FI86309C - VAERME- OCH LJUSBESTAENDIGA LATEXER BESTAOENDE AV IN I VARANDRA TRAENGANDE POLYMERNAET. - Google Patents

VAERME- OCH LJUSBESTAENDIGA LATEXER BESTAOENDE AV IN I VARANDRA TRAENGANDE POLYMERNAET. Download PDF

Info

Publication number
FI86309C
FI86309C FI854157A FI854157A FI86309C FI 86309 C FI86309 C FI 86309C FI 854157 A FI854157 A FI 854157A FI 854157 A FI854157 A FI 854157A FI 86309 C FI86309 C FI 86309C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polymer
weight
latex
monomer
monomers
Prior art date
Application number
FI854157A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI854157A0 (en
FI86309B (en
FI854157L (en
Inventor
Do I Lee
Edwin F Stevens
Takayuki Kawamura
Original Assignee
Dow Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Priority to FI854157A priority Critical patent/FI86309C/en
Publication of FI854157A0 publication Critical patent/FI854157A0/en
Publication of FI854157L publication Critical patent/FI854157L/en
Publication of FI86309B publication Critical patent/FI86309B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI86309C publication Critical patent/FI86309C/en

Links

Description

1 86309 Lämmön- ja valonkestäviä, toistensa sisään tunkeutuvista polymeeriverkoista koostuvia latekseja Tämä keksintö koskee stabiileja vettä sisältäviä 5 latekseja, joilla on parantunut lämmön- ja valonkestävyys sekä hyvät mekaaniset ominaisuudet.The present invention relates to stable water-containing latices having improved heat and light resistance and good mechanical properties. 1 86309 Heat and light resistant latexes consisting of interpenetrating polymer networks.

Polymeerien vesidispersioiden, joita nimitetään alalla latekseiksi, tiedetään yleisesti olevan käyttökelpoisia, sekä yksinään että erilaisissa formuloissa, pääl-10 lysteinä ja kyllästysaineina. Hyvin monenlaisia latekseja, joilla on toisistaan poikkeava homopolymeeri- tai kopoly-meerikoostumus (esimerkkeinä styreenibutadieenikopolymee-rit, akryylihomopolymeerit ja -kopolymeerit, vinylideeni-kloridihomopolymeerit ja -kopolymeerit, jne.) ja tarkkaan 15 määrätyt kemialliset ja/tai mekaaniset ominaisuudet, on kehitetty aivan määrättyjä lopullisia käyttötarkoituksia silmälläpitäen. Esimerkiksi vettä sisältävien sekapoly-meerilateksien, joita saadaan aromaattisten monovinylidee-nimonomeerien, kuten styreenin; diolefiinien, kuten buta-20 dieenin; ja etyleenisesti monotyydyttämättömien karboksyy-lihappojen, kuten akryylihapon; emulsiopolymeroinnin tuloksena, tiedetään olevan erityisen käyttökelpoisia kalvon muodostavina sideaineina paperin päällystyksessä käytettävissä pigmenteissä; esimerkkeinä US-patenttijulkaisut 25 3 399 080 ja 3 404 116.Aqueous dispersions of polymers, referred to in the art as latices, are generally known to be useful, both alone and in various formulations, as coatings and impregnating agents. A wide variety of latices with different homopolymer or copolymer compositions (e.g. styrene-butadiene copolymers, acrylic homopolymers and copolymers, vinylidene chloride homopolymers and copolymers and copolymers, etc.) have been accurately quantified and quantified, etc.) with a view to their end uses. For example, aqueous copolymer latices obtained from aromatic monovinylidene monomers such as styrene; diolefins such as Buta-20 diene; and ethylenically monounsaturated carboxylic acids such as acrylic acid; as a result of emulsion polymerization, are known to be particularly useful as film-forming binders in pigments used in paper coating; examples are U.S. Patent Nos. 3,399,080 and 3,404,116.

Ikävä kyllä lateksien, joissa eri ominaisuudet yhdistyvät tällä tavalla spesifisesti, suunnittelussa määrättyä tarkoitusta varten täydellisen joustavuuden, joka voitaisiin teoriassa ajatella mahdolliseksi (esimerkiksi 30 niiden tunnettujen edullisten ominaisuuksien, joita kullakin ryhmällä tai lajilla additiopolymeroitavissa olevien monomeeristen aineosien lukuisista tunnetuista ryhmistä ja lajeista erikseen on, suuren määrän perusteella), saavuttaminen ei kuitenkaan käytännössä ole osoittautunut mah-35 dolliseksi eräiden ongelmallisten seikkojen vuoksi. Sei- 2 86309 laisia seikkoja ovat esimerkiksi tunnettujen monomeeristen aineiden eri ryhmien ja/tai lajien keskinäinen yhteensopimattomuus, suuret erot monomeeristen aineiden reaktiivisuuden välillä ja vastaavat.Unfortunately, in the design of latexes in which different properties are specifically combined for this purpose, complete flexibility could theoretically be considered possible (e.g. 30 of the known advantageous properties of each of the many known groups and species of addition polymerizable monomer constituents for each group or species). However, in practice, this has not proved possible due to some problematic issues. Such factors include, for example, incompatibilities between different groups and / or species of known monomeric substances, large differences in reactivity between monomeric substances, and the like.

5 On toivottavaa, että lateksi on suurin piirtein stabiili lämmön ja valon vaikutuksesta tapahtuvaa hajoamista tai värin muuttumista vastaan. Esimerkiksi styreeni-butadieenityyppiä olevien lateksien lämmön- ja valonkestä-vyys ei ole hyvä. Styreenin ja butadieenin sisällyttäminen 10 latekseihin on kuitenkin edullista, koska sellaisilla latekseilla on hyvät elastomeeriset ominaisuudet samoin kuin muita edullisia fysikaalisia ominaisuuksia, kuten edullinen venyvyys, vetolujuus ja moduuli. Usein on lisäksi toivottavaa valmistaa vaikeasti syttyviä latekseja määrättyi-15 hin tarkoituksiin. Ikävä kyllä tavanomaisilla latekseilla ei usein ole merkittävää kestävyyttä lämmön ja valon vaikutuksesta tapahtuvaa hajoamista ja erityisesti värin muuttumista vastaan.5 It is desirable that the latex be substantially stable to heat or light decomposition or discoloration. For example, styrene-butadiene type latexes do not have good heat and light resistance. However, the incorporation of styrene and butadiene into the latexes is preferred because such latices have good elastomeric properties as well as other preferred physical properties such as advantageous elongation, tensile strength and modulus. In addition, it is often desirable to prepare flammable latexes for specific purposes. Unfortunately, conventional latexes often do not have significant resistance to decomposition by heat and light, and in particular to discoloration.

