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Verfahren zur Herstellung von Dispersionen, insbesondere Lackdispersionen,
aus Vinyldiloridpolymerisaten in organischen Dispergiermitteln
Dispersionen zur Herstellung
von Überzügen, Imprägnierungen und Formkörpern, vorzugsweise dünnen Formkörpern,
wie Folien oder Tauchartikeln aus Polyvinylverbindungen sind bekannt; die Polyvinylverbindungen
werden in feinpulvriger Form in einem flüchtigen Lösungsmittel bei so niedrigen
Temperaturen, bei denen noch keine nennenswerte Quellung oder Lösung eintritt, dispergiert.
Man bringt die Dispersionen. auf die zu überziehenden Unterlagen oder in Formen
und läßt dann unter weitgehender Vermeidung des Verdunstens des Lösungsmittels bei
erhöhten Temperaturen gelatinieren und darauf das Lösungsmittel verdunsten.
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Bei der praktischen Ausführung dieser letzgenannten Arbeitsweise
muß man meistens zur Herstellung der Dispersion der feinpulvrigen Polyvinylverbindung
in dem zu verwendenden flüchtigen Lösungsmittel Temperaturen unter o° 0 anwenden;
dies ist beim technischen Arbeiten mit den Dispersionen umsändlich und lästig.
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Es wurde nun gefunden, daß man technisch einfach und bequem weichmacherfreie
Überzüge, Imprägnierungen undFormkörper, insbesondere dünne
Formkörper,
wie Folien oder Hohlkörper, aus keine praktisch unverdampfbarenWeichmacher enthaltenden
Dispersionen von feinpulvrigem Polyvinylchlorid und einem organischen, erst in der
Wärme gelatinierend wirkenden Dispergiermittel herstellen kann, wenn man als. Dispergiermittel
für das Polyvinylchlorid Gemische von Tetrahydronaphthalin und einer oberhalb I00°
auf Polyvinylchlorid gelatinierend wirkenden, bei dieser Temperatur verdampfbaren
organischen Flüssigkeit und gegebenenfalls dem Polyvinylchlorid bei gewöhnlicher
Temperatur bezüglich Lösens oder Quellens gegenüber indifferenten Verdünnungsmitteln
verwendet.
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Das Tetrahydronaphthalin hat bei der Gelatinierungstemperatur schon
einen verhältnismäßig hohen Dampfdruck und verdampft, ohne zu sieden oder ohne so
schnell zu verdampfen, daß bei der Gelatinierungstemperatur etwa Blasenbildung eintritt.
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Als oberhalb I00° gelatinierend wirkende Flüssigkeiten seien insbesondere
Dimethylphthalat, Benzylalkohol und Milchsäurebutylester, Glykolsäurebutylester
genannt. Als gegebenenfalls mitzuverwendende indifferente Verdünnungsmittel seien
Benzolkohlenwasserstoffe, Testbenzin, cycloaliphatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe
oder Gemische dieser mit aromatischen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Aromaten
enthaltende Benzine oder Gemische von Benzinen mit aromatischen Kohlenwasserstoffen,
genannt. Man kann auch für den Fall, daß das Tetrahydronaphthalin mit den gelatinierend
wirkenden Mitteln nicht oder nur teilweise mischbar ist, einen bei gewöhnlicher
Temperatiir dem Polyvinylchlorid- gegenüber indifferenten Lösungsverrnittler für
die beiden Mittel zusetzen, z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe oder hochsiedende
Ester oder Äther.
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Die erfindungsgemäß hergestellten. Dispersionen sind bei gewöhnlicher
Temperatur einige Zeit haltbar, so daß sie bequem verarbeitet werden können, und
unterscheiden sich damit vorteilhaft von den eingangs erwähnten ähnlichen, bekannten
Dispersionen. Man kann sie praktisch auf jeden gewünschten Viskositätsgrad einstellen,
sie außerdem auf den in der Lackindustnie üblichen Homogenisiermaschinen, wie Farbwalzen,
Farbmühlen, behandeln und auch mit den üblichen Auftragsmitteln auf die Unterlagen
bringen, z. B. aufstreichen, mit einer Walze oder Rakel auftragen, mit der Spritzpistole
aufbringen oder die zu überziehenden Gegenstände darin tauchen. Die mit den Dispersionen
überzogenen Unterlagen werden dann schnell auf Gelatinierungstemperatur erwärmt.
