan-terminiert (HS-R-SH) mit Molekulargewichten, die von 1000 bis etwa 8000 reichen.
Es gibt zwei prinzipielle Klassen von Acryldichtmitteln: Latexacryle und lösungsmittelfreisetzende Acryle. Latexacrylpolymere mit hohem Molekulargewicht werden durch Emulsionspolymerisation von Alkylestern von Acrylsäure hergestellt. Monomer, Wasser, Tenside und ein Starter werden gemischt und polymerisiert, bis das Acrylmonomer aufgebraucht ist. Zwei Arten von Monomeren werden verwendet, um die Polymereigenschaften zu variieren. Monomere mit hohem T_g-Wert wie Methylmethacrylat und Vinylchlorid verbessern die Haltbarkeit und Hydrophobizität, während polar-funktionelle Monomere wie Hydroxyethylacrylat verwendet werden, um die Adhäsion zu verbessern. Die Maximalmenge an Feststoffen für das Latexpolymer beträgt etwa 60%. In typischen Formulierungen steigt oberhalb dieser Menge die Viskosität stark an und die Emulsionsstabilität ist schlecht. In Formulierungen mit einem relativ niedrigen Feststoff (hohen Wasser)-Gehalt tritt eher eine beachtliche Schrumpfung während eines Aushärtens auf. Dies kann eine Belastung einbringen und kann einer der Gründe sein, dass die meisten Latexacryle eine niedrigere Leistung und eine niedrigere Bewegungsfähigkeit aufweisen. Die verwendeten Tenside sind für die Abdichtformulierung besonders von Bedeutung, da sie die Adhäsion beeinträchtigen können, falls sie nicht richtig verwendet werden. Ein Ansatz, dieses Problem zu lösen, besteht in dem Einbau des Tensids in das Polymer-Rückgrat während einer Polymerisation. Dieser Ansatz, der das Tensid in eine ideale Position bringt, um die Emulsion zu stabilisieren, ermöglicht dem Tensid nicht, durch die wässrige Phase zu wandern und die Adhäsion zu beeinflussen, da das Tensid an das Rückgrat gebunden ist. Die Emulsionspolymere werden zu Dichtmitteln dadurch vermischt, dass Füllstoffe, Weichmacher, Einfrier-Auftau-Stabilisatoren, Verdickungsmittel und Adhäsionsbeschleuniger zugegeben werden. Wie es auf die Silikondichtmittel zutrifft, sind die Acryldichtmittel leicht aufzutragen und mit Wasser zu reinigen.
Eine weitere Klasse von Acryldichtmitteln sind die lösungsmittelfreisetzenden Acryle. Acrylmonomere werden in einem Lösungsmittel polymerisiert. Das Molekulargewicht des Polymers ist niedriger als in den Latexacrylen aufgrund der inhärent höheren Viskosität des Mediums. Jedoch beträgt der Prozentsatz an Feststoffen etwa 80% gegenüber den 60% Feststoffen, die für Latexacryle üblich sind. Die natürliche Adhäsion der meisten der lösungsmittelfreisetzenden Acryle erzeugt einige der besten Adhäsionen ohne Grundierung in der Dichtmittelindustrie. Jedoch erzeugt eine langsame kontinuierliche Aushärtung im Allgemeinen große Druckverformungen und begrenzt deren Verwendung auf eine Anwendung mit geringer Bewegung. Auch begrenzen die relativ hohen Mengen an Lösungsmittel und Spuren an Acrylmonomer in diesen Funktionen deren Verwendung auf Außenanwendungen gewöhnlich auf dem Bau.
Ein typisches einteiliges pigmentiertes siliciumbehandeltes Acryllatex-Dichtmittel wird ein Acryllatexpolymer (Polymer und Wasser) und optionale Bestandteile enthalten, die ausgewählt sind aus Calciumcarbonat, Weichmachern, Lösungsbenzinen, Propylenglykol, Titandioxid, Ammoniumhydroxid, Konservierungsmitteln, Tensiden, anorganischen Dispergiermitteln, organischen Dispergiermitteln, Entschäumern, assoziativen Verdickungsmitteln und Silanadhäsionsbeschleunigern und Gemischen davon.
Eine typische einteilige klare Acryllatex-Dichtformulierung wird ein Acryllatexpolymer (Polymer und Wasser) und optionale Bestandteile enthalten, die ausgewählt sind aus Weichmachern, pyrogener Kieselsäure, Tensiden, Aminosilanen, Ammoniumhydroxiden und Gemischen davon. Nahezu alle Dichtmittel umfassen ein Gemisch eines gepulverten Füllstoffs, der in einer viskosen Flüssigkeit eingebaut ist, was zu einem viskosen Dichtmittel mit einer pastenartigen Konsistenz führt.
Dichtmittel wurden allgemein in Kirk-Othmer-Adhesives, Seiten 445–466, Bd. 1, 1991, von Adolphus Pocius beschrieben. Ein Dichtmittel ist ein Material, das zum Zusammenhalten von festen Materialien über eine Oberflächenanhaftung fähig ist. Adhäsion ist die physikalische Anziehungskraft der Oberfläche eines Materials gegenüber der Oberfläche eines anderen. Eine Klebefläche ist das feste Material, an das das Klebemittel anhaftet, und die Adhäsionsbindung oder Adhäsionsverbindung ist der Aufbau, der durch Verbinden der Klebeflächen über eine Klebemittel hergestellt wird. Praktische Adhäsion ist die physikalische Kraft einer Adhäsionsbindung. Sie hängt hauptsächlich von den Kräften des Klebemittels und der Klebefläche als auch der Konstruktion der Adhäsionsbindung ab. Die Zwischenphase ist das Volumen an Materialien, in dem sich die Eigenschaften einer Substanz schrittweise in die Eigenschaften einer anderen ändern. Die Zwischenphase kann zum Beschreiben der Eigenschaften einer Adhäsionsbindung verwendet werden. Die Grenzfläche, die innerhalb der Zwischenphase enthalten ist, ist die Fläche des Kontakts zwischen der Oberfläche eines Materials und der Oberfläche eines anderen. Mit Ausnahme von bestimmten Fällen ist die Grenzfläche imaginär. Sie kann zum Beschreiben der Oberflächenenergetiken verwendet werden.
Adhäsionseigenschaften werden oft unter Verwendung verschiedener Abziehtests getestet. In dem einfachsten Abziehtest, dem T-Abziehtest, sind die Klebeflächen hinsichtlich Größe, Form und Dicke identisch. Klebeflächen werden an deren Enden an eine Zugtestmaschine gebunden und sodann in einer "T"-artigen Weise getrennt. Die Temperatur des Tests als auch die Geschwindigkeit der Klebflächentrennung sind spezifiziert. Die Kraft, die benötigt wird, um die Adhäsionsbindung zu öffnen, wird gemessen und die Ergebnisse werden in Newton pro Meter (Pfund pro inch, ppi) aufgezeichnet. Es gibt viele andere Abziehtestkonfigurationen, die jeweils von der Adhäsionsanwendung abhängen. Solche Tests sind in der ASTM-Literatur gut beschrieben.
Ein Strukturklebmittel ist ein Harzsystem, gewöhnlich ein Duroplast, das verwendet wird, um Materialien von hoher Festigkeit in einer solchen Weise zu verbinden, dass die verbundene Verbindung fähig ist, eine Last von mehr als 6,9 MPa (1000 psi) bei Raumtemperatur zu tragen. Strukturklebmittel sind die stärkste Form von Klebmitteln und sind vorgesehen, Lasten permanent zu halten. Sie existieren in einer Vielzahl von Formen. Die herkömmlichste Form ist das zweiteilige Klebmittel, das weit verbreitet als ein Verbraucherprodukt erhältlich ist. Das nächste am meisten bekannte ist dasjenige, das als eine Aushärtungsflüssigkeit bei Raumtemperatur erhalten wird. Weniger üblich sind Primer-Flüssigkeitsklebmittel-Kombinationen, die bei Raumtemperatur aushärten.
Ein druckempfindliches Klebmittel, ein Material, das mit nicht mehr als dem angewendeten Fingerdruck anhaftet, ist aggressiv und dauerhaft klebend. Es benötigt keine andere Aktivierung als den Fingerdruck, weist eine starke Haltkraft auf und sollte von einer glatten Oberfläche entfernbar sein, ohne einen Rest zurückzulassen. Druckempfindliche Klebmittel werden meist verbreitet in der Form von Klebebändern verwendet. Diese Bänder werden für eine außergewöhnlich große Anzahl von Anwendungen verwendet: Abdecken, medizinische Anwendung, elektrische Isolation, Montage, Verpacken und andere Anwendungen. Die Anwendung bestimmt die Wahl der Bandunterschicht und die Klebmittelformulierung. Eine transparente Unterschicht mit relativ schwachem Klebmittel wird für eine Papierreparatur verwendet. Eine Filament-gefüllte Unterschicht mit einem aggressiven Klebmittel wird für Verpackungsanwendungen verwendet. Druckempfindliche Klebmittel sind auch in Aerosolform für eine Verwendung in verschiedenen graphischen Darstellungen erhältlich.
Die allgemeine Formel für ein druckempfindliches Klebmittel umfasst elastomerisches Polymer, ein klebendes Harz, jegliche erforderliche Füllstoffe, verschiedene Antioxidanzien und Stabilisatoren, falls erforderlich, und Vernetzungsmittel. Beim Formulieren eines druckempfindlichen Klebmittels muss eine Balance zwischen drei physikalischen Eigenschaften in Betacht gezogen werden: Scherfestigkeit, Abziehfestigkeit und Klebrigkeit. Die Scherfestigkeit oder Scherhaltkraft des Klebmittels wird typischerweise dadurch gemessen, dass ein Gewicht an dem Ende eines Stücks des Bands angehängt wird und die Zeit bis zum Versagen gemessen wird. Klebrigkeit ist der technische Begriff, der verwendet wird, um das klebrige Gefühl des Materials zu quantifizieren. Im Allgemeinen steigen die Scherfestigkeit und die Klebrigkeit eines druckempfindlichen Klebmittels an und gehen sodann durch ein Maximum als eine Funktion der Menge an zugegebenem klebendem Harz. Die Abziehfestigkeit erhöht sich gewöhnlich mit der Menge an klebendem Harz. Die Scherhaltkraft hängt oft von der Art der Vernetzung ab. Folglich wird eine Balance von Eigenschaften, die für die Anwendung geeignet ist, dadurch erhalten, dass das Gummi-zu-Harz-Verhältnis als auch die Menge und Art des Vernetzungsmittels gesteuert werden.
Das am meisten weit verbreitet verwendete emulsionsbasierende Klebmittel ist dasjenige, das auf Poly(vinylacetat)-Poly(vinylalkohol)-Copolymeren basiert, die durch Radikal-Polymerisation in einem Emulsionssystem gebildet werden. Poly(vinylalkohol) wird typischerweise durch Hydrolyse des Poly(vinylacetats) gebildet. Die Eigenschaften der Emulsion leiten sich von dem in der Polymerisation verwendeten Polymer als auch von dem System ab, das zum Emulgieren des Polymers in Wasser verwendet wird. Die Emulsion wird durch eine Kombination eines Tensids zusammen mit einem Kolloidschutzsystem stabilisiert. Die schützenden Kolloide sind ähnlich zu denjenigen, die in einem Anstrich verwendet werden, um Latex zu stabilisieren. Für Poly(vinylacetat) werden die schützenden Kolloide aus natürlichen Gummis und Celluloseharzen (Carboxymethylcellulose oder Hydroxyethylcellulose) isoliert. Das hydrolysierte Polymer kann auch verwendet werden. Die physikalischen Eigenschaften des Poly(vinylacetat)-Polymers können dadurch modifiziert werden, dass das in der Polymerisation verwendete Comonomer ausgetauscht wird. Ein jegliches Material, das radikalisch aktiv ist und in einer Emulsionspolymerisation teilnimmt, kann verwendet werden. Weichmacher, Klebmittel, Befeuchtungsmittel und andere Materialien werden oft zu dem Klebmittel gegeben, um die Spezifikationen für die beabsichtigte Anwendung zu erfüllen. Da das Vorhandensein von Schaum in der Verbindungslinie die Leistung der Klebverbindung vermindern könnte, müssen Mittel, die die Menge an Luft, die in einer Adhäsionsbindung eingeschlossen ist, kontrollieren, zugesetzt werden. Biozide sind auch erforderlich: Viele der Materialien, die verwendet werden, um Poly(vinylacetat)-Emulsionen zu stabilisieren, sind natürliche Produkte. Poly(vinylacetat)-Klebmittel, die als "weißer Kleber" oder "Tischlerkleber" bekannt sind, sind unter einer Vielzahl von Handelsnamen erhältlich. Anwendungen werden hauptsächlich in dem Gebiet von Adhäsion an Papier und Holz gefunden.
Verfahren und Zusammensetzungen oder Komponenten, die zum Herstellen und Bewerten von Klebmitteln geeignet sind, sind in den US-PSen 5,679,732 und 5,536,811 und in der EP-Anmeldung 770,655 A2 beschrieben.
Verfahren und Zusammensetzungen oder Komponenten, die zum Herstellen und Bewerten von Dichtmitteln wie Verfugungsmitteln geeignet sind, sind in den US-PSen 5,124,384 und 5,296,627 und in der veröffentlichten internationalen Anmeldung WO 89/ 12618 beschrieben.
Elastomere
Elastomere wurden allgemein in Kirk-Othmer-Elastomers, Seiten 905–1079, Bd. 8, 1983, und Kirk-Othmer-Elastomers, Seiten 1–31, Bd. 9, 1994, von verschie denen Autoren beschrieben. Der Begriff Elastomer ist das moderne Wort, um ein Material zu beschreiben, das Gummieigenschaften aufweist, d. h., dass ein Großteil seiner ursprünglichen Dimensionen nach einer Extension oder Kompression wiedererlangen kann. Eine Schlüsselklasse von Elastomeren sind Gummimaterialien. Gummimaterialien, z. B. natürlicher, SBR oder Polybutadien, die ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind, werden einer Schwefelvulkanisation unterzogen und dieses Verfahren benötigt bestimmte Bestandteile in der Gummiverbindung neben dem Schwefel, z. B. Beschleuniger, Zinkoxid und Stearinsäure. Beschleuniger sind Katalysatoren, die die Vernetzungsreaktion beschleunigen, so dass sich die Reaktionszeit von vielen Stunden auf vielleicht 20–30 min bei etwa 130°C vermindert. Zusätzlich zu den Bestandteilen, die eine Rolle in den tatsächlichen Vulkanisationsverfahren spielen, gibt es andere Bestandteile, die eine typische Gummiverbindung ausmachen.
Weichmacher und Streckmittel, im Allgemeinen billige Mineralöle, unterstützen die Mastikation und Mischen der Verbindung. Antioxidanzien sind erforderlich, da die ungesättigten Gummis sich schnell zersetzen können, wenn sie nicht vor atmosphärischem Sauerstoff geschützt werden. Sie sind im Allgemeinen organische Verbindungen des Amin- oder Phenoltyps. Verstärkungsfüllstoffe, z. B. Ruß oder Silica, können enorm dazu beitragen, den Gummi gegenüber Reißen oder Abnutzung zu verstärken. Nicht-verstärkende Füllstoffe, z. B. Ton oder Kreide, werden nur als Streckmittel und Versteifungsmittel verwendet, um Kosten zu vermindern.
Für Styrol-Butadien-Gummi (SBR) erfolgt die Polymerisation in einem Emulsionssystem, wobei ein Gemisch der zwei Monomere mit einer Lösung einer Seife [oder eines anderen oberflächenaktiven Mittels] gemischt wird, die die erforderlichen Katalysatoren (Starter) enthält. Das endgültige Produkt ist eine Emulsion des Copolymers, d. h. ein flüssiger Latex.
Tinten
Die Erfindung umfasst auch Tinten und Verfahren und Zusammensetzungen zum Herstellen von Tinten. Verfahren und Zusammensetzungen oder Komponenten, Verfahren, die zum Herstellen und Bewerten von Tinten geeignet sind, sind in den US-PSen 4,912,157, 5,039,339 und in der veröffentlichten internationalen Anmeldung WO 97/45495 beschrieben.
ERFINDUNGSGEMÄSSE CASE-MATERIALIEN
Die Erfindung umfasst CASE-Materialien, die Polymerpartikel oder einen Polymerlatex (abgeleitet von den vorstehend beschriebenen Polymeren, die aus der Verwendung von polymerisierbaren oberflächenaktiven Mitteln gebildet werden) umfassen. Diese CASE-Materialien können zusätzlich Standardbestandteile enthalten, einschließlich derjenigen, die vorstehend beschrieben wurden, wie sie durch den Fachmann verwendet werden, um solche CASE-Materialien herzustellen. Die erfindungsgemäßen CASE-Materialien können für die ausgewählte Endverwendung formuliert werden. Die CASE-Materialien werden durch herkömmliche Techniken, die bekannt sind, hergestellt. Die CASE-Materialien können auf verschiedene Substrate durch bekannte Verfahren, wie z. B. luftunterstütztes Sprühen, luftloses Sprühen, Pinsel, direkte Beschichtung oder Transferbeschichtung, Roller, Verfugungspistole und dergleichen aufgetragen werden. Klebmittel, Dichtmittel und Elastomere können durch eine große Vielzahl von Anwendungsvorrichtungen, die typischerweise für einen solchen Zweck verwendet werden, aufgetragen werden.