Edellä mainitut ongelmat tuntien alalla on aikai-20 semminkin tehty yrityksiä näiden ongelmien voittamiseksi tai ainakin minimoimiseksi. US-patenttijulkaisussa 4 002 801 esimerkiksi esitetään, että eräitä reaktiivisia monomeereja, jotka eivät kopolymeroidu helposti muiden monomeerien kanssa, voidaan siitä huolimatta sisällyttää 25 lateksihiukkaseen koteloimalla tai "päällepolymeroimalla" haluttu homopolymeeri tai kopolymeeri kopolymeerillä, jonka yhteydessä halutut reaktiiviset monomeerit ovat mahdollisia. Ikävä kyllä tällainen parannuskaan ei ole vailla haittoja tai rajoituksia. Esimerkiksi vain tietyn tyyppi-30 set kotelointipolymeerit ovat käyttökelpoisia, ja on olemassa yläraja sille polymeerikiintoaineiden määrälle, joka tällä tavalla voidaan valmistaa ilman lateksin flokkuloi-tumista tai saostumista.The aforementioned problems in the field of hours have been attempted in the past to overcome or at least minimize these problems. For example, U.S. Patent No. 4,002,801 discloses that some reactive monomers that do not readily copolymerize with other monomers can nevertheless be incorporated into the latex particle by encapsulating or "overpolymerizing" the desired homopolymer or copolymer with the desired reactive copolymers. Unfortunately, such an improvement is not without its drawbacks or limitations. For example, only certain types of encapsulating polymers are useful, and there is an upper limit to the amount of polymer solids that can be prepared in this manner without flocculation or precipitation of the latex.

US-patenttijulkaisussa 4 325 856 esitetyllä tavalla 35 valmistetaan vettä sisältäviä kopolymeerilatekseja, jotka li 3 86309 sisältävät kolloidisesti dispergoituneita, suurin piirtein pallomaisia kopolymeerihiukkasia, jotka koostuvat ydinosasta, jossa hydrofobisuus on vallitsevana, ja suhteellisen hydrofiilisesta polymeerisestä osasta, joka on pääosin 5 orientoitunut hiukkasten ulkopintaa kohden. Vaikka sellaiset lateksit tarjoavat erilaisten kopolymeroitavien aineosien toivottuja fysikaalisia ominaisuuksia, sellaisten lateksien fysikaaliset ominaisuudet eivät ole kovin tasapainoisia.As disclosed in U.S. Patent No. 4,325,856, aqueous copolymer latices are prepared which contain colloidally dispersed, substantially spherical copolymer particles consisting of a core portion having a predominant hydrophobic orientation and a relatively hydrophilic polymeric moiety. . Although such latexes provide the desired physical properties of the various copolymerizable ingredients, the physical properties of such latexes are not very balanced.

10 Niinpä olisi erittäin toivottavaa saada aikaan pa rempia latekseja sekä sellainen menetelmä niiden valmistamiseksi, jota käyttäen polymeerejä, jotka saavat mainituissa latekseissa aikaan toivottuja ominaisuuksien yhdistelmiä, voidaan sekoittaa keskenään siten, että tuloksena 15 on haluttu mekaanisten ominaisuuksien tasapaino.Thus, it would be highly desirable to provide better latices as well as a process for their preparation by which polymers which provide the desired combinations of properties in said latexes can be mixed together so as to result in the desired balance of mechanical properties.

Keksintö koskee toistensa sisään tunkeutuvista po-lymeeriverkoista muodostuvaa lateksia, joka on lämpö- ja valostabiili ja jolla on hyvät mekaaniset ominaisuudet, jolloin lateksi käsittää silloitettua polymeeri(I)-verkkoa 20 sisältävän jatkuvan faasin ja polymeeri(II):a sisältävän epäjatkuvan, mutta kunkin lateksihiukkasen sisällä keskinäisen jakamattoman, mikrofaasin. Lateksille on tunnusomaista, että polymeeri (I) on hydrofiilinen polymeeri, jossa on ··. 25 (1) 50 - 80 paino-% akrylaatti- tai metakrylaatti- monomeereja, (2) 40 - 17,8 paino-% aromaattista monovinyylimono- meeria, (3) 8-2 paino-% muuta monomeeria, joka on valittu 30 ryhmästä amidit, jotka on johdettu a,β-olefiinisesti tyydyttämättömistä karboksyylihapoista, ja näiden amidien N-alkyloli- ja N-alkoksialkyylijohdannaiset, ja (4) 2 - 0,2 paino-% polyvinyyliä silloittavaa monomeeria; ja 35 polymeeri (II) on hydrofobinen polymeeri, jossa on 4 86309 (1) 50 - 80 paino-% aromaattista monovinyylimono-meeria tai vinyylihalogenidimonomeeria ja (2) 50 - 20 paino-% avoketjuista, konjugoitua diee- niä, 5 jolloin hydrofobinen polymeeriosa on emulsiopolyme- roitu mainitussa silloitetussa, hydrofiilisessä polymeeri-verkossa.The invention relates to a latex of interpenetrating polymer networks which is thermally and light stable and has good mechanical properties, the latex comprising a continuous phase containing a crosslinked polymer (I) network and a discontinuous phase containing polymer (II) but each inside the latex particle with a mutually indivisible, microphase. The latex is characterized in that the polymer (I) is a hydrophilic polymer having ··. 25 (1) 50 to 80% by weight of acrylate or methacrylate monomers, (2) 40 to 17.8% by weight of aromatic monovinyl monomer, (3) 8 to 2% by weight of other monomer selected from 30 groups amides derived from α, β-olefinically unsaturated carboxylic acids, and N-alkylol and N-alkoxyalkyl derivatives of these amides, and (4) 2 to 0.2% by weight of a polyvinyl crosslinking monomer; and 35 the polymer (II) is a hydrophobic polymer having 4 86309 (1) 50 to 80% by weight of an aromatic monovinyl monomer or vinyl halide monomer and (2) 50 to 20% by weight of an open-chain conjugated diene, wherein the hydrophobic polymer moiety is emulsion polymerized in said crosslinked, hydrophilic polymer network.