Die Gelatinierung findet meist bei Temperaturen von etwa I50 bis I700 oder noch
etwas darüber statt. Die verwendeten Dispergiermittel haben bei diesen Temperaturen
schon einen sehr merklichen Dampfdruck, die Verdampfung vollzieht sich aber doch
noch nicht so sehne11, daß Blasenbiildung-eintritt, andererseits aber schnell genug,
um in wenigen Minuten beendet zu sein, so daß die erhaltenen Überzüge im wesentlichen
frei von flüchtigen Dispergiermitteln sind. Irgendwelche besonderen Vorkehrungen
etwa der Art, daß man die Gelatinierung in einem geschlossenen Raum in der Dampfatmosphäre
des Gelatinierungsmittels wie bei Verwendung der eingangs erwähnten bekannten Dispersionen
vornimmt, sind hier nicht erforderlich.
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Die Dispersionen enthalten Polyvinylchlorid hohen Polymerisationsgrades
wie auch entsprechende Mischpolymerisate aus stark überwiegenden Mengen Vinylchlorid
mit unter den gleichen Bedingungen polymerisierbaren Verbindungen, bei denen im
wesentlichen noch die Eigenschaften und der Charakter des Polyvinylchlorids erhalten
sind. Mischpolymerisate mit größeren Mengen anderer polymerisierbarer Stoffe, deren
Eigenschaften von den des Polyvinylchlorids schon wesentlich abweichen, haben allgemein
eine stark erhöhte Tendenz zum Gelöst- und Gequollenwerden gegenüber organischen
Flüssigkeiten, so daß für sie das Verfahren der vorliegenden Erfindung keine praktische
Bedeutung besitzt.
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Die Dispersionen können bekannte Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Pigmente,
Füllstoffe, Stabilisatoren u. dgl., enthalten.
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Bei der Herstellung von ueberzügen auf glatten Unterlagen, insbelsondere
Metallen, aus den erfindungsgemäßen Dispersionen ist es häufig empfehlenswert, auf
die Unterlagen bekannte Grundierungsschichteri zu bringen, beispielsweise solche
aus Ha'rns-toffharzen oder teilweise mit Butyraldehyd acetalysierten Polyvinylestern
(Polyvinylbutyral), oder aber die Metalle mechanisch aufzurauhen oder chemisch zu
ätzen oder beispielsweise auf Eisen Phosphatschichten oder auf Aluminium Oxydschichten
zu erzeugen. Man erzielt auf diese Weise eine ausgezeichnete Haftfestigkeit der
Polyvinylchloridüberzüge. Bei rauheren Unterlagen, beispielsweise Papier oder Pappe,
ist eine solche Vorgrundierung meist nicht erforderlich. Will man Formkörper herstellen,
beispielsweise Folien oder Hohlkörper, insbesondere durch Tauchen der Formen in
die Dispersionen, so empfiehlt es sich, möglichst hochglanzpolierte Unterlagen bzw.
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Tauchformen zu verwenden.
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Die Überzüge wie auch die Formkörper sind trotz der nur begrenzten
Gelatinierungswirkung der Dispersionsmittel recht homogen und zeichnen sich durch
hohe Elastizität und mechanische Festigkeit aus. So kann man beispielsweise Bleche,
die mit Polyvinylchloridüberzügen aus den erfindungsgemäßen Dispersionen versehen
wurden, tiefziehen, ohne daß die Überzüge reißen. Wenn es zu Rissen kommt, so treten
diese zunächst im Metall auf. Bei den Folien kann man durch Recllnen bei Temperaturen
der beginnenden Piastizität die Reißfestigkeit noch erhöhen. Das Reclçen kann sowohl
längs als nuah. quer erfolgen. Infolge der guten Reißfestigkeit der Bänder lassen
sie sich be-ispiel.swelse, wenn sie magnetithaltig sind, mit Vorteil als Magnettonhänder
verwenden.