Wie beschrieben, können die CASE-Materialien optionale Bestandteile enthalten, wie z. B. Silan-Adhäsionsbeschleuniger und pyrogene Kieselsäure. Dichtmittel und/oder Klebmittel können in verschiedenen Formen vorliegen, einschließlich z. B. klaren, transparenten, durchsichtigen oder opaken Verfugungsmitteln. Typische Formulierungen werden in der US-PS 4,626,567 gefunden, die eine Acrylcopolymer-Latexdichtmittelzusammensetzung mit einem Acryl-Copolymer beschreibt. Dichtmittel und Klebmittel können auch, falls gewünscht, Weichmacher, Einfrier-Auftau-Stabilisatoren, Färbemittel oder Pigmente, Pigment-Dispergiermittel, antibakterielle und/oder fungizide Materialien, Biozide, Antischimmelmittel, Konservierungsmittel, Mineralöle, pH-Einstellmittel (mineralische und organische Säuren/Basen), Lösungsmittel (z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol), Adhäsionsbeschleuniger, z. B. Epoxysilane, und Mittel zum Verbessern von rheologischen Eigenschaften wie Verdickungsmittel und Mittel gegen ein Zusammenfallen enthalten. Weichmacher werden im Allgemeinen in einer Menge von bis zu etwa 25 Gew.-% verwendet und die anderen Additive, falls vorhanden, werden typischerweise in einem Verhältnis von etwa 4 : 1 Füllstoff zu Latex vorhanden sein. Weichmacher sind oft wünschenswert, um die Klebrigkeit des Copolymers zu vermindern, so dass das Dichtmittel die gewünschte klebfreie Zeitspanne von weniger als 72 Stunden aufweisen kann.
Typische Polymerlatex-Dichtmittelzusammensetzungen weisen eine Viskosität von 80–400 P·s (80 000–400 000 cps) auf. Der Polymerlatex kann ein ausschließlicher acrylbasierender Polymerlatex, ein Vinylacetat-Ethylen (VAE)-Copolymerlatex oder ein jeglicher der Polymerlatices sein, die typischerweise auf dem Gebiet zum Herstellen von Dichtzusammensetzungen, insbesondere Verfugungsmittel, verwendet werden.
Der verwendete Weichmacher kann ein Diester von Phthalsäure oder ein N-Alkylarylsulfonamid oder ein Gemisch dieser zwei sein. Geeignete Diester von Phthalsäure umfassen C₁-C₈-Alkylarylphthalate wie Butylbenzylphthalat, Ethylbenzylphthalat, Hexylphenylphthalat und Ethylhexylphenylphthalat. Geeignete N-Alkylarylsulfonamide umfassen N-(C₁-C₈)Alkylarylsulfonamide wie N-n-Butylbenzolsulfonamid, N-n-Butyltoluolsulfonamid, N-Ethylbenzolsulfonamid und N-Isobutylbenzylsulfonamid.
Andere optionale Bestandteile umfassen Silan-Adhäsionsbeschleuniger, die ein jeglicher von denjenigen sein können, die auf dem Gebiet bekannt sind, einschließlich gamma-Mercaptopropyltrimethoxysilan, gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, gamma-Aminopropyltriethoxysilan und Gemische davon. Geeignete Silane umfassen auch die Organo-Amino-Silane, die in der US-PS 4,340,524 beschrieben sind.
Als ein optionaler Füllstoff kann Silica eine hydrophile pyrogene Kieselsäure sein oder sie kann ein hydrophobes pyrogenes Silica-Kieselsäurederivat sein, in dem einige der Hydroxylgruppen auf der Oberfläche der pyrogenen Kieselsäure durch Trimethylsiloxylgruppen ersetzt wurden. Solche hydrophoben Silicas sind als Silicasilylate bekannt und käuflich erhältlich. Geeignete Verdickungsmittel, die verwendet werden können, umfassen Poly(ox-1,2-ethandiyl)-alpha-hydro-omegahydroxypolymer mit Oxy-1,2-ethandiyl-alpha-hydro-omega-hydroxy-nonylphenoxyglycidyletheroligomeren und 5-Isocyanato-1-(isocyanatomethyl)-1,3,3-trimethylcyclohexan oder Hydroxyethylcellulose- oder Polyacrylsäurepolymere und -Copolymere oder eine Base wie Natriumhydroxid, um den pH-Wert anzuheben, falls genügend Carboxylat in dem System vorhanden ist.
Die Dichtmittel und Klebstoffe können restliches, nicht-polymerisiertes, polymerisierbares oberflächenaktives Mittel enthalten. Zusätzliches polymerisiertes oder nicht-polymerisiertes polymerisierbares oberflächenaktives Mittel oder, weniger bevorzugt, optionale herkömmliche anionische, nicht-ionische oder amphotere Tenside oder Gemische davon können auch in dem endgültigen Dichtmittel oder Klebstoff vorhanden sein. Geeignete herkömmliche Tenside umfassen diejenigen, die hierin beschrieben sind. Füllstoffe können gegebenenfalls erfindungsgemäß verwendet werden, wie ein jeglicher herkömmlicher anorganischer Füllstoff, z. B. Carbonate, Oxide und Sulfate. Geeignete Füllstoffe umfassen Calciumcarbonat, Calciumoxid, Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat und dergleichen. Wenn vorhanden, kann der Füllstoff etwa 10 bis etwa 30 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, betragen. Die Dichtmittelzusammensetzung kann auch, falls gewünscht, einen Einfrier-Auftau-Stabilisator, ein Biozid, Füllstoffe und ein bekanntes Bearbeitungshilfsmittel enthalten. Die Dichtmittelzusammensetzung kann leicht unter Verwendung eines herkömmlichen Mischers, gefolgt von Entgasen, hergestellt werden. Misch- und Entgasungsverfahren sind bekannt.
Alle Dokumente, z. B. Patente und Zeitschriftenartikel, die vorstehend oder nachstehend zitiert werden, sind hierdurch durch eine Referenz in ihrer Gesamtheit eingeschlossen. Wie in den nachstehend beschriebenen Beispielen verwendet, weisen die nachstehenden Bezeichnungen, Symbole, Begriffe und Abkürzungen die angegebenen Bedeutungen auf:
Die Menge an agglomerierten Polymeren oder "Koagulum" in den sich ergebenden Latices beim Abschluss der Polymerisation wird durch Sammeln der agglomerierten Polymere mit Hilfe eines 20 mesh-Siebs, das Öffnungen aufweist, die ausreichend groß sind, um die getrennten nicht-agglomierierten Polymere durchtreten zu lassen, Spülen der gesammelten agglomerierten Polymere mit Wasser und Abwiegen der verbleibenden agglomerierten Polymere, die auf dem Sieb festgehalten wurden, bestimmt. Der prozentuale Anteil an Koagulum wird dadurch berechnet, dass das Gewicht des Koagulums durch das theoretische Gewicht des gesamten Latex, basierend auf den Gewichten der für die Polymerisationsreaktion verwendeten Bestandteile, geteilt wird.
Die Viskosität der sich ergebenden Latices nach der Polymerisation wird mit Hilfe eines RV-Brookfield-Synchro-Lectric-Viskosimeters, ausgestattet mit einer Nr. 3-Spindel, bestimmt. Während solcher Bestimmungen werden 950 ml eines jeden Latex in einen 1000 ml-Becher gegeben und das Viskosimeter bei 25°C und 60 UpM betrieben.
Die mechanische Stabilität der Latices nach Exposition gegenüber mechanischem Stress wird bewertet, um das Ausmaß zu bestimmen, in dem eine Veränderung der Viskosität und/oder des visuellen Auftretens von Koagulum auftritt. Insbesondere wird ein Becher eines jeden Latex in einen Edelstahl-Hamilton Beach-Mischer gegeben und der Mischer bei mittlerer Geschwindigkeit betrieben, bis der Latex koaguliert. Versagen des Latex ist derjenige Punkt, bei dem eine Abtrennung des Koagulums visuell beobachtet werden kann. Ein längerer Zeitraum des Mischens bei mittlerer Geschwindigkeit ohne eine Abtrennung des Koagulums, d. h. ein längerer Zeitraum vor einem Versagen, ist eine hochgradig erwünschte Eigenschaft eines Latex.
Feststoffe von Latices wurden durch Konzentration des Latex bei 120°C in einem Ofen, um alle flüchtigen Bestandteile zu entfernen, und darauf folgendes Abwiegen des Rests bestimmt. Der pH-Wert einer jeden Lösung wurde mit Hilfe eines Orion 210 pH-Meters gemessen. Die Partikelgröße wurde mit Hilfe eines Nicomp 370 [Submikron-Analysegerät (bis 2 μm (microns))] gemessen.
Die Partikelgröße der sich ergebenden Latices wurde mit einem NICOMP 370C-Autoverdünnungs-Partikelgröße-Analysegerät unter Verwendung von Standardverfahren und Bedingungen für einen Betrieb einer solchen Ausrüstung bestimmt und die Daten für 50% Volumen in Nanometer-Einheiten aufgezeichnet.
Die Wasserempfindlichkeit, d. h. Hydrophobizität, der sich ergebenden Latices wurde mit Hilfe von ASTM D724-45 bestimmt.
Alle ¹H-NMR-Spektren wurden mit Hilfe eines 270 MHz Joel Delta NMR-Fourier-Transformationsspektrometers aufgezeichnet. Chemische Verschiebungen (δ) sind in Teilen pro Million (ppm) im Tieffeldbereich von Tetramethylsilan (TMS) unter Verwendung von innerem TMS oder restlichem nicht-deuteriertem Lösungsmittel als Bezugswert wiedergegeben. NMR-Daten für alle Proben wurden durch Lösen der festen Probe in CD₃OD aufgenommen.
Das Allylamin und Propylamin kann von Aldrich Chemical Company (USA) bezogen werden.
In den nachstehenden Beispielen sind alle Mengen in Gewichtsprozent an aktivem Material angegeben, es sei denn, es ist anders angegeben. Der Fachmann wird erkennen, dass Modifizierungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne das Wesen oder den Umfang der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung wird weiter durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht, die die Erfindung oder den Umfang der spezifischen hierin beschriebenen Verfahren und Zusammensetzungen nicht begrenzen sollen.
Emulsionspolymerisation und Latexbildung
Beispiel 1
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 48 : 49 : 3) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (ADDBS) wird wie folgt hergestellt. Etwa 254 g voll entsalztes Wasser und etwa 10,6 g ADDBS (als 22%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit einer Rührvorrichtung, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Das Reaktionsgefäß wird unter Rühren mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 80–82°C erhitzt. Die Temperatur des Reaktorinhalts wird auf etwa 77–79°C eingestellt und etwa 75 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 374 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 16,9 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,9 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 82,5 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 7 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 7–10°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 299 g des Monomergemisches (die verbleibenden 80% MMA/BA/MMA-Monomergemisch), 64,5 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 15,55 g ADDBS (als 22%ige aktive wässrige Lösung) gleichzeitig zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 78–81°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle II beschrieben.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 48 : 49 : 3) in Kombination mit dem Propylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (PDDBS) wird wie folgt hergestellt. Etwa 330 g voll entsalztes Wasser und etwa 25 g PDDBS (als 20%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 80–82°C erhitzt. Die Temperatur des Reaktorinhalts wird auf etwa 77–79°C eingestellt und etwa 75 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 374 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15,5 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,9 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,6 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 5 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 3–5°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 299 g des Monomergemisches (die verbleibenden 80%), 62 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) gleichzeitig zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 78–82°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle II beschrieben.
Beispiel 3
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 46,1 : 50,8 : 3,1) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Nonylphenol9-EO-phosphatsäureester (Cedephos CP-610) wird wie folgt hergestellt. Etwa 249 g voll entsalztes Wasser und etwa 11,0 g des Allylaminsalzes von Cedephos CP-610 (als eine 20%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 75–77°C erhitzt. Die Temperatur des Reaktorinhalts wird auf etwa 71–74°C eingestellt und etwa 74 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 371 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,9 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 74,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 5–8°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 299 g des Monomergemisches (die verbleibenden 80% MMA/BA/MMA-Monomergemisch), 60,7 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 15,3 g des Allylaminsalzes von Cedephos CP-610 (als eine 20%ige aktive wässrige Lösung) gleichzeitig zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 78–81°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle II beschrieben.
Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 46 : 51 : 3) in Kombination mit dem Propylaminsalz von Nonylphenol9-EO-phosphatsäureester (Cedephos CP-610) wird wie folgt hergestellt. Etwa 251 g voll entsalztes Wasser und etwa 10,2 g des Propylaminsalzes von Cedephos CP-610 (als eine 20%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 75–77°C erhitzt. Die Temperatur des Reaktorinhalts wird auf etwa 71–74°C eingestellt und etwa 75 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 375 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,9 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 8–10°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 300 g des Monomergemisches (die verbleibenden 80% MMA/BA/MMA-Monomergemisch), 61,5 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 15,3 g des Propylaminsalzes von Cedephos CP-610 (als eine 20%ige aktive wässrige Lösung) gleichzeitig zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 78–80°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle II beschrieben.
Beispiel 5
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 48 : 49 : 3) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Laurinsäure (ALA) wird wie folgt hergestellt. Etwa 205 g voll entsalztes Wasser und etwa 1,6 g ALA (als eine 20%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 70–73°C erhitzt. Die Temperatur des Reaktorinhalts wird auf etwa 71–73°C eingestellt und etwa 75 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 374 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,8 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 2–3°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 299 g des Monomergemisches (die verbleibenden 80% MMA/BA/MMA-Monomergemisch), 61,5 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 29,2 g des ALA (als eine 20%ige aktive wässrige Lösung) gleichzeitig zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 78–81°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 83–85°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle II beschrieben.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 48 : 49 : 3) in Kombination mit dem Propylaminsalz von Laurinsäure (PLA) wird wie folgt hergestellt. Etwa 206 g voll entsalztes Wasser und etwa 1,6 g PLA (als 20%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 75–77°C erhitzt. Die Temperatur des Reaktorinhalts wird auf etwa 71–73°C eingestellt und etwa 7 g des Monomergemisches (2% von insgesamt 373 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,8 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 2–3°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 366 g des Monomergemisches (die verbleibenden 98% MMA/BA/MMA-Monomergemisch), 61,5 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 28,4 g des PLA (als eine 20%ige aktive wässrige Lösung) gleichzeitig zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 79–82°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 83–85°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle II beschrieben.