Ilmaisulla "hyvät fysikaaliset ominaisuudet" tarkoitetaan sitä, että fysikaaliset ominaisuudet, kuten esi-10 merkiksi venyvyys, vetolujuus ja moduuli, ovat lähellä pääasiallisesti hydrofobisesta polymeerifaasista koostuvan lateksin tarjoamia ominaisuuksia. Toisin sanoen IPN:n spesifiset ominaisuudet ovat kunkin eri polymeerikomponentin spesifisten ominaisuuksien yhdistymisen seurausta. IPN:n 15 fysikaaliset ominaisuudet ovat paremmat kuin ominaisuudet, joita on sellaisten lateksien sekoituksilla, joita kukin antaa sekoitukselle stabiilisuutta ja hyviä fysikaalisia ominaisuuksia.By "good physical properties" is meant that the physical properties, such as elongation, tensile strength, and modulus, are close to those provided by a latex composed primarily of a hydrophobic polymer phase. In other words, the specific properties of IPN are the result of a combination of the specific properties of each of the different polymer components. The physical properties of IPN 15 are superior to those of blends of latexes, each of which gives the blend stability and good physical properties.

Tämän keksinnön mukaisia, systemaattisesti rakentu-20 neita latekseja voidaan laveasti kuvata mainittuihin kahteen polymeerityyppiin, joista kumpikin on verkkomuodossa, pohjautuviksi, toistensa sisään tunkeutuvien polymeerien verkoiksi (IPN:iksi, interpenetrating polymer networks). Tämän keksinnön päämääriä ajatellen kunkin IPN-lateksi-25 hiukkasen morfologia koostuu suurin piirtein jatkuvan hyd-rofiilisen polymeerifaasin sisällä olevista, pohjimmiltaan hydrofobisen polymeerin muodostamista mikrofaaseista.The systematically constructed latexes of this invention can be broadly described as interpenetrating polymer networks (IPNs) based on the two types of polymers, each in the form of a network. For purposes of this invention, the morphology of each IPN latex-25 particle consists of substantially microphases formed within the continuous hydrophilic polymer phase that are essentially formed by a hydrophobic polymer.

Tämän keksinnön mukaisia IPN-latekseja voidaan käyttää sovellutuksissa, joissa aikaisemmin on käytetty 30 mekaanisesti kestäviä latekseja ja joissa lämmönkestävyys ja syttymättömyys ovat toivottavia. Tällaisiin käyttökohteisiin kuuluvat paperin päällystysmateriaalit, mattojen taustaliima, yhdistelmäpaperit, kankaiden päällystysmateriaalit, metalliverkkovahvisteiset kraftilaminaatit, se- ... 35 5 86309 menttisovellutukset ja muut tunnetut sovellutukset.The IPN latexes of this invention can be used in applications where mechanically resistant latexes have been used in the past and where heat resistance and non-flammability are desirable. Such applications include paper coating materials, carpet backing adhesive, composite papers, fabric coating materials, metal mesh reinforced kraft laminates, cement applications and other known applications.

Toistensa sisään tunkeutuvien polymeerien verkko (IPN) on tyypiltään ainutlaatuinen polymeerisekoitus, joka voidaan määritellä kahden, pääosin verkkomuodossa ole-5 van polymeerin yhdistelmäksi. Tämän keksinnön mukaisia koostumuksia valmistetaan sisällyttämällä jo olemassa olevaan, tai ainakin osaksi olemassa olevaan, silloittunee-seen polymeeriverkkoon (polymeeri I) monovinyylimonomeeria tai -monomeereja sekä mahdollisesti, ja edullisesti, ris-10 tisidoksia muodostavana aineena toimivaa konjugoitua diee-niä (II vaiheen seos) edullisesti turvottamalla ja sen jälkeen polymeroimalla vaiheen II seos in situ (samalla kun polymeeri-I-verkkoa polymeroidaan tarvittaessa edelleen), jolloin muodostuu toinen polymeeriverkko (polymeeri 15 II). Toinen polymeeriverkko on jatkuva läpi koko koostumuksen, ja molemmat verkot ovat suurin piirtein kemiallisesti toisistaan riippumattomia. Tämän keksinnön mukaisten IPN:ien luonteenomainen piirre on se, että verkot saadaan lateksissa tunkeutumaan toistensa sisään (ts. molem-20 mat verkot levittäytyvät laajojen välialueiden poikki muodostaen mikrofaaseja).A network of interpenetrating polymers (IPN) is a unique type of polymer blend that can be defined as a combination of two polymers, mainly in the form of a network. The compositions of this invention are prepared by incorporating monovinyl monomer or monomers into an existing, or at least partially existing, crosslinked polymer network (polymer I) and optionally, and preferably, a conjugated diene as a crosslinking agent (Phase II mixture). preferably by swelling and then polymerizing the mixture of step II in situ (while further polymerizing the polymer I network if necessary) to form a second polymer network (polymer 15 II). The second polymer network is continuous throughout the composition, and both networks are substantially chemically independent of each other. A characteristic feature of the IPNs of this invention is that the networks are induced to penetrate each other in the latex (i.e., both networks spread across wide spacings to form microphases).

Tämän keksinnön käytännön sovellutuksissa käytettävät polymeeri-I-verkot eli hydrofiiliset polymeeriver-kot ovat yleensä sellaisia polymeeriverkkoja, joilla on 25 erinomainen lämmön- ja valonkestävyys. Sellainen lämmön-ja valonkestävyys saadaan lateksille polymeroimalla monomeereja, joista polymeroitaessa muodostuu pääosin hydro-fiilinen polymeeriverkko.The polymer I networks used in the practical applications of this invention, i.e. hydrophilic polymer networks, are generally polymer networks having excellent heat and light resistance. Such heat and light resistance is obtained for latex by polymerizing monomers which, when polymerized, form a predominantly hydrophilic polymer network.

