DE854573C - Verfahren zur Herstellung von waessrigen Polyisobutylendispersionen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Polyisobutylendispersionen Das Arbeiten mit wäßrigen Dispersionen hochmolekularer, filmbildender Stoffe bringt gegenüber dem Arbeiten mit Lösungen der Stoffe in organischen Lösungsmitteln große Vorteile. Daher war man bemüht, auch von filmbildenden Stoffen, die nicht zwangsläufig bei der Polymerisation zunächst in Dispersionsform, sondern in festem Zustand erhalten werden, nachträglich Dispersionen herzustellen. Man hat dazu die festen Stoffe mit möglichst wenig Lösungsmittel auf der Walze oder im Kneter angequollen und die gequollenen Massen anschließend mit Hilfe von Emulgiermitteln bei gleichzeitiger Anwesenheit von Schutzkolloiden emulgiert. Derartige pastenartige Emulsionen bieten gegenüber den Lösungen der betreffenden Stoffe schon erhebliche Vorteile, da man mit weniger Lösungsmittel auskommt und sogar unterUmständen auf deren Rückgewinnung verzichten kann, ohne daß das Verfahren unwirtschaftlich wird. Da man jedoch auch hierbei noch auf das Arbeiten mit brennbaren oder gesundheitsschädlichen Lösungsmitteln angewiesen war, die noch dazu aus der Dispersion erst nach der Verarbeitung wiedergewonnen werden könnten, befriedigte auch diese Arbeitsweise nicht völlig. Man hat nun weiterhin vorgeschlagen, feste filmbildende Stoffe in Form verdünnter niedrigviskoser Lösungen in geschlossener Apparatur zu emulgieren.Aussoerhaltenen verdünnten Dispersionen läßt sich unter bestimmten Bedingungen das Lösungsmittel restlos entfernen, ohne daß die Beständigkeit der dabei entstehenden wäßrigen Dispersionen gefährdet, wird. Man muß allerdings verhältnismäßig große Mengen Lösungsmittel im Kreislauf führen. Außerdem ist das Abtreiben von Lösungsmitteln aus derartigen Dispersionen wegen starken Schäumens nicht ganz einfach.
• Es ist daher begreiflich, daß es nicht an Versuchen gefehlt hat, bei der Dispergierung fester filmbildender Stoffe ohne Lösungsmittel auszukommen. Für Kautschuk bzw. Regenerate sind einige derartige Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Dispersionen bekanntgeworden. Man arbeitet z.B. unter Zusatz von ölen oder anderen Weichmachern; diese Zusätze bewirken jedoch, daß die Eigenschaften des zu dispergierenden Grundstoffes wesentlich verändert werden.
• Bei der Herstellung wäßriger Dispersionen von Polyisobutylen, das bekanntlich bisher nicht durch Emulsionspolymerisation erzeugt werden konnte, kommen wegen seiner Weichheit derartige Zusätze nicht in Frage. Überhaupt bietet das Polyisobutylen wegen seines völlig wasserabweisenden Verhaltens beim Dispergieren in Wasser besonders große Schwierigkeiten.
• Es wurde nun gefunden, daß man wäßrige Dispersionen von Polyisobutylen ohne Mitverwendung von Lösungsmitteln herstellen kann,wenn man es mit einem großen Überschuß an Emulgator und Schutzkolloid gegenüber den in wäßrigen Dispersionen sonst verwendeten Mengen in Knetern, auf Walzen oder ähnlich wirkenden Maschinen vermischt, in Wasser dispergiert, die Dispersion mit Wasser auf den üblichen Prozentgehalt an Emulgator und Schutzkolloid verdünnt, durch Zentrifugieren oder auf andere bekannte Weise eine an Polyisobutylen hochkonzentrierte Dispersion abtrennt und gegebenenfalls aus der verbleibenden Flüssigkeit die darin enthaltene Hauptmenge des verwendeten Emulgators und Schutzkolloids zur erneuten Verwendung wiedergewinnt. Das Polyisobutylen wird dabei auf der Walze, im Kneter oder ähnlich wirkenden Maschinen zunächst mit einem großen Überschuß von Emulgiermitteln, wie Seifen, Salzen von substituierten Naphthalinsulfonsäuren, Kondensationsprodukten aus ß, ß'-Dichlordiäthyläther und höhermolekularen Aminen bei Anwesenheit von ebenfalls beträchtlichen Mengen zweckmäßig mit Wasser angeteigten natürlichen oder künstlichen Schutzkolloiden, wie Leim, Gelatine, Pflanzenschleimen, Kasein, wasserlöslichen Polyacrylsäureverbindungen, Polyvinylalkohol oder Polyvinyläthern, vermischt und anschließend Wasser in dem Maße zugesetzt, wie es die Masse aufnimmt.