Beispiel 7
Ein Vinylacetat/Butylacrylat (VA/BA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 78,9 : 21,1) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (ADDBS) und Propylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (PDDBS) wird wie folgt hergestellt. Etwa 245 g voll entsalztes Wasser und etwa 1,5 g ADDBS (als 20%ige aktive wässrige Lösung), 1,5 g PDDBS (als 23%ige aktive wässrige Lösung) und 1,0 g Natriumsulfat werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 65–68°C erhitzt. Die Temperatur des Inhalts des Reaktionsgefäßes wird auf etwa 63–65°C eingestellt und etwa 73,7 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 369 g des VA/BA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der gesamten Lösung von 1,8 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 5 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben. Die Temperatur des Reaktions gefäßes wird auf etwa 82–84°C erhöht. Ein Anzeichen für eine Polymerisation wird durch das Auftreten von blauer Farbe in dem Reaktionsinhalt und einer leichten Exotherme von 1–2°C beobachtet. Die Temperatur des Reaktionsinhalts wird auf etwa 76–78°C eingestellt und etwa 294 g des BA/VA-Monomergemisches (die verbleibenden 80%), 61,5 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%), 27,46 g ADDBS (als 20%ige aktive wässrige Lösung) und 8,59 g PDDBS (als 23%ige aktive wässrige Lösung) werden gleichzeitig in das Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 4 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes auf einer Temperatur von etwa 78–82°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und unter Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle III beschrieben.
Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel)
Ein Vinylacetat/Butylacrylat (VA/BA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 79,1 : 20,9) in Kombination mit dem Propylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (PDDBS) wird wie folgt hergestellt. Etwa 162 g voll entsalztes Wasser und etwa 5,4 g PDDBS (als eine 23%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 65–68°C erhitzt. Die Temperatur des Inhalts des Reaktionsgefäßes wird auf etwa 62°C eingestellt und etwa 5,0 g des Monomergemisches (2% von insgesamt 245 g des VA/BA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 10,1 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der gesamten Lösung von 1,8 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 15 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird auf etwa 82–84°C erhöht. Ein Anzeichen für eine Polymerisation wird durch das Auftreten von blauer Farbe in dem Reaktionsinhalt und einer leichten Exotherme von 2–4°C beobachtet. Die Temperatur des Reaktionsinhalts wird auf etwa 76–78°C eingestellt und etwa 240 g des BA/VA-Monomergemisches (die verbleibenden 80%), 40,7 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 16,8 g PDDBS (als 23%ige aktive wässrige Lösung) werden gleichzeitig in das Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 4 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes auf einer Temperatur von etwa 78–80°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und unter Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle III beschrieben.
Beispiel 9
Ein Vinylacetat/Butylacrylat (VA/BA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 78,9 : 21,1) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (ADDBS) und dem Ammoniumsalz von Laurylethersulfat mit 30 EO-Gruppen (ALSE) wird wie folgt hergestellt. Etwa 245 g voll entsalztes Wasser und etwa 1,5 g ADDBS (als 19%ige aktive wässrige Lösung) und 1,0 g Natriumsulfat werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 65–68°C erhitzt. Die Temperatur des Inhalts des Reaktionsgefäßes wird auf etwa 60–63°C eingestellt und etwa 73,7 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 369 g des VA/BA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der gesamten Lösung von 1,8 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 5 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird auf etwa 82–84°C erhöht. Ein Anzeichen für eine Polymerisation wird durch das Auftreten von blauer Farbe in dem Reaktionsinhalt und einer leichten Exotherme von 1–2°C beobachtet. Die Temperatur des Reaktionsinhalts wird auf etwa 78–81°C eingestellt und etwa 294 g des BA/VA-Monomergemisches (die verbleibenden 80%), 61,4 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%), 27,8 g ADDBS (als 20%ige aktive wässrige Lösung) und 6,3 g ALSE (als 30%ige aktive wässrige Lösung) werden gleichzeitig in das Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 4 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes auf einer Temperatur von etwa 78–82°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und unter Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle III beschrieben.
Beispiel 10
Ein Vinylacetat/Butylacrylat (VA/BA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 78,9 : 21,1) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (ADDBS) und Propylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure (PDDBS) wird unter Verwendung eines Redox-Paares als Starter wie folgt hergestellt. Etwa 251 g voll entsalztes Wasser und etwa 1,5 g ADDBS (als 19%ige aktive wässrige Lösung}, 0,9 g PDDBS (als 23%ige aktive wässrige Lösung) und 0,3 g Natriumhydrogencarbonat werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit Rührmitteln, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Unter Rühren wird das Reaktionsgefäß mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 65–68°C erhitzt. Die Temperatur des Inhalts des Reaktionsgefäßes wird auf etwa 63–65°C eingestellt und etwa 10,3 g des Monomergemisches (2% von insgesamt 513 g des VA/BA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) werden zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 15 Minuten werden 13,7 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der gesamten Lösung von 2,0 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 66,5 g Wasser) und 13,7 g einer Natriummetabisulfitlösung (20% der gesamten Lösung von 0,83 g Natriummetabisulfit, gelöst in 67,8 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 5 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben. Ein Anzeichen für eine Polymerisation wird durch das Auftreten von blauer Farbe in dem Reaktionsinhalt und einer leichten Exotherme von 1–2°C beobachtet. Die Temperatur des Inhalts des Reaktionsgefäßes wird auf etwa 68–72°C eingestellt und 54,9 g der Natriummetabisulfitlösung (die verbleibenden 80%), 54,8 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%), 503 g des BA/VA-Monomergemisches (die verbleibenden 98%), 29,3 g ADDBS (als 19%ige aktive wässrige Lösung) und 10,3 g PDDBS (als 23%ige aktive wässrige Lösung) werden gleichzeitig über einen Zeitraum von 3 Stunden unter fortwährendem Rühren zugegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes auf einer Temperatur von etwa 68–72°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 75–78°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und unter Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-) Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Verschiedene physiochemische Eigenschaften des Latex sind in Tabelle III beschrieben.
Beispiel 11
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 48 : 49 : 3) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Laureth-3EO-sulfat (AES-3) wird wie folgt hergestellt. Etwa 205 g voll entsalztes Wasser und etwa 1,6 g AAES-3 (als 25,5%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit einer Rührvorrichtung, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Das Reaktionsgefäß wird unter Rühren mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 77–79°C erhitzt. Sodann werden etwa 75 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 376 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15,0 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,9 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 72,9 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 4 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 12–14°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 301 g des Monomergemisches (die verbleibenden 80% MMA/BA/MMA-Monomergemisch), 59,8 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 22,0 g AAES-3 (als 22%ige aktive wässrige Lösung) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 78–82°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm-(250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen. Der sich ergebende Latex weist die folgenden Eigenschaften auf:
Beispiel 12
Ein Methylmethacrylat/Butylacrylat/Methacrylsäure (MMA/BA/MMA)-Copolymer (in einem Gewichtsverhältnis von etwa 48 : 49 : 3) in Kombination mit dem Allylaminsalz von Laurlysulfat (AS) wird wie folgt hergestellt. Etwa 222 g voll entsalztes Wasser und etwa 2,3 g AS (als 17,2%ige aktive wässrige Lösung) werden in ein Reaktionsgefäß gegeben, das für eine Emulsionspolymerisation geeignet ist und mit einer Rührvorrichtung, Heizelementen und Kühlelementen ausgestattet ist. Das Reaktionsgefäß wird unter Rühren mit Stickstoff (99% rein) gespült und auf etwa 77–79°C erhitzt, Sodann werden etwa 77 g des Monomergemisches (20% von insgesamt 378 g des MMA/BA/MMA-Monomergemisches in dem vorstehend angegebenen Verhältnis) zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Nach 10 Minuten werden 15,4 g einer Ammoniumpersulfatlösung (20% der Gesamtlösung von 1,9 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 75,0 g Wasser) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von etwa 4 Minuten unter fortwährendem Rühren gegeben, wobei währenddessen ein Exotherm von etwa 7–8°C auftritt. Nach dem Abschluss des Exotherms werden etwa 301 g des Monomergemisches (die verbleibenden 80% MMA/BA/MMA-Monomergemisch), 61,6 g der Ammoniumpersulfatlösung (die verbleibenden 80%) und 33,7 g AS (als 17,2%ige aktive wässrige Lösung) zu dem Reaktionsgefäß über einen Zeitraum von 2 Stunden unter fortwährendem Rühren gegeben, während der Inhalt des Reaktionsgefäßes bei einer Temperatur von etwa 78–82°C gehalten wird. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird sodann auf etwa 82–84°C unter fortwährendem Rühren etwa 15 Minuten erhöht. Nach diesen 15 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30°C abgekühlt. Das sich ergebende Latexprodukt wird vollständig aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit Hilfe der Schwerkraft und Verwendung eines ersten 0,841 mm-(20 mesh-)Siebs und sodann eines zweiten 0,063 mm- (250 mesh-)Siebs filtriert. Das gesamte Latex-Koagulum (d. h. der Feststoff) aus beiden Sieben wird gesammelt, vereinigt und abgewogen.
Der sich ergebende Latex weist die folgenden Eigenschaften auf:
Beispiel 13
Die Hydrophobizität eines Latex, der mit Hilfe eines typischen nicht-polymerisierbaren Tensids hergestellt wurde, wurde mit der eines Latex verglichen, der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen beispielhaften polymerisierbaren Tensids hergestellt wurde. Mittels ASTM D724-45 wurde festgestellt, dass der in Beispiel 1 hergestellte Latex (unter Verwendung von ADDBS) eine bemerkenswerte Hydrophobizität im Vergleich zu dem gemäß Beispiel 1 hergestellten Latex (unter Verwendung des Ammoniumsalzes von Dodecylbenzolsulfonsäure, AmDDBS) aufweist. Die Veränderung des Kontaktwinkels als eine Funktion der Zeit für einen Wassertropfen an jeder der Latex-Filmoberflächen wurde gemessen und die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt.
Ohne an eine jegliche Theorie gebunden zu sein, zeigt ein sich schnell erniedrigender Kontaktwinkel bei der Beobachtung eines Latexfilms an, dass der Wassertropfen den Film aufgrund oberflächenbezogener Fehler des Films durchdringt. Ein konstanter Wassertropfen-Kontaktwinkel wie im Fall des ADDBS-abgeleiteten Latex zeigt das gewünschte Ergebnis an, wobei Wasser nicht in der Lage ist, den hydrophoben Film zu durchdringen.
In einem Test, der ähnlich zu den Messungen des Kontaktwinkels ist, wurde die Hydrophobizität eines mit Hilfe eines typischen nicht-polymerisierbaren Tensids hergestellten Latex mit derjenigen eines Latex verglichen, der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen beispielhaften polymerisierbaren Tensids hergestellt wurde, wobei die verschiedenen Latexfilme auf poröses Filterpapier geschichtet und mit Wärme ausgehärtet wurden und mit Wasser behandelt wurden. Wie in den nachstehenden Ergebnissen gezeigt, trat im Fall des von dem ADDBS-Tensid abgeleiteten Latex Wasser leicht und unerwünschter Weise innerhalb weniger Sekunden durch den Film hindurch und wurde von dem Papier absorbiert. Jedoch drang Wasser bei dem von dem ADDBS-Tensid abgeleiteten Latexfilm nicht durch oder wurde nicht absorbiert und der Wassertropfen behielt seine ursprüngliche Form auf dem Latexfilm, bis er durch Verdampfungswirkungen (mindestens 30 Minuten) beeinflusst wurde.
Beispiel 14
Die Adhäsionseigenschaften eines mit Hilfe eines typischen nicht-polymerisierbaren Tensids hergestellten Latex wurden mit denjenigen eines Latex verglichen, der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen beispielhaften polymerisierbaren Tensids hergestellt wurde. Es stellte sich heraus, dass der in Beispiel 1 (mit Hilfe von ADDBS) hergestellte Latex ein im Vergleich mit dem gemäß Beispiel 1 (unter Verwendung des Ammoniumsalzes von Dodecylbenzolsulfonsäure, AmDDBS) hergestellten Latex ein stark verbessertes Adhäsionsprofil aufweist. Adhäsionsdaten wurden für jedes Latex-Acryl-Gitter mit Hilfe des ASTM-Verfahrens D897 gesammelt. Dieses Testverfahren ist ein Standardtest für die "Blockzug" genannte Adhäsion. Ergebnisse aus dem Test sind in Pfund pro Quadratinch (p. s. i.) angegeben, wobei je höher der Wert in p. s. i. ist, desto besser sind die Adhäsionseigenschaften des Latex. Ein Adhäsionsversagen wird als derjenige Punkt definiert, an dem der Latex beim Anlegen einer Zugkraft nicht mehr an die Oberfläche des Substrats anhaftet. Ein Kohäsionsversagen ist als derjenige Punkt definiert, an dem der Latex selbst versagt, d. h. in zwei oder mehrere Teile zerreißt, jedoch an das Substrat gebunden bleibt. Die Adhäsionstests erfolgten mit Hilfe einer Instron Modell 1123-Vorrichtung mit einer Ladezelle von 2270 kg (5000 Pfund), einer Probengröße von 0,5 g Latex und einer Oberfläche von 25,80 cm² (4 inch²), wobei die behandelten Probenblöcke bei Raumtemperatur (d. h. 25°C) 3 Tage unter 1,25 kPa [0,25 p. s. i.] äußerem Druck getrocknet wurden. Aluminium- und Stahlblöcke wurden durch Abschleifen mit extra feinem 220-Schleifpapier, bis sie beim Anfühlen glatt waren, hergestellt. Eine abgewogene Menge eines jeden Latex (0,5 g) wurde auf eine Oberfläche eines Blocks gegeben und ein weiterer Block 3 Tage darauf gestellt. Ein Versagen wurde durch visuelle Betrachtung bestimmt, wobei die nachstehend gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Latex-Tensid Adhäsionsversagen kPa (p. s. i.)