Sopivia monomeereja polymeroitaviksi, jotta saa-30 daan sellaisia hydrofiilisiä polymeerejä, ovat akrylaat-ti- ja metakrylaattimonomeerit, esimerkiksi hydroksi-al-kyyliakrylaatit, joissa alkyyliryhmä sisältää kahdesta noin neljään hiiliatomia, kuten 2-hydroksietyyliakrylaatti tai 3-hydroksipropyyliakrylaatti; alkyyliakrylaatit, jois- 6 86309 sa alkyyliryhmä sisältää yhdestä noin kahdeksaantoista hiiliatomia, kuten metyyliakrylaatti, etyyliakrylaatti, propyyliakrylaatti, n-butyyliakrylaatti, (2-etyyliheksyy-li)akrylaatti, jne.; ja alkyylimetakrylaatit, kuten metyy-5 limetakrylaatti, etyylimetakrylaatti, propyylimetakrylaat- ti, n-butyylimetakrylaatti ja muut samankaltaiset alkyylimetakrylaatit .Suitable monomers for polymerization to obtain such hydrophilic polymers include acrylate and methacrylate monomers, for example, hydroxyalkyl acrylates in which the alkyl group contains from two to about four carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl acrylate or 3-hydroxypropyl acrylate; alkyl acrylates, of which the alkyl group contains from one to about eighteen carbon atoms, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, (2-ethylhexyl) acrylate, etc .; and alkyl methacrylates such as methyl 5-methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate and other similar alkyl methacrylates.

Muita monomeereja, joita voidaan edullisesti kopo-lymeroida valmistettaessa polymeeriä I, ovat a,β-olefiini-10 sesti tyydyttämättömistä karboksyylihapoista johdetut ami dit, kuten esimerkiksi akryyliamidi, metakryyliamidi, N-metyyliakryyliamidi, N-etyyliakryyliamidi, N-propyyliak-ryyliamidi, N-(t-butyyli)akryyliamidi, N-(2-etyyliheksyy-li)akryyliamidi, N-metyylimetakryyliamidi, N-(t-butyyli)-15 metakryyliamidi, N-oktyylimetakryyliamidi, N,N-dietyyliak- ryyliamidi, N,N-dietyylimetakryyliamidi ja diasetoniak-ryyliamidi.Other monomers which can be advantageously copolymerized in the preparation of polymer I are amides derived from α, β-olefinically unsaturated carboxylic acids, such as acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, (t-butyl) acrylamide, N- (2-ethylhexyl) acrylamide, N-methylmethacrylamide, N- (t-butyl) -15 methacrylamide, N-octylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-diethylmethacrylamide and diacetoniacrylamide.

Muita mahdollisia monomeereja ovat edellä mainittujen olefiinisesti tyydyttämättömien amidien N-alkyloli-20 ja N-alkoksialkyylijohdannaiset, kuten esimerkiksi N-mety- loliakryyliamidi, N-etanolimetakryyliamidi, N-propanoliak-ryyliamidi, N-metoksimetyyliakryyliamidi, N-metoksietyy-liakryyliamidi, N-metoksietyyliakryyliamidi, N-butoksi-etyyliakryyliamidi, N-butoksimetyylimetakryyliamidi ja 25 vastaavat. Vaikka edellä mainitut monomeerit ovat helpon saatavuutensa ja alhaisen hintansa vuoksi edullisia, muitakin rakenteellisesti niitä lähellä olevia polymeroituvia amideja, kuten N-metylolimaleiinihappoamidia, N-metyloli-maleiinihappoimidiä, N-metyloli-p-vinyylibentsimidiä ja 30 diasetoni akryyli amidin hydroksialkyylijohannaisia, voidaan käyttää.Other possible monomers include N-alkylol-20 and N-alkoxyalkyl derivatives of the above-mentioned olefinically unsaturated amides, such as N-methylolacrylamide, N-ethanolmethacrylamide, N-propanolacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxyacetylamide, N-methoxyethylamide , N-butoxy-ethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide and the like. Although the above monomers are preferred due to their easy availability and low cost, other structurally related polymerizable amides such as N-methylol maleic acid amide, N-methylol maleic acid amide, N-methylol-p-vinylbenzimide and diacetone acrylic amide hydroxyalkyl can be used.

Sopivia monomeereja (2) ovat aromaattiset monoviny-lideenimonomeerit, joihin kuuluvat esimerkiksi styreeni, α-metyylistyreeni, orto-, meta- ja para-metyylistyreeni, 35 orto-, meta- ja para-etyylistyreeni, o,p-dimetyylistyree- I, 7 86309 ni, o,p-dietyylistyreeni, o-metyyli-p-isopropyylistyreeni, p-klooristyreeni, p-bromistyreeni, o,p-diklooristyreeni ja o,p-dibromistyreeni.Suitable monomers (2) include aromatic monovinylidene monomers, including, for example, styrene, α-methylstyrene, ortho-, meta- and para-methylstyrene, ortho-, meta- and para-ethylstyrene, o, p-dimethylstyrene. 86309 ni, o, p-diethylstyrene, o-methyl-p-isopropylstyrene, p-chlorostyrene, p-bromostyrene, o, p-dichlorostyrene and o, p-dibromostyrene.