• Man erhält so ohne große Schwierigkeiten eine einwandfreie, wäßrige Rohdispersion, die ohne weiteres mit Wasser verdünnbar ist. Nachteilig bleibt jedoch, daß in der Dispersion recht beträchtliche Mengen (io bis 30%) Emulgiermittel und Schutzkolloide verbleiben, die sich naturgemäß störend, beispielsweise auf die Wasserfestigkeit mit diesen Dispersionen hergestellter Filme oder Überzüge, auswirken. Man kann nun aus den mit Wasser verdünnten Dispersionen diese störenden großen Mengen Emulgiermittel und Schutzkolloide nachträglich entfernen bzw. auf ein technisch tragbares Maß herabmindern, ohne daß dabei die Beständigkeit der Dispersionen notleidet, wenn man diese durch Zentrifugieren, Aufrahmen, Ausfrieren oder Elektrophorese in konzentrierte Dispersion und polyisobutylenfreie Flüssigkeit trennt. Die Hauptmenge der Emulgiermittel und Schutzkolloide verbleibt dabei in dieser Flüssigkeit, dem sogenannten Serum, aus dem diese durch Eindampfen, gegebenenfalls im Vakuum, oder durch chemische Arbeitsweisen, wie Ausfällen, wiedergewonnen und ohne vorherige Trennung in konzentrierter Form verlustfrei dem Verfahren aufs neue zugeführtwerden können. Es ist also mit Hilfe zunächst übermäßig groß erscheinender Mengen von Emulgiermitteln und Schutzkolloiden möglich, eine beständige Rohdispersion zu erhalten, die jedoch nach Entfernung der Hauptmenge von Emulgiermitteln bzw. Schutzkolloiden technisch brauchbar wird. Zusätzlich erreicht man nebenbei, daß bei dem Konzentrieren, z.B. durch Zentrifugieren, der Festgehalt der Dispersionen erheblich gesteigert wird, z.B. bis zu 6o bis 7o% Die erhaltenen lösungsmittelfreien Dispersionen ha en dünnflüssigen bis pastenartigen Charakter und eignen sich vorzüglich zum Herstellen von Filmen und Überzügen, z.B. zum Wasser- und Gasdichtmachen von Textilien. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Faserleder u. ähnl. Erforderlichenfalls lassen sich die hochprozentigen Dispersionen jederzeit beliebig wieder verdünnen. Beispiel i 500 Gewichtsteile Polyisobutylen vom Molekulargewicht 2ooooo werden mit einem Teig von ioo Gewichtsteilen Hautleim und 25 Gewichtsteilen din-propylnaphthalinsulfonsaurem Natrium in 140 Gewichtsteilen Wasser mit Hilfe einer :Mischmaschine, z. B. einer Walze oder eines Kneters, allmählich versetzt und innig vermischt. Zu der Mischung werden sodann im Kneter zusätzlich 500 Gewichtsteile Wasser hinzugegeben. Wenn die ersten Zoo bis 300 Gewichtsteile Wasser aufgenommen sind, kann man die Wasserzugabe erheblich beschleunigen. Die in bezug auf Polyisobutylengehalt etwa 40%ige Rohdispersion wird nun mit 290o Teilen Wasser, d. h. so weit verdünnt, daß der Emulgator- und Schutzkolloidgehalt etwa 3% entspricht. Dann wird zentrifugiert und eine 70%ige, stabile Dispersion mit etwa 3% Gesamtgehalt an Emulgiermittel und Schutzkolloiden sowie ein Serum erhalten, das etwa 9o% der angewandten Gesamtmenge von Emulgator und