AmDDBS (nicht-polymerisierbar) 448,16 (65)

ADDBS (polymerisierbar) 1172,11 (170)
Beispiel 15
Die Latexfilm-Vergilbungseigenschaften eines mit Hilfe eines typischen nichtpolymerisierbaren Tensids hergestellten Latex wurden mit denjenigen eines Latex verglichen, der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen beispielhaften polymerisierbaren Tensids hergestellt wurde. Es stellte sich heraus, dass der in Beispiel 1 (mit Hilfe von ADDBS) hergestellte Latex im Vergleich zu dem gemäß Beispiel 1 (mit Hilfe des Ammoniumsalzes von Dodecylbenzolsulfonsäure, AmDDBS) hergestellten Latex ein stark verbessertes Film-Vergilbungsprofil aufweist. Latexfilm-Vergilbung wurde nach Altern der Filme für 6 Monate bei Raumtemperatur bei etwa Standard-atmosphärischen Bedingurigen verglichen. Es ist hochgradig erwünscht, wie dem Fachmann bekannt ist, einen Latexfilm herzustellen, der nicht mit der Zeit nach Auftragen auf eine Oberfläche vergilbt. Nach einem Zeitraum von 6 Monaten zeigte der ADDBS-abgeleitete Latex deutlich eine signifikant hellere Farbe als der AmDDBS-abgeleitete Latex. Absorptionsmessungen erfolgten für jeden Latex bei 350 nm und 420 nm. Je niedriger die Absorption bei einer bestimmten Wellenlänge, desto heller ist der Latex (d. h. desto weniger gelb ist der Latex). Ergebnisse der Messungen für die zwei Latices sind nachstehend gezeigt.
Beispiel 16
Die Scheuerbeständigkeitseigenschaften eines mit Hilfe eines typischen nichtpolymerisierbaren Tensids hergestellten Latex wurden mit denjenigen eines Latex verglichen, der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen beispielhaften polymerisierbaren Tensids hergestellt wurde. Es stellte sich heraus, dass der in Beispiel 1 (mit Hilfe von ADDBS) hergestellte Latex verbesserte Scheuereigenschaften im Vergleich zu dem gemäß Beispiel 1 (mit Hilfe des Ammoniumsalzes von Dodecyl benzolsulfonsäure, AmDDBS) hergestellten Latex aufweist. Die Scheuerfestigkeit der Latices wurde mit Hilfe des ASTM-Scheuertests D2486 bewertet. Sieben Sterne-Flachhaus-Acrylfarbe, 103A100 Weiß, von Ace Hardware wurde in dem Test verwendet. Die von ADDBS und AmDDBS abgeleiteten Latices wurden einzeln zu der Farbe in einem Verhältnis von 2 : 1 (Latex : Farbe) gegeben.
FTIR-Vergleiche erfolgten durch Gießen von Latexfilmen auf Glas, die von ADDBS und AmDDBS abgeleitet waren. Die Filme wurden bei Raumtemperatur mehrere Tage getrocknet, von dem Glas entfernt und bei Raumtemperatur und Umgebungsbedingungen 6 Monate gealtert. Die Filme wurden einzeln auf ZnSe-Platten gelegt und die FTIR-Spektren aufgezeichnet. Peak-Höhen wurden an dem Absorptionspeak bei 1035 cm^–1 (d. h. dem S=O-Streckpeak) für jeden Film gemessen. Es stellte sich heraus, dass der in Beispiel 1 (mit Hilfe von ADDBS) hergestellte Latex im Vergleich zu dem gemäß Beispiel 1 (mit Hilfe des Ammoniumsalzes von Dodecylbenzolsulfonsäure, AmDDBS) hergestellten Latex eine viel niedrigere Peakhöhen-Absorption in dem FTIR-Spektrum aufweist. Ohne an eine jegliche bestimmte Theorie gebunden zu sein, zeigt eine niedrigere Peakhöhen-Absorption eine wünschenswerte Eigenschaft des Latex an, wobei die einzelnen Tensidmoleküle nicht an der Oberfläche des Latexfilms vorliegen, d. h. sie sind nicht an die Oberfläche des Films gewandert.