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Da die Überzüge und Folien weder Weichmadher noch sonstige geschmacksbeeinflussende
Stoffe enthalten, sobald die Dispergiermittel verdampft sind,
lassen
sie sich mit Vorteil für Zwecke anwenden, bei denen sie mit Nahrungs- und Genußmitteln
in Berührung kommen, beispielsweise für Verpackungsmittel solcher Stoffe oder auch
zum Auskleiden von Behältern für diese Stoffe. Infolge der weitgehenden Beständigkeit
der Überzüge gegen zahlreiche organische Lösungsmittel sind die Überzugsmittel auch
zur Innenlackierung von Kanistern und sonstigen Behältern für Treibstoffe und viele
organische Lösungsmittel, z. B. auch Alkohol, verwendbar. Auch gegen wäßrige Säuren
und Laugen sind die Überzüge weitgehend beständig.
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Beispiel I 50 Teile Polyvinylchlorid hohen Polymerisationsgrades
werden in 25 bis 50 Teilen Dimethylphthalat dispergiert und mit Tetrahydronaphthalin
versetzt, bis die gewünschte Konsistenz erreicht ist, was im allgemeinen der Fall
ist, wenn etwa die gleiche oder doppelte Menge Dispergiermittel wie Polyvinylchlorid
vorliegt. Die Dispersion wird dann auf eine Unterlage, beispielsweise ein mit Harnstoffharz
grundiertes Eisenblech, aufgetragen und das Blech in einem Trockenofen auf etwa
I60 bis 1700 erwärmt, bis das Dispergiermittel im wesentlichen verdampft ist, was
nach wenigen Minuten schon der Fall ist. Obwohl das Dimethylphthalat bei etwa 20
mm Hg-Druck bei I640 siedet, ist auch bei normalem Druck seine Verdampfungstension
schon so stark, daß es in dieser kurzen Zeit im wesentlichen verdampft. Man erhält
einen gleichmäßigen Überzug von guter Haftfestigkeit und großer Härte und Elastizität.
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In gleicher Weise kann man Überzüge oder Imprägnierungen auf Papier
oder Pappe erzeugen.
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Ähnlich verfährt man bei der Herstellung von Folien oder Tauchkörpern,
nur verwendet man zweckmäßig. hochglanzpolierte Unterlagen bzw.
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Tauchformen und entfernt nach dem Abkühlen den Überzug von der Unterlage
bzw. der Form.
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Man kann der Dispersion auch Pigmente, z. B.
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2 Teile Ruß, zo Teile Eisenoxydrot, 10 Teile Chromgelb oder 10 Teile
Chromgrün, zumischenl.
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Nachstehend werden weitere Beispiele für Dispersionen genannt, die
in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben, verarbeitet werden können.
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Beispiel 2 44,5 Teile Polyvinylchlorid, 36 Teile Tetrahydronaphthalin,
I9,5 Teile Benzylalkohol.
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Beispiel 3 27,5 Teile Polyvinylchlorid, 12,5 Teile Benzylalkohol,
37,5 Teile Tetrahydronaphthalin, 8,5 Teile eines Benzins von dem Siedebereich 101
bis etwa I600, das eta 15 0/o aromatische, IoOlo naphthenische und 75 O/o aliphatische
Bestandteile enthält, und 4 Teile Testbenzin.
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Beispiel 4 38 Teile Polyvinylchlorid, 20 Teile Benzylalkohol, 34
Teile Tetrahydronaphthalin, 8 Teile Toluol.
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Beispiel 5 112 Teile Polyvinylchlorid, 38 Teile Dimethylphthalat,
250 Teile Tetrahydronaphthalin.