Tämän keksinnön mukaisiin tarkoituksiin soveltuva 5 ristisidoksia muodostava polyvinyylimonomeeri on di- tai polyfunktionaalinen, etyleenisesti tyydyttämätön monomee-ri, joka sisältää ainakin yhden a,3-etyleenityydyttämättö-män vinyyliryhmän. Ristisidoksia muodostavan monomeerin sisältämät vinyyliryhmät voivat olla samoja ryhmiä, kuten 10 esimerkiksi divinyylibentseenissä ja trimetylolipropaani- triakrylaatissa, tai eri ryhmiä, kuten esimerkiksi allyy-limetakrylaatissa, diallyylifumaraatissa ja diallyylimale-aatissa. Esimerkkejä muista sopivista ristisidoksia muodostavista monomeereista ovat 1,3-butyleenidimetakrylaat-15 ti, dietyleeniglykolidimetakrylaatti, etyleeniglykolidi- metakrylaatti, trimetylolipropaanitrimetakrylaatti, mety-leenibisakryyliamidi, dietyleeniglykolidiakrylaatti, ety-leeniglykolidiakrylaatti, divinyylieetteri, diallyyli-ftalaatti, trietyleeniglykolidimetakrylaatti, trimetylee-20 niglykolidiakrylaatti, butyleeniglykolidiakrylaatti, pen- tametyleeniglykolidiakrylaatti, glyseryylitriakrylaatti, oktyleeniglykolidiakrylaatti, trimetylolipropaanitriakry-laatti ja pentaerytritolin tetra-akrylaattiesteri.A crosslinkable polyvinyl monomer suitable for the purposes of this invention is a di- or polyfunctional, ethylenically unsaturated monomer containing at least one α, 3-ethylenically unsaturated vinyl group. The vinyl groups contained in the crosslinking monomer may be the same groups, such as in divinylbenzene and trimethylolpropane triacrylate, or different groups, such as in allyl methacrylate, diallyl fumarate and diallyl maleate. Examples of other suitable crosslinking monomers are 1,3-butyleenidimetakrylaat 15-acetate, diethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, methylene leenibisakryyliamidi, diethylene glycol, EEC leeniglykolidiakrylaatti, divinyl ether, diallyl phthalate, triethylene glycol dimethacrylate, trimethylene glycol diacrylate, 20, butylene glycol diacrylate, Pen tamethylene glycol diacrylate, glyceryl triacrylate, octylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate ester.

Tämän keksinnön käytännön sovellutuksissa käytettä-25 vät polymeeri-II-faasit eli hydrofobiset polymeerifaasit antavat lateksille erinomaiset elastomeeriset ominaisuudet, erinomaisen syttymättömyyden tai muita toivottuja mekaanisia ominaisuuksia. Erityisesti sellaiset ominaisuudet saadaan aikaan valitsemalla sopivat monomeerit, jotka 30 voidaan polymeroida sopivien ristisidoksia muodostavien monomeerien, kuten alifaattisten konjugoitujen dieenimono-meerien, kanssa.The polymer II phases used in the practice of this invention, i.e., the hydrophobic polymer phases, impart excellent elastomeric properties, excellent non-flammability, or other desirable mechanical properties to the latex. In particular, such properties are obtained by selecting suitable monomers that can be polymerized with suitable crosslinking monomers, such as aliphatic conjugated diene monomers.

. . Avoketjuiset konjugoidut dieenimonomeerit sisältä vät tyypillisesti neljästä noin yhdeksään hiiliatomia, ja 35 sellaisia ovat 1,3-butadieeni, 2-metyyli-l,3-butadieeni, 2,3-dimetyyli-l,3-butadieeni, pentadieeni 2-neopentyyli- β 86309 1,3-butadieeni ja muut 1,3-butadieenin hiilivetyanalogit sekä lisäksi substituoidut 1,3-butadieenit, kuten 1-kloo-ri-1,3-butadieeni ja 2-syaani-l,3-butadieeni; substituoidut, suoraketjuiset, konjugoidut pentadieenit; substituoi-5 dut, suoraketjuiset, konjugoidut heksadieenit; ja muut suoraketjuiset ja haaroittuneet konjugoidut dieenit, jotka sisältävät edullisesti neljästä noin yhdeksään hiiliatomia, ja näiden monomeerien seokset. 1,3-butadieenihiilive-tymonomeerit, kuten esimerkiksi edellä mainitut, tuottavat 10 tulokseksi polymeerejä, joilla on erityisen toivottuja ominaisuuksia, ja ovat sen vuoksi edullisia 1,3-butadieenin ollessa kaikkein edullisin.. . Open-chain conjugated diene monomers typically contain from four to about nine carbon atoms, and such include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, pentadiene, 2-neopentyl- β 86309 1,3-butadiene and other hydrocarbon analogs of 1,3-butadiene, as well as further substituted 1,3-butadienes such as 1-chloro-1,3-butadiene and 2-cyano-1,3-butadiene; substituted, straight-chain, conjugated pentadienes; substituted, straight-chain, conjugated hexadienes; and other straight-chain and branched conjugated dienes, preferably containing from four to about nine carbon atoms, and mixtures of these monomers. 1,3-Butadiene hydrocarbon monomers, such as those mentioned above, result in polymers that have particularly desirable properties and are therefore preferred, with 1,3-butadiene being most preferred.

Sopiva, vaiheen II seoksessa käytettäviä monomee-reja ovat edellä mainitut aromaattiset monovinylideeni-15 monomeerit ja vinyylihalogenidi- tai vinylideenihalogeni-dimonomeerit (joista jäljempänä käytetään yksinkertaisesti nimitystä vinyylihalogenisidmonomeerit). Sopivia haloge-nideja ovat kloori, bromi ja jodi. Erityisen käyttökelpoisia vinyylihalogenidimonomeereja ovat vinyylikloridi ja 20 vinylideenikloridi, ja niitä voidaan käyttää erikseen tai yhdessä.Suitable monomers for use in the Phase II mixture include the aforementioned aromatic monovinylidene-15 monomers and vinyl halide or vinylidene halide dimonomers (hereinafter simply referred to as vinyl halide monomers). Suitable halides include chlorine, bromine and iodine. Particularly useful vinyl halide monomers include vinyl chloride and vinylidene chloride, and may be used singly or in combination.