Latex-Tensid Latex-FTIR-Absorption (× 10^–4)

AmDDBS (nicht-polymerisierbar) 73

ADDBS (polymerisierbar) 29
Beispiel 17
Beschichtungen: Hochglanz-, seidenmatte und matte Anstriche
Formulierte Anstriche die herkömmliche oder nicht-wandernde Tenside beinhalten: Adhäsions- und Wasserfleckenanalyse
Mehrere Hochglanzanstriche, basierend auf entweder nicht-wandernden Tensiden (NMS) oder herkömmlichen Tensiden (TS), wurden hergestellt und getestet.
Herstellung von Latex
Latices L1 und L2 wurden unter Verwendung der in Tabelle IV aufgelisteten Komponenten in den angegebenen Mengen gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren formuliert.
TABELLE IV
Verfahren

A. Beschicken eines Reaktionsgefäßes mit der Tensidlösung (1–2) und Erhitzen auf 80°C unter Stickstoff.
B. Zusetzen von 20% des Monomergemisches (3–5) zu dem Reaktionsgefäß.
C. Zusetzen von 20% der Starterlösung (6–7) bei einer Geschwindigkeit von 2,5 ml/min.
D. Wenn die Exotherme abklingt, Starten der Zugabe des restlichen Monomergemisches, der restlichen Starterlösung und Tensidlösung (8–9) gleichzeitig über 2 Stunden.
E. Beibehalten der Temperatur bei etwa 82–83°C während der Reaktion und für 30 min nach vollständiger Zugabe.
F. Abkühlen auf Raumtemperatur und Entfernen des Latex.