Schutzkolloid enthält. Dieses Serum wird im Vakuum auf einen Festgehalt von 5o% eingedampft und erneut angewandt. Beispiel 2 Gemäß Beispiel i werden 45o Gewichtsteile Polyisobutylen vom Molekulargewicht 200000 mit einem Teig von 12o Gewichtsteilen Kasein und 6ö Gewichtsteilen di-n-propylnaphthalinsulfonsaurem Natrium in 225 Gewichtsteilen Wasser vermischt. Nach allriiählicher Zugabe von 60o Gewichtsteilen Wasser erhält man eine etwa 30%ige Rohdispersion, die mit 460o Gewichtsteilen Wasser weiter verdünnt und dann zentrifugiert wird. Es fällt ein 65%iges Konzentrat an, welches etwa 3°,ö Emulgator und Schutzkolloid enthält. Die Restmenge von Emulgator und Schutzkolloid wird aus dem Serum zurückgewonnen underneutangewandt. Beispiel 3 Gemäß Beispiel i werden 8oo Gewichtsteile Polyisobutylen vom Molekulargewicht 8o ooo mit einem Teig von ioo Gewichtsteilen Kasein und 4o Gewichtsteilen Natriumoleat in 175 Gewichtsteilen Wasser im Kneter vermischt und anschließend mit 155o Gewichtsteilen Wasser emulgiert. Nach Umschlag wird die entstandene 3o%ige Rohdispersion mit 2000 Gewichtsteilen Wasser weiter verdünnt und zentrifugiert. Man erhält ein 550%iges Konzentrat mit einem Gehalt von 3% Emulgator und Schutzkolloid. Die Hauptmenge von Emulgator und Schutzkolloid wird aus dem Serum wiedergewonnen und ohne vorherige Trennung wieder verwendet. Beispiel 4 8oo Gewichtsteile in Lösungsmitteln quellbares, aber nicht mehr lösliches Polyisobutylen werden mit i2o Gewichtsteilen Leim und 4o Gewichtsteilen din-propylnaphthalinsulfonsaurem Natrium bei 120° in einer Knetmaschine innig vermischt, und die erhaltene Mischung wird auf 9o0 abgekühlt. Dann werden bis zur Pastenbildung, zunächst allmählich und darauf schneller, 9oo Gewichtsteile Wasser zugegeben. Man erhält eine dickflüssige Paste. Diese wird mit 3640 Gewichtsteilen Wasser verdünnt, so daß der Gehalt an Emulgator und Schutzkolloid insgesamt etwa 3% beträgt.
• Durch Zentrifugieren dieser verdünnten Dispersion erhält man eine 6o%ige beständige Dispersion mit einem Gehalt von etwa 3% Emulgator und Schutzkolloid, während die Hauptmenge an Emulgator und Schutzkolloid im Serum verbleibt und gemäß Beispiel i erneut verwendet werden kann,

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Dispersionen von Polyisobutylen, dadurch gekennzeichnet, daß man es mit einem großen Überschuß an Emulgator und Schutzkolloid gegenüber den in wäßrigen Dispersionen sonst verwendeten Mengen in Knetern, auf Walzen oder ähnlich wirkenden Maschinen vermischt, in Wasser dispergiert, die Dispersion mit Wasser auf den üblichen Prozentgehalt an Emulgator und Schutzkolloid verdünnt, durch Zentrifugieren oder auf andere bekannte Weise eine an Polyisobutylen hochkonzentrierte Dispersion abtrennt und gegebenenfalls aus der verbleibenden Flüssigkeit die darin enthaltene Hauptmenge des verwendeten Emulgators und Schutzkolloids zur erneuten Verwendung wiedergewinnt.