Polymeerin II ollessa ominaisuuksiltaan "pehmeä" (so. Tg:n ollessa noin 25 °C tai sitä alempi) IPN:n fysikaaliset ominaisuudet, kuten kimmomoduulin ja vetolujuu-25 den, määrää pääasiallisesti polymeeri-I-verkko. Jos polymeeri II kuitenkin on luonteeltaan hyvin "kova" (so. Tg on vähintään 80 °C), vastaavat fysikaaliset ominaisuudet määrää polymeerin II luonne, ja ne ovat suurin piirtein riippumattomia polymeeristä I. Lisäksi IPN-latekseilla on pa-30 rempi lämmönkestävyys, mitä väriin ja joustavuuteen tulee. Tällainen käyttäytyminen on odotettua otettaessa huomioon se seikka, että polymeerin I aineosat ovat lämmönkestäviä ja säilyttävät hyvän joustavuuden. Käytännössä esiintyy vähäisempää värin muuttumista polymeerin II aineosien ha-35 jotessa, koska hajoaminen pienissä mikrofaaseissa on vä- 9 86309 hemmän korostuvaa kuin suurissa homogeenisissa faaseissa tapahtuva hajoaminen.When the polymer II has "soft" properties (i.e., a Tg of about 25 ° C or lower), the physical properties of the IPN, such as modulus of elasticity and tensile strength, are primarily determined by the polymer I network. However, if Polymer II is very "hard" in nature (i.e., a Tg of at least 80 ° C), the corresponding physical properties are determined by the nature of Polymer II and are substantially independent of Polymer I. In addition, IPN latexes have better heat resistance than color and flexibility comes. Such behavior is to be expected given the fact that the components of polymer I are heat-resistant and retain good flexibility. In practice, there is less discoloration with the degradation of the polymer II components, because degradation in small microphases is less pronounced than degradation in large homogeneous phases.

Polymeeri-I-verkot sisältävät (1) 50 - 80 paino-%, edullisesti 60 - 80 paino-%, akrylaatti- tai metakrylaat-5 timonomeereja, (2) 17,8 - 40 paino-%, aromaattista monovi-nyylimonomeeria, (3)2-8 paino-%, muuta vinyylimonomee-ria, edullisesti tyydyttämätöntä karboksyylihappoa, ja (4) 0,2-2 paino-%, edullisesti 0,2-1 paino-%, ristisidok-sia muodostavaa polyvinyylimonomeeria.The polymer I networks contain (1) 50 to 80% by weight, preferably 60 to 80% by weight, of acrylate or methacrylate-5 thonomers, (2) 17.8 to 40% by weight of aromatic monovinyl monomer, ( 3) 2 to 8% by weight of another vinyl monomer, preferably an unsaturated carboxylic acid, and (4) 0.2 to 2% by weight, preferably 0.2 to 1% by weight, of a crosslinking polyvinyl monomer.

10 Polymeeri-II-verkot sisältävät (1) 50 - 80 pai no-%, aromaattisia monovinylideenimonomeereja ja (2) 20 -50 paino-% avoketjuista konjugoitua dieenimomomeeria tai (1) 50 - 80 paino-%, vinylideenihalogenidia ja (2) 20 - 50 paino-% avoketjuista konjugoitua dieenimonomeeria.Polymer II networks contain (1) 50 to 80% by weight of aromatic monovinylidene monomers and (2) 20 to 50% by weight of open chain conjugated diene monomer or (1) 50 to 80% by weight of vinylidene halide and (2) 20% by weight of open chain conjugated diene monomer. - 50% by weight of open chain conjugated diene monomer.

15 Keksinnön mukaisten lateksien valmistusmalleista eri polymerointivaiheet on edullisinta toteuttaa tavanomaisia emulsiopolymerointimenettelytapoja noudattaen. Siten esimerkiksi kulloisessakin vaiheessa käytettävät monomeerit dispergoidaan tavallisesti vesiväliaineeseen, 20 joka voi sisältää tunnettuja emulgointiaineita (so. pinta-aktiivisia aineita) samoin kuin muita alalla polymeroin-nin apuaineina tavanomaisesti käytettäviä aineosia (esim. tavanomaisia ketjunvaihtoreagensseja, jne.), sekoittaen samalla riittävästi seoksen emulgoimiseksi. Sen jälkeen 25 mainitut monomeerit polymeroidaan käyttäen apuna jotakin tavanomaista lähdettä vapaiden radikaalien tuottamiseksi (so. tavanomaisia vapaaradikaalipolymeraation katalysaattoreita, aktivoivaa säteily, jne.).Of the latex preparation models of the invention, the various polymerization steps are most preferably carried out according to conventional emulsion polymerization procedures. Thus, for example, the monomers used in each step are usually dispersed in an aqueous medium which may contain known emulsifiers (i.e. surfactants) as well as other ingredients commonly used in the art as polymerisation aids (e.g. conventional chain exchange reagents, etc.) with adequate mixing. . Said monomers are then polymerized with the aid of a conventional source to produce free radicals (i.e., conventional free radical polymerization catalysts, activating radiation, etc.).

Edellä mainituissa vaiheissa käytettäviksi soveltu-30 via vapaaradikaalipolymeraation katalysaattoreita ovat katalysaattorit, joiden tiedetään jo edistävän emulsiopo-lymeroitumista. Eräitä sellaisia katalysaattoreita ovat . . hapettavat aineet, kuten orgaaniset peroksidit (esim.Suitable free radical polymerization catalysts for use in the above steps include catalysts already known to promote emulsion polymerization. Some such catalysts are. . oxidizing agents such as organic peroxides (e.g.

t-butyyliperoksidi, kumeenihydroperoksidi, jne.), epäor-35 gaaniset hapettimet (esim. vetyperoksidi, kaliumpersul- ίο 86 309 faatti, natrlumpersulfaatti, ammoniumpersulfaatti, jne. ) ja sellaiset katalysaattorit, kuten esimerkiksi redoksi-katalysaattorit, jotka aktivoidaan vesifaasissa esimerkiksi vesiliukoista pelkistintä käyttäen.t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, etc.), inorganic oxidants (e.g. hydrogen peroxide, potassium persulfate 86,309, sodium lump persulphate, ammonium persulfate, etc.) and catalysts such as redox catalysts which are activated by aqueous catalysis, for example using.