Herstellung von Anstrichen

Hochglanzanstriche LP1 und LP2 wurden unter Verwendung der Komponenten und deren Mengen (Massenbasis) hergestellt, die in Tabelle V gezeigt sind. Alle Anstriche waren weiß. Ein Anstrich, der den Latex umfasste, der mit nicht-wanderndem erfindungsgemäßem Tensid hergestellt wurde, wird als LP1 hierin bezeichnet und ein Anstrich, der durch Einbauen des Latex hergestellt wurde, der mit herkömmlichem Tensid hergestellt wurde, wird als LP2 hierin bezeichnet. Tabelle V: Hochglanz-Latexanstrichformulierung Pigment-Volumenkonzentration ~21%

Material	Teile
Propylenglykol	6,82
Dispergiermittel (Tamol 731 DP, Rohm & Haas)	0,44
Methylcarbitol	0,97
Rheologie-Modifizierungsmittel (Acrysol RM-2020 NPR, Rohm & Haas)	3,09
Titandioxid (Ti-Pure R-700, DuPont)	26,20
Wasser	9,37
Latex (hergestellt mit herkömmlichem (L2) oder nicht-wanderndem (L1) Tensid)	52,80
Entschäumer (Dow Corning 65 oder äquivalent)	≤ 0,25

Viskositäts- und Glanzwerte
Bewertung von Adhäsion an gealtertes Alkyd
Substrate wurden durch die Auftragung von schwarzen Alkyd-Anstrichfilmen (Benjamin Moore "Impervo" High Gloss Metal & Wood Enamel) mit einer Nassdicke von 0,1778 mm (0,007'') auf Plastik-Leneta-Paneele hergestellt. Diese Substrate wurden bei 22°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) für mindestens 6 Wochen gealtert. Latex-Anstrichfilme mit einer Nassdicke von 0,0762 mm (0,003'') wurden sodann auf diese Substrate aufgezogen und 5 Tage bei 22°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit gealtert. Proben wurden in Wasser für 16–18 Stunden eingetaucht und direkt vor einer Bewertung herausgenommen. Das Aussehen der Anstrichfilme wurde bewertet und die Filme wurden sodann einem Adhäsionstest unterzogen. Eine Adhäsion der Latexfilme an die Alkydsubstrate wurde dadurch getestet, dass ein "x" in den Anstrichfilm geschnitten wurde, ein Permacel^®-Band Nr. 99 auf die geschnittene Fläche gelegt wurde, etwa 60–75 s gewartet wurde und sodann das Band entfernt und das Ausmaß bestimmt wurde, in dem der Anstrich entfernt wurde (ASTM D-3359 A). Ein getrennter qualitativerer Test beinhaltete eine Verwendung einer Rasierklinge, um kurze Linien (mit einer Länge von etwa 1,5–2 cm) in die Anstrichfilme zu schneiden, und sodann einen Versuch, eine Delamination der Anstrichfilme dadurch zu bewirken, dass mit einem Standard-Radiergummi über den Schnitt gerieben wurde. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse ist in der nachstehenden Tabelle angegeben. Eine genauere Beschreibung der Ergebnisse folgt der Tabelle.
Ergebnisse
Bewertung des Aussehens von Anstrichproben nach einem Wassereintauchen
Nicht-wanderndes Tensid: Sie sah etwa gleich aus wie vor dem Test (behielt ihr ursprüngliches glattes und glänzendes Aussehen).
Herkömmliches Tensid: Viele Blasen (Blasen von etwa 1 mm im Durchmesser und mit einem Abstand von 2–5 mm. Bewertung gemäß ASTM D-714: 5M–6M).
Als der Anstrichfilm unter Umgebungsbedingungen äquilibriert wurde, flachten sich die Blasen zu Kratern ab.
X-Schnitt-Adhäsionstest (ASTM-Verfahren D3359 A)
Nicht-wanderndes Tensid: Im Wesentlichen wurde kein Anstrich außerhalb des Bereichs, der direkt mit dem Band in Kontakt stand, entfernt. Nahezu der gesamte Anstrich, der entfernt wurde, lag innerhalb der Grenzen des x-Schnitts (d. h. eine imaginäre rechteckige Box, die das x einschloss).
Herkömmliches Tensid: Signifikante Mengen an Anstrich wurden entfernt, einschließlich des Anstrichs, der gut außerhalb des mit dem Band in Kontakt stehenden Bereichs und gut jenseits der Grenzen des x-Schnitts lag.
Radiergummi-Reib-Adhäsionstest
Nicht-wanderndes Tensid: Wenn die Schnitte mit dem Radiergummi gerieben wurden, delaminierte kein Anstrich. Eher wurden die Ränder des Schnitts geglättet und die Schnitte ragten weniger heraus.
Herkömmliches Tensid: Ein Anstrich delaminierte leicht, wodurch weite Streifen des exponierten Substrats (etwa 2–5 cm) zurückgelassen wurden. Unterhalb des delaminierten Anstrichs wurde der Alkydanstrich nass.
Diese Daten zeigen, dass die Adhäsionseigenschaften und ein Fehlen von Blasenbildung des Anstrichs, der auf dem polymerisierbaren oberflächenaktiven Mittel basiert, signifikant besser sind als eine ähnliche Anstrichformulierung, die unter Verwendung eines herkömmlichen Tensids hergestellt wurde.
Adhäsion an Aluminium (ASTM D-3359, Verfahren B)
Aluminium-Testpaneele wurden von P. N. Gardner Co. erhalten und mit einem Detergenz geschrubbt, mit vollentsalztem Wasser gespült und mit einem Luftstrom oder mit einem absorbierenden Gewebe vor einer Verwendung getrocknet. Anstrichfilme mit einer Dicke von 0,0762 mm (0,003'') wurden auf saubere Paneele in dem Labor aufgezogen und ihnen wurde ermöglicht, bei entweder 22°C und 50% RH oder bei Laborraumtemperatur und 84% RH zu trocknen.
Gekreuzte Schraffurtests einer Adhäsion an Aluminium wurden wie folgt durchgeführt. Gekreuzte Schraffurmuster bei einer Dichte von etwa 11 Schnitten pro Zentimeter (3–4 Bereiche auf jedem der zwei Testpaneele) wurden unter Verwendung einer Rasierklinge geschnitten. Eine Adhäsion wurde dadurch getestet, dass Permacel^®-Band Nr. 99 auf die gekreuzten Schraffurbereiche aufgetragen wurde und das Band nach etwa 60–75 s abgezogen wurde. Der Prozentsatz an dem Anstrich innerhalb der Testbereiche, die delaminiert wurden, wurde visuell quantifiziert und die entsprechenden ASTM-spezifizierten Bewertungen wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VI angegeben.
Tabelle VI
Diese Tests zeigen, dass ein Anstrich, der ein nicht-wanderndes erfindungsgemäßes Tensid enthält, eine signifikant bessere Adhäsion an ein Substrat aufweist als ein Anstrich, der unter Verwendung eines herkömmlichen Tensids hergestellt wurde, sogar, wenn ein Trocknen bei relativ hoher Luftfeuchtigkeit ermöglicht wurde.
Wassertupfenbeschädigung (Tensidausblühen)
Antrichfilme mit einer Dicke von 0,0762 mm (0,003'') wurden auf Plastikpaneele aufgezogen und ihnen wurde ermöglicht, 24 Stunden bei 22°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit zu trocknen. Ein zweiter Film des gleichen Anstrichs und der gleichen Dicke wurde über den ersten gezogen. Den Proben wurde ermöglicht, zusätzlich vier Tage bei 22°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit zu trocknen. Drei große Wassertropfen (etwa 6 mm im Durchmesser) und drei kleine Wassertropfen (etwa 2,5 mm im Durchmesser) wurden auf jede Probe aufgetragen und ihnen wurde ermöglicht, unter Umgebungsbedingungen zu verdampfen. Das relative Ausmaß an Ausblühen wurde visuell bewertet. Ein Ausblühen wurde durch das Vorhandensein eines Rings gekennzeichnet, innerhalb dessen der Glanz aufgrund der Ablagerung von wasserlöslichen Materialien auf die Anstrichoberflächen vermindert war. Der Rückstand von einem großen Tropfen auf jeder Probe wurde mit einem Gewebe entfernt, das mit vollentsalztem Wasser gesättigt war, und jeder verbleibende Schaden an den Anstrichfilmen wurde visuell bewertet. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefasst.
Ergebnisse
Die vorstehenden Daten zeigen, dass der Anstrich LP1, der mit nichtwanderndem Tensid formuliert war, eine signifikant bessere Leistung aufwies als der Anstrich LP2, der mit herkömmlichem Tensid formuliert war. Eine dem Tensidausblühen zuzurechenbare Beschädigung wurde signifikant durch die Verwendung von nicht-wanderndem Tensid vermindert.
Blockierungsbeständigkeit (ASTM D-4946, modifiziert)
Anstrichfilme mit einer Dicke von 0,0762 mm (0,003'') wurden auf ein abgedichtetes Papier aufgezogen und 5 Tage bei 22°C und 50% RH gealtert. Quadrate mit 38,1 mm (1,5'') auf einer Seite wurden aus diesen Proben ausgeschnitten und zusammen (Anstrich zu Anstrich) unter einer Last von 11,032 kPa (1,6 psi) bei Raumtemperatur 1,5 Stunden in Kontakt gebracht. Der relative Grad an Klebrigkeit wurde dadurch bestimmt, dass die Leichtigkeit, mit der die Paneele getrennt wurden, aufgezeichnet wurde, und auch, dass die verschiedenen Paneele abgehört wurden, wenn sie voneinander abgezogen wurden. Eine Bewertung von 10 zeigt an, dass die Proben ohne Kraftaufwand und leise abgezogen wurden, wohingegen eine Bewertung von 5 anzeigt, dass ein geringer Aufwand benötigt wurde und dass ein gewisses Geräusch ("Knistern") bemerkt wurde. Keiner der Anstriche wurde von einem Substrat auf das andere Substrat unter den Testbedingungen übertragen.
Ergebnisse
Da eine höhere Bewertung einen geringeren Grad an Blockierung anzeigt, zeigen diese Ergebnisse, dass der Anstrich LP1, der mit einem nicht-wandernden Tensid formuliert wurde, eine signifikant bessere Leistung aufwies als der Anstrich LP2, der mit einem herkömmlichen Tensid formuliert wurde.
Reibbeständigkeit (ASTM D-2486)
sAnstrichfilme mit einer Dicke von 0,1778 mm (0,007'') wurden auf Plastik-Leneta-Paneele aufgezogen und 7 Tage bei 22°C und 50% RH gealtert. Proben wurden über eine Scheibe mit einer Breite von 12,7 mm (0,5'') und einer Dicke von 0,254 mm (0,010'') in einen Reibtester gelegt, der mit einer ASTM-konformen Bürste und einem ASTM-konformen Reibmedium ausgestattet war. Die Ergebnisse sind als Zyklen bis zu einem Versagen aufgezeichnet. Ein Versagen ist als der Punkt definiert, an dem das schwarze Plastikpaneel in einem ununterbrochenen Streifen durch den Anstrichfilm über der Scheibe sichtbar ist.
Ergebnisse
Der erfindungsgemäße Anstrich, der auf einem nicht-wandernden Tensid basiert, und der Anstrich, der auf einem herkömmlichen Tensid basiert, wiesen etwa die gleiche Leistung auf.
Wiederbenetzung des Anstrichs und Zwischenbeschichtungsadhäsion
Proben wurden wie für die Tests einer Wassertupfenbeschädigung (Tensidausblühen), wie vorstehend beschrieben, hergestellt. Beobachtungen wurden während der Auftragung der zweiten Schicht an Latexanstrich und auch nachdem die zweite Schicht getrocknet war, durchgeführt. Gekreuzte Schraffurmuster mit einer Beabstandung von 11 Schnitten/cm wurden unter Verwendung einer Rasierklinge geschnitten (3–4 Bereiche auf jedem der zwei Testpaneele). Permacel^®-Band Nr. 99 wurde auf die gekreuzten Schraffurbereiche aufgetragen und nach etwa 60–75 s abgezogen.
Keine Delamination eines jeglichen Anstrichs wurde während der gekreuzten Schraffur-Adhäsionstests beobachtet. Ferner wies der mit dem nichtwandernden Tensid formulierte Anstrich, sogar, wenn er weniger oder kein mobiles Tensid enthielt, hervorragende Wiederbenetzungseigenschaften auf. Wie es mit dem mit einem herkömmlichen Tensid formulierten Anstrich zutreffend war, wurde kein Haftungsverlust oder Entwässerung der zweiten Schicht des Anstrichs, der mit nicht-wanderndem Tensid formuliert war, beobachtet.
Anfärbebeständigkeit
Anstrichfilme mit einer Dicke von 0,0762 mm (0,003'') wurden nebeneinander auf ein schwarzes Plastik-Leneta-Paneel aufgezogen. Das Paneel wurde 4 Tage bei 50% RH und 22°C gealtert. Streifen von käuflich hergestelltem Senf, Ketchup und Mayonnaise, jeweils etwa 1 cm lang, wurden auf jede Anstrichprobe aufgetragen und 3 Stunden unbehandelt belassen. An diesem Zeitpunkt wurden die Nahrungsmittel abgewischt und die Anstrichproben wurden mit Fantastik^TM besprüht und sauber gewischt.
Ergebnisse
Ein mit nicht-wanderndem Tensid formulierter Anstrich wies eine etwa gleiche Leistung in diesem Test auf im Vergleich zu einem Anstrich, der mit herkömmlichem Tensid formuliert war.
Beispiel 18
Klebstoffe und Dichtmittel: Opake und klare Latex-Verfugungsmittel
Zusammenfassung der Ergebnisse
Verfugungsmittel, die mit nicht-wandernden und herkömmlichen Tensiden hergestellt wurden, wurden gegeneinander hinsichtlich Aussehen verglichen und waren in Gegenwart verschiedener Formulierungsbestandteile, einschließlich Calciumcarbonat, stabil. Nach verlängertem Eintauchen in Wasser zeigten Ver fugungsmittel, die mit einem nicht-wandernden Tensid formuliert worden waren, eine viel stärkere Adhäsion an die Fliese als Verfugungsmittel, die mit einem analogen herkömmlichen Tensid formuliert worden waren. Verfugungsmittel, die mit sowohl einem nicht-wandernden Tensid als auch einem Adhäsionsbeschleuniger formuliert wurden, zeigten eine Adhäsion an die Fliese, die weitaus größer war, als diejenige, die von Verfugungsmitteln gezeigt wurde, die mit nur einem der zwei oder keinem formuliert war.
Herstellung von Latex und Formulierung von Verfugungsmitteln
Latices wurden hergestellt, die die in Tabelle VII aufgelisteten Materialien enthalten. Unter Verwendung dieser Latices wurden klare und opake Verfugungsmittel hergestellt, die die Komponenten enthalten, die in den in den Tabellen VIIIa und VIIIb aufgelisteten Formulierungen gezeigt sind. Klare Verfugungsmittel wurden im Wesentlichen gemäß den Verfahren hergestellt, die in der US-PS 5,124,384 beschrieben sind. Opake Verfugungsmittel wurden im Wesentlichen gemäß den Verfahren hergestellt, die von Palmer, R. A. und Klosowski, J. M. in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technoloy (Kroschwitz, J. I., Howe-Grant, M., Hrsg.), 4. Auflage, Bd. 21, Seiten 650–666, beschrieben sind. Verhältnisse von Bestandteilen in diesen Tabellen sind auf einer Massenbasis angegeben.
Bewertung von Adhäsion an eine Keramikfliese (Unterwasser-Eintauchen)
Mit Adhäsionsbeschleuniger hergestellte Verfugungsmittel zeigten eine bessere Leistung als Verfugungsmittel, die ohne Adhäsionsbeschleuniger hergestellt wurden. Das Verfugungsmittel, das auf einem nicht-wandernden Tensid basiert und mit sowohl Adhäsionsbeschleuniger als auch nicht-wanderndem Tensid hergestellt wurde, zeigte eine hervorragende Leistung im Vergleich zu allen anderen bewerteten Verfugungsmitteln.
Vier Verfugungsmittel wurden gemäß der Formulierung, die in Tabelle VIIIb angegeben ist, unter Verwendung von Latices hergestellt, die entweder auf einem herkömmlichen Tensid (TS) oder einem nicht-wandernden Tensid (NMS) basieren, und entweder mit oder ohne Adhäsionsbeschleuniger formuliert.
Kügelchen dieser Verfugungsmittel, etwa 0,5 cm × 2,5 cm, wurden auf einer glänzenden Keramikfliese ausgebildet. Allen Verfugungsmitteln wurde ermöglicht, für verschiedene Zeitspannen bei 22°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit zu trocknen. Die Verfugungsmittelproben wurden sodann in vollentsalztes Wasser 18–24 Stunden eingetaucht. Eine Adhäsion wurde qualitativ dadurch bewertet, dass die Menge an Kraftaufwand bestimmt wurde, die benötigt wurde, um die Verfugungsmittelkügelchen durch Drücken auf den Rand und/oder durch Abziehen zu entfernen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in den Tabellen IX, X und XI angegeben.

✓: vorhanden
X: nicht vorhanden

✓: vorhanden
X: nicht vorhanden

✓: vorhanden
X: nicht vorhanden

Die in den Tabellen IX, X und XI gezeigten Ergebnisse zeigen, dass für viele der Verfugungsmittel-Kügelchen sich die Haftfestigkeit mit der Trockenzeit erhöhte. Die mit MPS formulierten Kügelchen übertrafen diejenigen, die ohne MPS formuliert waren. Signifikanterweise zeigten die mit sowohl MPS als auch nichtwanderndem Tensid formulierten Verfugungsmittel-Kügelchen eine signifikante Beständigkeit gegenüber einem Abziehen von der Fliese. Obwohl nicht gewünscht ist, an eine jegliche bestimmte Theorie gebunden zu sein, legen diese Ergebnisse eine starke synergistische Wirkung zwischen diesen zwei Materialien nahe. Diese Verfugungsmittel entwickelten einen Grad an Adhäsion innerhalb der ersten fünf Trocknungstage, der in anderen Verfugungsmittel-Proben sogar nach 32 Tagen nicht festgestellt wurde.
Gekreuzte Schraffur-Adhäsionstest von Verfugungsmitteln
Vier Verfugungsmittel wurden gemäß der in Tabelle VIIIb angegebenen Formulierung unter Verwendung von Latices hergestellt, die entweder auf herkömmlichem Tensid (TS) oder auf nicht-wanderndem Tensid (NMS) basierten, und entweder mit oder ohne Adhäsionsbeschleuniger formuliert. Die Verfugungsmittel wurden auf Glasobjektträger aufgezogen, um Filme mit einer Dicke von 1,5 mm auszubilden. Diese Filme wurden 1 Tag unter Umgebungsbedingungen getrocknet und sodann 29 Tage bei 22°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit äquilibriert. Vier Sätze an gekreuzten Gravurmustern wurden in einen jeden Film mit einer Rasierklinge geschnitten (6 Schnitte in jede Richtung bei einer Beabstandung von etwa 2 mm gemäß dem ASTM-Testverfahren D-3359B). Die Filme wurden 17 Stunden in vollentsalztem Wasser eingeweicht und sodann unter Umgebungsbedingungen 3 Stunden getrocknet. Permacel Nr. 99-Band wurde über die gekreuzten Schraffurbereiche in glatter Weise aufgetragen, 60 ± 30 s beibehalten und sodann in einer glatten Bewegung bei einem Winkel von 135° abgezogen. Die Testbereiche auf dem Film des Verfugungsmittels, das unter Verwendung des nicht-wandernden Tensids hergestellt wurde, zeigten keine Delamination (0%), wohingegen das Verfugungsmittel, das unter Verwendung des herkömmlichen Tensids hergestellt wurde, vollständig delaminierte (100%). Testbereiche auf den gleichen Filmen, die mit einem gekreuzten Gravurmuster geschnitten wurden, nachdem die Filme über Nacht in Wasser eingeweicht worden waren, ergaben identische Ergebnisse (d. h. keine Delamination für das NMS-basierende Verfugungsmittel und vollständige Delamination für das Verfugungsmittel auf herkömmlicher Tensidbasis).
Beispiel 19
Druckempfindlicher Klebstoff (PSA)
Herstellung von Latices und Formulierung von druckempfindlichem Klebstoff (PSA)
Latices wurden gemäß der in der Tabelle XII gezeigten Formulierung hergestellt. Die Materialmengen in dieser Tabelle sind auf einer Massenbasis angegeben. Um PSAs auszubilden, wurden die Latices mit Ammoniak oder AMP 95^TM (Aminomethylpropanol, Angus Chemical Company, Buffalo Grove, Illinois 60089) auf einen pH-Wert von 6,0 neutralisiert. Benetzungshilfsmittel (d. h. nachher zugesetzte Tenside) wurden in dieser Studie nicht verwendet. Tabelle XII: Latexformulierung und Eigenschaften