5 Sellaisia katalysaattoreita käytetään riittävä mää rä polymeroitumisen aikaansaamiseksi (so. katalyyttinen määrä). Yleissääntönä riittävä määrä on 0,01 - 5 paino-% polymeroitavien monomeerien kokonaismäärästä. Vaihtoehtoisesti voidaan lämmön ja/tai katalyyttisten yhdisteiden 10 sijasta käyttää muita vapaiden radikaalien aikaansaanti-keinoja, kuten polymerointiseoksen saattamista alttiiksi aktivoiville säteilyille, polymeroitumisen aktivoimiseksi.5 Such catalysts are used in an amount sufficient to effect polymerization (i.e., a catalytic amount). As a general rule, a sufficient amount is 0.01 to 5% by weight of the total amount of monomers to be polymerized. Alternatively, instead of heat and / or catalytic compounds 10, other means of generating free radicals, such as exposing the polymerization mixture to activating radiation, may be used to activate polymerization.

Käytettäviksi soveltuvia emulgointiaineita ovat emulsiopolymeroinnissa tavanomaisesti käytettävät anioni-15 set, kationiset ja ionittomat emulgaattorit. Tavallisesti mukana on ainakin yhtä anionista emulgaattoria, ja läsnä voi olla myös yhtä tai useampaa ionitonta emulgaattoria. Esimerkkityyppejä anionisista emulgaattoreista ovat alkyy-liaryylisulfonaatit, alkalimetallialkyylisulfaatit ja ras-20 vahapposaippuat. Erityisesimerkkejä näistä tunnetuista emulgaattoreista ovat natrium(dodekyylibentseenisulfonaat-ti ), natrium(butyylinaftaleenisulfonaatti), natriumlauryy-lisulfonaatti,dinatrium(dodekyylidifenyylieetteridisulfo-naatti), N-oktadekyylidinatriumsulfosukkinaatti ja diok-25 tyylinatriumsulfosukkinaatti. Tällaisia emulgaattoreita voidaan käyttää vaihtelevina määrinä, kunhan saavutetaan riittävä emulgoituminen dispergoituneiden polymeerihiuk-kasten, joilla on haluttu hiukkaskoko ja hiukkaskokojakautuma, aikaansaamiseksi. Yleissääntönä voidaan kuitenkin 30 sanoa, että edullisesti käytettävä määrä on 0,01 - 5 paino-% polymeroitavien monomeerien kokonaismäärästä. Tulisi kuitenkin huomata, että edellä mainitussa toisen vaiheen polymeroinnissa on edullista olla lisäämättä (tai lisätä vain pieniä määriä) emulgaattoreita. Tämä on toivottavaa, 35 jotta pääosa toisen vaiheen polymeeristä muodostuu olemas- 11 86309 sa olevien ensimmäisen vaiheen polymeerihiukkasten päälle tai ympärille eikä pane alulle huomattavia määriä homogeenisia toisen vaiheen polymeerihiukkasia.Suitable emulsifiers include anionic, cationic and nonionic emulsifiers commonly used in emulsion polymerization. Usually at least one anionic emulsifier is present, and one or more nonionic emulsifiers may also be present. Examples of types of anionic emulsifiers are alkylarylsulfonates, alkali metal alkyl sulfates and ras-20 wax soaps. Specific examples of these known emulsifiers are sodium (dodecylbenzenesulfonate), sodium (butylnaphthalenesulfonate), sodium laurylsulfonate, disodium (dodecyldiphenyl ether disulfonate), N-octadecyl disodium disodium sulfosuccinate Such emulsifiers can be used in varying amounts as long as sufficient emulsification is achieved to obtain dispersed polymer particles having the desired particle size and particle size distribution. As a general rule, however, it can be said that the amount preferably used is 0.01 to 5% by weight of the total amount of monomers to be polymerized. However, it should be noted that in the above-mentioned second stage polymerization, it is preferable not to add (or to add only small amounts) emulsifiers. This is desirable so that the majority of the second stage polymer is formed on or around the existing first stage polymer particles and does not initiate significant amounts of homogeneous second stage polymer particles.

Ensimmäisen vaiheen polymeroinnissa voidaan halut-5 taessa käyttää tavanomaisia ymppäysmenettelyjä helpottamaan polymeroitumisen säätelyä ja halutun hiukkaskoon ja hiukkaskokojakautuman saavuttamista dispergoituneille toisen vaiheen kopolymeerihiukkasille. Kun siemenhiukkasia käytetään, niiden määrä on tavallisesti 0,1-1 paino-% 10 ydinkomonomeerien määrästä. Yleensä tällaisten siemenhiuk-kasten läpimitta on noin 10 - 20 % muodostettavien IPN-lateksihiukkasten läpimitasta. Siemenlateksin monomeeri-koostumus voi vaihdella, kunhan se ei koaguloidu vaiheen I polymeerihiukkasten muodostuksen aikana.In the first stage polymerization, conventional seeding procedures can be used, if desired, to facilitate the control of the polymerization and the achievement of the desired particle size and particle size distribution for the dispersed second stage copolymer particles. When seed particles are used, their amount is usually 0.1 to 1% by weight of the amount of core comonomers. In general, the diameter of such seed particles is about 10 to 20% of the diameter of the IPN latex particles to be formed. The monomer composition of the seed latex may vary as long as it does not coagulate during the formation of the phase I polymer particles.

15 Kuten on mainittu, tämän keksinnön käytännön sovel lutuksissa voidaan käyttää tavanomaisia ketjunvaihtorea-gensseja, ja polymerointivaiheissa, joissa käytetään ali-faattista konjugoitua dieeniä, on todella edullista tehdä niin. Esimerkkejä sellaisista tavanomaisista ketjunvaihto-20 reagensseista ovat bromoformi, hiilitetrakloridi, pitkä-ketjuiset merkaptaanit (esim. lauryylimerkaptaani, dode-kyylimerkaptaani, jne), ja muut tunnetut ketjunvaihtorea-genssit. Sellaisissa edullisissa suoritusmuodoissa käytetään tyypillisesti tavanomaisia määriä (esim. 0,1 - 30 25 paino-% koko monomeeripanoksesta) tällaisia ketjunvaihto-reagensseja.As mentioned, conventional chain exchange reagents can be used in the practice of this invention, and it is really advantageous to do so in polymerization steps using an aliphatic conjugated diene. Examples of such conventional chain exchange reagents include bromoform, carbon tetrachloride, long chain mercaptans (e.g., lauryl mercaptan, dodecyl mercaptan, etc.), and other known chain exchange reagents. In such preferred embodiments, conventional amounts (e.g., 0.1 to 30% by weight of the total monomer charge) of such chain exchange reagents are typically used.