Material Teile

DI-Wasser 45,5

Tensid 0,8

Ammoniumpersulfat 0,3

Butylacrylat 52,4

Methacrylsäure 1,0
Jede Latexformulierung wies die nachstehenden Eigenschaften auf:
Feststoffe: 54%
Ausschuss (Koagulum, Abrieb und Kesselhaut): 0,06%
Volumen – durchschnittliche Partikelgröße, nm (bimodal):
Nicht-wanderndes Tensid: 115 ± 14 (35%), 385 ± 45 (65%)
Herkömmliches Tensid: 223 ± 120 (51%), 1161 ± 92 (49%)
Bewertung einer Trübung während eines Eintauchens in Wasser
Dieser Test bewertet die Fähigkeit eines PSA, einer Trübung zu widerstehen, wenn es in Wasser eingetaucht wird. Dünne PSA-Filme wurden auf Glas aufgezogen und nach Alterung in Wasser in einer Küvette innerhalb eines Ultraviolett/sichtbaren Spektrofotometers eingetaucht. Der Prozentsatz an Strahlung, die durch die Filme durchgelassen wurde, wird als eine Funktion der Zeitspanne, in der das PSA eingetaucht wurde, aufgezeichnet. Sobald die Filme trüb werden, sinkt die Durchlässigkeit. Ohne Ausnahme waren die Proben, die mit dem erfindungsgemäßen nicht-wandernden Tensid hergestellt wurden, denjenigen, die mit dem herkömmlichen Tensid hergestellt wurden, überlegen.
Bedingungen
PSA-Filme mit einer Nassdicke von 0,003'' wurden wie vorstehend beschrieben hergestellt und auf saubere Glas-Mikroskopobjektträger aufgezogen, die in einer Breite von 1,9 cm geschnitten worden waren. Proben wurden zweifach hergestellt, bei 65°C 10 min getrocknet, über Nacht unter Umgebungsbedingungen stehen gelassen und sodann 4 Tage bei 22°C und 50% RH äquilibriert. Einzelne Proben wurden in einer mit Wasser vollen Küvette innerhalb eines Ultraviolett/sichtbaren Spektrofotometers (Milton Roy Spectronic 21D) platziert. Sofort nach Eintauchen wurde die prozentuale Durchlässigkeit (%T) bei 500 nm zu 100% für jede Probe gesetzt. Anschließende Abfälle in %T, die auf eine Trübung des Films aufgrund der Wasseraufnahme zurückzuführen sind, wurden als eine Funktion der Zeit aufgezeichnet.
Ergebnisse
Die nachstehende Tabelle XIII zeigt die Werte von %T, die für die sechs Klassen von PSA-Proben bei verschiedenen Eintauchzeitspannen gemessen wurden. Wie vorher bemerkt, wurden die Latices entweder als solche (nicht neutralisiert) ver wendet oder sie wurden mit Ammoniak oder AMP 95 (Aminomethylpropanol) auf einen pH-Wert von 6,0 neutralisiert. Die Werte in Tabelle XIII sind Durchschnittswerte.
Tabelle XIII Durchschnittliche Werte von %T als einer Funktion der Zeit eines Eintauchens für verschiedene PSA-Filme
Wie in Tabelle XIII gezeigt, zeigten mit einem nicht-wandernden Tensid formulierte PSA-Filme eine signifikante Verbesserung hinsichtlich der Trübungsbeständigkeit im Vergleich zu PSA-Filmen, die mit einem herkömmlichen Tensid formuliert wurden. Die Verbesserung wurde unabhängig davon festgestellt, ob die Latices neutralisiert wurden und, wenn ein Neutralisierungsmittel verwendet wurde, ungeachtet der Identität des Neutralisierungsmittels. Ohne an eine jegliche bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, ergibt sich dieser Unterschied hinsichtlich der Leistung aus der Beseitigung von Tensidwanderung in den auf nicht-wanderndem Tensid-basierenden PSA-Filmen.
Aus dem Vorstehenden wird anerkannt werden, dass, obwohl spezifische erfindungsgemäße Ausführungsformen hierin zu Veranschaulichungszwecken beschrieben wurden, verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Wesen oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial, das einen Polymerlatex umfasst, umfassend: a) mindestens eine Monomereinheit und b) mindestens eine Tensideinheit, wobei die Monomereinheit von einem ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet ist, das Tensid von einem polymerisierbaren Tensid in der Form eines Aminsalzes abgeleitet ist, umfassend: i) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und ii) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, und das ethylenisch ungesättigte Monomer und das polymerisierbare Tensid polymerisiert wurden, um das Polymer zu bilden.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, das zusätzlich ein Pigment umfasst.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, das zusätzlich ein Verdickungsmittel, einen Weichmacher und ein Pigment umfasst.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 3, das zusätzlich einen Silan-Haftverstärker umfasst.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei die Sulfonsäure eine α-sulfonierte Alkylestersäure, eine α-sulfonierte Esterdisäure oder ein Gemisch davon ist und der Schwefelsäureester ein alkoxylierter Al kylschwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylarylschwefelsäureester oder ein Gemisch davon ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei die Sulfonsäure eine Polysulfonsäure, eine Sulfonsäure eines Öls, eine Paraffinsulfonsäure, eine Ligninsulfonsäure, eine Petroleumsulfonsäure, eine Olefinsulfonsäure, eine Polyolefinsulfonsäure, eine Polyolefinpolysulfonsäure oder ein Gemisch davon ist, die Carbonsäure eine Polycarbonsäure ist und die Phosphorsäure eine Polyphosphorsäure, eine Phosphinsäure, eine Polyphosphinsäure oder ein Gemisch davon ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei die stickstoffhaltige Base ein Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin, N-Allyl-N,N-dimethylamin, Methyl-3-aminocrotonat, 3-Aminocrotononitril, 3-Amino-1-propanolvinylether, 2-(Dimethylamino)ethylacrylat oder 1,4-Diamino-2-buten oder ein Gemisch davon ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 7, wobei die stickstoffhaltige Base Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat oder ein Gemisch davon ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: (R₁)_n-Ar(SO₃ ^–M⁺)_m aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, oder ein Gemisch davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, n eine ganze Zahl von 1–5 ist und m eine ganze Zahl von 1–8 ist und die Gesamtanzahl von Kohlenstoffatomen, die durch (R₁)_n dargestellt sind, mindestens 5 beträgt.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 9, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, M⁺ eine konjugierte Säue der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und wobei n den Wert 1 aufweist und m den Wert 1 aufweist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 10, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 4–18 ist und R' ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–8 Kohlenstoffatomen ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)CO₂R₂ aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 12, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, R₂ eine Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppe ist, oder ein Gemisch davon, und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allyamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 13, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n eine ganze Zahl von 3–18 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)CO₂M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 3–24 Kohlenstoffatomen ist und jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 15, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 16, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n eine ganze Zahl von 3–18 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁-(SO₃ ^–M⁺) aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 18, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 19, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n eine ganze Zahl von 5–17 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: (R₁)_n-Ar-O(CH₂CH(R')O)_mSO₃ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, und Gemische davon, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhalti- gen Base ist, n eine ganze Zahl von 1–4 ist, die Gesamtanzahl von Kohlenstoffatomen, dargestellt durch (R₁)_n, mindestens 5 beträgt und m den Wert Null aufweist oder eine ganze Zahl von 1–100 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 21, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n eine ganze Zahl mit dem Wert 1 ist und m Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 22, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 5–18 ist und n2 Null oder eine ganze Zahl von 1–20 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁O(CH₂CH(R')O)_nSO₃ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichitungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 24, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 25, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 5–18 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 25, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 5–18 ist und n eine ganze Zahl von 1–20 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: (R₁)_n1-{Ar(SO₃ ^–M⁺)_m1}-O-{Ar(SO₃ ^–M⁺)_m2}-(R₂)_n2 aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, oder ein Gemisch davon, jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, n1 und n2 unabhängig voneinander den Wert 0–5 aufweisen, mit der Maßgabe, dass n1 und n2 nicht beide den Wert Null aufweisen, und worin m1 und m2 unabhängig voneinander den Wert 0–8 aufweisen, mit der Maßgabe, dass m1 und m2 nicht beide den Wert Null aufweisen.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 28, wobei R₁ ein Wasserstoffatom ist und R₂ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n1 den Wert 4 aufweist und n2 den Wert 1 aufweist und m1 und m2 beide den Wert 1 aufweisen.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 28, wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen sind, Ar eine Phenylgruppe ist, jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n1 und n2 beide den Wert 1 aufweisen und m1 und m2 beide den Wert 1 aufweisen.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 28, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n und n' unabhängig voneinander einen Wert von 4–18 aufweisen und R' und R'' unabhängig Wasserstoffatome, Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppen sind.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)C(O)O(CH₂CH(R')O)_nR₂ aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1 bis 24 Kohlenstoffatomen sind, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 32, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 4–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, R₂ eine Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppe ist, und Gemische davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, oder Gemische davon, und n eine ganze Zahl von 1–100 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 33, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 2–18 ist und n2 eine ganze Zahl von 1–40 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CO₂(CH₂)_nCH(SO₃ ^–M⁺)CO₂R₂ aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, n Null oder eine ganze Zahl von 1–10 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 35, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, n eine ganze Zahl von 1–6 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 36, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 Null oder eine ganze Zahl von 1–17 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CO₂(CH₂)_nSO₃ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, n eine ganze Zahl von 1–10 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 38, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, n eine ganze Zahl von 1–4 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe im Wesentlichen bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, oder ein Gemisch davon.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 39, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 2–18 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CO₂ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 4–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 41, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, -Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 42, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n eine ganze Zahl von 5–18 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CON(R')(CH₂)_nCO₂ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist und n eine ganze Zahl von 1–10 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 44, wobei M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist und n eine ganze Zahl von 2–5 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 45, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 2–18 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CON(R')(CH₂)_nSO₃M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist und n eine ganze Zahl von 1–10 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 47, wobei M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)-ethylacrylat, und Gemische davon, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist und n eine ganze Zahl von 2–5 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 48, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 2–18 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁O(CH₂CH(R')O)_nCOCH₂SO₃ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 50, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 51, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 5–17 ist und n Null oder eine ganze Zahl von 1–20 ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁O(PO₃)^x–M⁺ _y aufweist, worin R₁ eine gesättige oder ungesättige Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte Phenyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polyphenyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Naphthyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polynaphthyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Styrol- oder eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polystyrolgruppe ist, und Gemische davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: [R₁O(CH₂CH(R')O)_m]_nP(O)_p ^x–M⁺ _y aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)-ethylacrylat, und Gemische davon, m Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist, n den Wert 1 oder 2 aufweist, p den Wert 2 oder 3 aufweist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: [(R₁)_nArO(CH₂CH(R')O)_m]_qP(O)_p ^x–M⁺ _y aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei die stickstoffhaltige Base ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n eine ganze Zahl von 1–4 ist, m Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist, q den Wert 1 oder 2 aufweist, p den Wert 2 oder 3 aufweist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere Styrol ist und mit mindestens einem Acrylmonomer umgesetzt wird.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere mindestens eine nicht-aromatische Vinylverbindung ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere Vinylacetat ist und mit mindestens einem Acrylmonomer umgesetzt wird.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere mindestens ein Acrylmonomer ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid und das ethylenisch ungesättigte Monomer ein Verhältnis von etwa 0,01 : 1 bis etwa 3 : 1 auf einer Gewichtsbasis vor einer Polymerisation aufweisen.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das polymerisierbare Tensid etwa 0,1–10 Gew.-% des Polymers umfasst, basierend auf dem Gesamtgewicht des vor der Polymerisation vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomers.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 61, wobei das polymerisierbare Tensid etwa 0,5–3,0 Gew.-% des Polymers umfasst, basierend auf dem Gesamtgewicht des vor der Polymerisation vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomers.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei das Polymer im Wesentlichen frei von nicht-polymerisierbaren Tensiden ist.
Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial nach Anspruch 1, wobei die stickstoffhaltige Base eine Verbindung der Formel:
ist, worin R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder organische Gruppen, die eine Ethylengruppe enthalten, sind, mit der Maßgabe, dass mindestens eine der R₁-R₃-Gruppen eine geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1–8 Kohlenstoffatomen und einer ethylenischen Funktionalität ist.
Verfahren zum Herstellen eines Beschichtungsmittels, eines Klebstoffs, eines Dichtmittels und/oder eines Elastomers, umfassend: a) Herstellen eines Gemisches, umfassend: i) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, ii) mindestens ein polymerisierbares Tensid, wobei das polymerisierbare Tensid ein Aminsalz ist, das umfasst: a) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylschwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylarylschwefelsäureester, eine α-sulfonierte Alkylestersäure, eine α-sulfonierte Esterdisäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und b) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, b) Polymerisieren des Gemisches, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex zu bilden, wobei das polymerisierbare Tensid zur Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel fähig ist, und c) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das Formulieren das Zusetzen eines Pigments zu den Polymerpartikeln oder dem Latex umfasst, um ein CASE-Material herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das Formulieren die Zugabe eines Verdickungsmittels, eines Weichmachers und eines Pigments zu den Polymerpartikeln oder dem Latex umfasst, um ein CASE-Material herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 67, wobei das Formulieren die Zugabe eines Silan-Haftversfärkers zu den Polymerpartikeln oder dem Latex umfasst, um ein CASE-Material herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei ein Teil des polymerisierbaren Tensids teilweise durch Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht wird.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid im Wesentlichen durch Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht wird.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid im Wesentlichen vollständig durch Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht wird.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei die stickstoffhaltige Base eine Verbindung der Formel
ist, worin R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder organische Gruppen, die eine Ethylengruppe enthalten, sind, mit der Maßgabe, dass mindestens eine der R₁-R₃-Gruppen eine geradkettige oder verzweigkettige Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und einer Ethylen-Funktionalität ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei die stickstoffhaltige Base Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin, N-Allyl-N,N-dimethylamin, Methyl-3-aminocrotonat, 3-Aminocrotononitril, 3-Amino-1-propanolvinylether, 2-(Dimethylamino)ethylacrylat oder 1,4-Diamino-2-buten oder ein Gemisch davon ist.
Verfahren nach Anspruch 73, wobei die stickstoffhaltige Base Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat oder ein Gemisch davon ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Sulfonsäureester, eine Polysulfonsäure, eine Sulfonsäure eines Öls, eine Paraffinsulfonsäure, eine Ligninsulfonsäure, eine Petroleumsulfonsäure, eine Olefinsulfonsäure, eine Polyolefinsulfonsäure, eine Polyolefinpolysulfonsäure, eine Carbonsäure, eine Polycarbonsäure, eine Phosphorsäure, eine Polyphosphorsäure, eine Phosphinsäure oder eine Polyphosphinsäure oder ein Gemisch davon ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: (R₁)_n-Ar(SO₃ ^–M⁺)_m aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, oder ein Gemisch davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, n eine ganze Zahl von 1–5 ist und m eine ganze Zahl von 1–8 ist und die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen, dargestellt durch (R₁)_n, mindestens 5 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 76, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und n den Wert 1 aufweist und m den Wert 1 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 77, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 4–18 ist und R' ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–8 Kohlenstoffatomen ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: (R₁)_n1-{Ar(SO₃ ^–M⁺)_m1}-O-{Ar(SO₃ ^–M⁺)_m2}-(R₂)_n2 aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, oder ein Gemisch davon, jedes M⁺ unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, wobei n1 und n2 unabhängig den Wert 0–5 aufwei sen, mit der Maßgabe, dass n1 und n2 nicht beide den Wert Null aufweisen, und m 1 und m2 unabhängig voneinander den Wert 0–8 aufweisen, mit der Maßgabe, dass m1 und m2 nicht beide den Wert Null aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 79, wobei R₁ ein Wasserstoffatom ist und R₂ eine gesättigte oder ungesättigte hohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n1 den Wert 4 aufweist und n2 den Wert aufweist und m 1 und m2 beide den Wert 1 aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 79, wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen sind, Ar eine Phenylgruppe ist, jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n1 und n2 beide den Wert 1 aufweisen und m1 und m2 beide den Wert 1 aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare, Tensid die Formel: R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)CO₂R₂ aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 82, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, R₂ eine Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppe ist, oder ein Gemisch davon, und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Verfahren nach Anspruch 83, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n eine ganze Zahl von 3–18 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)CO₂M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 3–24 Kohlenstoffatomen ist und jede M⁺-Gruppe unabhängig eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 85, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁-CH(SO₃ ^–M⁺)C(O)O(CH₂CH(R')O)_nR₂ aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwsserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 87, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 4–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, R₂ eine Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppe ist, und Gemische davon, M⁺ eine stickstoffhaltige Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und n eine ganze Zahl von 1–100 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁-(SO₃ ^–M⁺) aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 89, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CO₂(CH₂)_nCH(SO₃ ^–M⁺)CO₂R₂ aufweist, worin R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, n Null oder eine ganze Zahl von 1–10 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 91, wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen sind, n eine ganze Zahl von 1–6 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CO₂(CH₂)_nSO₃ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, n eine ganze Zahl von 1–10 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 93, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, n eine ganze Zahl von 1–5 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe im Wesentlichen bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, oder ein Gemisch davon.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: (R₁)_n-Ar-O(CH₂CH(R')O)_m(SO₃ ^–M⁺) aufweist, worin R, eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe ist, und Gemische davon, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, n eine ganze Zahl von 1–4 ist, die Gesamtanzahl von Kohlenstoffatomen, dargestellt durch (R₁)_n, mindestens 5 beträgt und m Null oder eine ganze Zahl. von 1–100 ist.
Verfahren nach Anspruch 95, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n den Wert 1 aufweist und m Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁O(CH₂CH(R')O)_n(SO₃ ^–M⁺) aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 97, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methyl gruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Verfahren nach Anspruch 98, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 eine ganze Zahl von 5–18 ist.
Verfahren nach Anspruch 98, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n1 einen Wert von 5–18 aufweist und n eine ganze Zahl von 1–20 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CO₂ ^–M aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 4–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 101, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ eine Konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon.
Verfahren nach Anspruch 102, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel:
aufweist, worin n eine ganze Zahl von 5–18 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CON(R')(CH₂)_nCO₂ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist und n eine ganze Zahl von 1–10 ist.
Verfahren nach Anspruch 104, wobei M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist und n eine ganze Zahl von 2–5 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁CON(R')(CH₂)_nSO₃M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist und n eine ganze Zahl von 1–10 ist.
Verfahren nach Anspruch 106, wobei M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, R' eine Methyl-, Ethyl-, Propylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist und n eine ganze Zahl von 2–5 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁O(CH₂CH(R')O)_nCOCH₂SO₃ ^–M⁺ aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist und M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist.
Verfahren nach Anspruch 108, wobei R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 6–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, und n Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: R₁O(PO₃)^x–M⁺ _y aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl-, Polyphenyl-, Naphthyl-, Polynaphthyl-, Styrol- oder Polystyrolgruppe eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte Phenyl- eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polyphenyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Naphthyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polynaphthyl-, eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Styrol- oder eine Alkyl/Alkoxylat-substituierte oder -polysubstituierte Polystyrolgruppe ist, und Gemische davon, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: [R₁O(CH₂CH(R')O)_m]_nP(O)_p ^x–M⁺ _y aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Me thyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, m Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist, n den Wert 1 oder 2 aufweist, p den Wert 2 oder 3 aufweist, x den Wert 1 oder 2 aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid die Formel: [(R₁)_nArO(CH₂CH(R')O)_m]_qP(O)_p ^x–M⁺ _y aufweist, worin R₁ eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 1–24 Kohlenstoffatomen ist, Ar eine Phenylgruppe ist, R' eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist, M⁺ eine konjugierte Säure der stickstoffhaltigen Base ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Allylamin, Diallylamin, Triallylamin, Methallylamin, N-Methyl-N-allylamin oder 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, und Gemische davon, n eine ganze Zahl von 1–4 ist, m Null oder eine ganze Zahl von 1–100 ist, q den Wert 1 oder 2 aufweist, p den Wert 2 oder 3 aufweist, x den Wert 1 oder 2, aufweist und y den Wert 1 oder 2 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere Styrol ist und mit mindestens einem Acrylmonomer umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere mindestens eine nicht-aromatische Vinylverbindung ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere Vinylacetat ist und mit mindestens einem Acrylmonomer umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei mindestens eines der ethylenisch ungesättigten Monomere mindestens ein Acrylmonomer ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid und das Monomer in einem Verhältnis von etwa 0,01 : 1 bis etwa 3 : 1 auf einer Gewichtsbasis vereinigt werden.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid in dem Gemisch in einer Konzentration von etwa 0,1–10 Gew.-% vorhanden ist, basierend auf dem Gesamtgewicht des in dem Gemisch vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomers.
Verfahren nach Anspruch 118, wobei das polymerisierbare Tensid in dem Gemisch in einer Konzentration von etwa 0,5–3 Gew.-% vorhanden ist, basierend auf dem Gesamtgewicht des in dem Gemisch vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomers.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid durch In-Kontakt-Bringen der Säure mit der stickstoffhaltigen Base gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid durch In-Kontakt-Bringen der stichstoffhaltigen Base mit der Säure gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei die Schritte (a) und (b) gleichzeitig auftreten.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei die Schritte (a) und (b) gleichzeitig auftreten und das Verfahren selbst-startend ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das Gemich im Wesentlichen frei von nicht-polymerisierbaren Tensiden ist.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das Gemisch ferner ein zusätzliches Tensid (iii) umfasst, wobei das zusätzliche Tensid ein Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium- oder Ammoniumsalz eines im Wesentlichen gesättigten anionischen Tensids oder ein nicht-ionisches, kationisches oder amphoterisches Tensid oder ein Gemisch davon ist und das zusätzliche Tensid in einer Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 20,0 Gew.-% bereitgestellt wird, basierend auf dem Gesamtgewicht des polymerisierbaren Tensids und zusätzlichen Tensids.
Verfahren nach Anspruch 72, wobei R₁ eine Kohlenwasserstoffgruppe mit etwa 2–20 Kohlenstoffatomen und mindestens einer Doppelbindung ist und R₂ und R₃ Wasserstoffatome sind.
Verfahren nach Anspruch 65 oder Anspruch 125, wobei das Gemisch ferner einen Starter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 65 oder Anspruch 125, wobei das Gemisch eine Emulsion, Suspension oder Dispersion ist.
Emulsion, Suspension oder Dispersion von Polymeren, geeignet für eine Verwendung in Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- und/oder Elastomeranwendungen und hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 65 oder Anspruch 125.
Verfahren nach Anspruch 65, wobei das polymerisierbare Tensid als eine Lösung bereitgestellt wird.
Vor-Polymerisationsgemisch, geeignet zum Herstellen eines Beschichtungsmittels, eines Klebstoffs, eines Dichtmittels oder eines Elastomers, umfassend: a) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und b) mindestens ein polymerisierbares Tensid, wobei das polymerisierbare Tensid ein Aminsalz ist, umfassend: a) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester-, ein alkoxylierter Alkylschwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylarylschwefelsäureester, eine α-sulfonierte Alkylestersäure, eine α-sulfonierte Esterdisäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und b) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, wobei das Monomer und/oder das polymerisierbare Tensid im Wesentlichen nicht polymerisiert haben.
Verfahren zum Herstellen eines Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterials, umfassend: a) Herstellen eines Gemisches, umfassend: i) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, ii) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylschwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylarylschwefelsäureester, eine α-sulfonierte Alkylestersäure, eine α-sulfonierte Esterdisäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und iii) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, c) Polymerisieren des Gemisches, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex zu bilden, und d) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material.
Verfahren nach Anspruch 132, wobei die Säure und die stickstoffhaltige Base ein polymerisierbares Tensid bilden, das polymerisierbare Tensid ein Salz oder eine quaternäre stickstoffhaltige Verbindung ist, das polymerisierbare Tensid zur Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel fähig ist und das polymerisierbare Tensid im Wesentlichen durch Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem Monomer und/oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel verbraucht wird.
Verfahren nach Anspruch 132, wobei ein Teil der stickstoffhaltigen Base mit sich selbst polymerisiert, mit dem Monomer copolymerisiert oder mit einem teilweise polymerisierten Polymer copolymerisiert.
Verfahren zum Herstellen eines Beschichtungsmittels, eines Klebstoffs, eines Dichtmittels und/oder eines Elastomers mit einer verminderten Wasserempfindlichkeit, umfassend das Zusetzen einer Menge, die ausreicht, um dem Beschichtungsmittels, dem Klebstoff, dem Dichtmittel und/oder dem Elastomer eine verminderte Wasserempfindlichkeit zu verleihen, an einem Polymer, umfassend: a) mindestens eine Monomereinheit und b) mindestens eine Tensideinheit, wobei die Monomereinheit von einem ethylenisch ungesättigten Monomer abgleitet ist, das Tensid von einem polymerisierbaren Tensid in der Form eines Aminsalzes abgeleitet ist, umfassend: i) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und ii) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, und wobei das ethylenisch ungesättigte Monomer und das polymerisierbare Tensid polymerisiert haben, um das Polymer zu bilden.
Herstellungsartikel, umfassend: A) ein Substrat und B) ein Beschichtungsmittel, einen Klebstoff, ein Dichtmittel oder ein Elastomer, das/der auf dem Substrat bereitgestellt ist, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe in Wesentlichen bestehend aus Holz, Metall, Plastik, Glas, Keramiken, Fieberglas, Verbundwerkstoffen, Karton, Wellpappe, Papier-, Textilien, nicht-gewebten Materialien, Schaumstoff, Band oder einer Kombination davon und das Beschichtungs-, Kleb-, Dicht- oder Elastomermaterial einen Polymerlatex umfasst, umfassend: a) mindestens eine Monomereinheit und b) mindestens eine Tensideinheit, wobei die Monomereinheit von einem ethylenisch ungesättigten Monomer abgleitet ist, das Tensid von einem polymerisierbaren Tensid in der Form eines Aminsalzes abgeleitet ist, umfassend: i) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist und ii) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, und wobei das ethylenisch ungesättigte Monomer und das polymerisierbare Tensid polymerisiert haben, um das Polymer zu bilden.
Verfahren zum Herstellen eines Herstellungsartikels, umfassend: a) Herstellen eines Gemisches, umfassend: i) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, ii) mindestens ein polymerisierbares Tensid, wobei das polymerisierbare Tensid ein Aminsalz ist, umfassend: a) mindestens eine Säure, wobei die Säure eine Sulfonsäure, ein Schwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylschwefelsäureester, ein alkoxylierter Alkylarylschwefelsäureester, eine α-sulfonierte Alkylestersäure, eine α-sulfonierte Esterdisäure, eine Carbonsäure oder eine Phosphorsäure oder ein Gemisch davon ist, und c) mindestens eine stickstoffhaltige Base, wobei die stickstoffhaltige Base mindestens ein Stickstoffatom und mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, b) Polymerisieren des Gemisches, um getrennte Polymerpartikel oder einen Latex zu bilden, wobei das polymerisierbare Tensid zur Polymerisation mit sich selbst, Copolymerisation mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer oder Copolymerisation mit einem teilweise polymerisierten Polymerpartikel fähig ist, und c) Formulieren der Polymerpartikel oder des Latex in ein CASE-Material und d) Auftragen des CASE-Materials auf ein Substrat, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe im Wesentlichen bestehend aus Holz, Metall, Plastik, Glas, Keramiken, Fieberglas, Verbundwerkstoffen, Karton, Wellpappe, Papier-, Textilien, nicht-gewebten Materialien, Schaumstoff, Band oder einer Kombination davon.