Edellä mainituissa polymerointivaiheissa voidaan käyttää myös muita aineosia, joiden tällä alalla tiedetään soveltuvan erilaisiin erityistarkoituksiin emulsiopolyrne-30 roinnissa. Esimerkiksi määrätyssä polymerointivaiheessa polymeroitavien aineosien sisältäessä etyleenisesti mono-tyydyttämätöntä karboksyylihappomonomeeria polymerointi on edullista toteuttaa happamissa olosuhteissa (esimerkiksi vesiväliaineessa, jonka pH on 2 - 7, erityisesti 2 - 5). 35 Sellaisissa tapauksissa vesiväliaine voi sisältää happoja i2 86309 ja/tai suoloja halutun pH-arvon sekä mahdollisesti puskuroidun systeemin aikaansaamiseksi. Toisaalta, mikäli ety-leenisesti monotyydyttämätöntä karboksyylihappomonomeeria ei käytetä, vesiväliaineen pH voi haitatta olla alueella 5 2-10.Other ingredients known in the art to be suitable for various specific purposes in emulsion polymerization may also be used in the above polymerization steps. For example, when the ingredients to be polymerized in a given polymerization step contain an ethylenically monounsaturated carboxylic acid monomer, the polymerization is preferably carried out under acidic conditions (for example in an aqueous medium having a pH of 2 to 7, especially 2 to 5). In such cases, the aqueous medium may contain acids i2 86309 and / or salts to provide the desired pH and optionally a buffered system. On the other hand, if the ethylenically monounsaturated carboxylic acid monomer is not used, the pH of the aqueous medium may be in the range of 5 to 10.

Tämän keksinnön mukaisten IPN-lateksien valmistuksessa käytetään edullisesti seuraavaa yleistä menettelytapaa. Käytettävä reaktori varustetaan sopivalla sekoittajalla. Reaktori varustetaan myös ruiskutuslaitteella, 10 joka soveltuu initiaattoreiden lisäämiseen reaktion alussa ja aikana. Reaktorin kanssa käytetään esisekoitussäi- liöitä, jotka yhdistetään reaktoriin. Yhtä säiliötä käy tetään monomeerien esisekoittamiseen ja toista initiaattoreiden ja emulgaattoreiden esisekoittamiseen.The following general procedure is preferably used in the preparation of the IPN latexes of this invention. The reactor used is equipped with a suitable stirrer. The reactor is also equipped with an injection device 10 suitable for adding initiators at the beginning and during the reaction. Premixing tanks are used with the reactor, which are connected to the reactor. One tank is used to premix the monomers and the other to premix the initiators and emulsifiers.

15 Reaktoriin laitetaan vettä (edullisimmin tislattua ja metalli-ionien poistamiseksi kelatoivalla aineella käsiteltyä), ja sen läpi johdetaan typpeä tai jotakin muuta inerttiä kaasua hapen poistamiseksi siitä. Vesifaasiin lisätään edullisesti siemenpolymeeriä.Water (most preferably distilled and treated with a chelating agent to remove metal ions) is introduced into the reactor, and nitrogen or some other inert gas is passed through it to remove oxygen. The seed polymer is preferably added to the aqueous phase.

20 Ensimmäisessä esisekoitussäiliössä valmistetaan monomeeriseos. Toiseen esisekoitussäiliöön lisätään vettä, emulgaattoreita, initiaattoreita ja mahdollisesti kela-toitavia aineita. Polymeroinnin aikana reaktorin lämpötila on 30 - 100 °C, edullisimmin 60 - 90 °C. Molemmat esiseok-25 set lisätään samanaikaisesti tai niitä kumpaakin lisätään jatkuvasti, ja monomeerien annetaan reagoida vajaasta yhdestä tunnista 6 tuntiin.In the first premix tank, a monomer mixture is prepared. Water, emulsifiers, initiators and possibly chelating agents are added to the second premixing tank. During the polymerization, the reactor temperature is 30 to 100 ° C, most preferably 60 to 90 ° C. Both premixes are added simultaneously or both are added continuously, and the monomers are allowed to react for less than one hour to 6 hours.

Sen jälkeen kun alkumonomeeripanoksen on annettu reagoida, edullisesti samalla sekoittaen, polymeeri I voi-30 daan asettaa jatkopolymerointiolosuhteisiin. Samalla tavalla kuin valmistettaessa polymeeriä I toiseen esisekoitussäiliöön lisätään vaiheen II monomeeriseos ja toiseen vettä sisältävä seos. Kummankin säiliön sisällöt lisätään samanaikaisesti tai niitä lisätään jatkuvasti, ja niiden 35 annetaan reagoida. Sen jälkeen reaktori jäähdytetään ja i3 86309 lateksi suodatetaan ensimmäisen ja toisen polymeroinnin aikana mahdollisesti muodostuneen koagulaatin poistamiseksi .After the initial monomer charge has been allowed to react, preferably with stirring, the polymer I can be subjected to further polymerization conditions. In the same manner as in the preparation of polymer I, a monomer mixture of step II and an aqueous mixture are added to the second premix tank. The contents of both tanks are added simultaneously or continuously and allowed to react. The reactor is then cooled and the i3 86309 latex is filtered to remove any coagulate formed during the first and second polymerizations.

Tällainen polymerointiprosessi johtaa yleensä suo-5 raan sellaisiin hiukkaskokoihin, jotka ovat sopivia prosessin tuloksena olevalle lateksille. Lateksihiukkasten läpimitta on yleensä 0,05 - 0,4 pm, edullisesti 0,08 -0,3 pm ja edullisimmin noin 0,1 - 0,25 pm.Such a polymerization process generally results in direct particle sizes suitable for the resulting latex. The latex particles generally have a diameter of 0.05 to 0.4, preferably 0.08 to 0.3, and most preferably about 0.1 to 0.25.

Polymeroinnin jälkeen tuloksena olevan vettä sisäl-10 tävän polymeerilateksin kiintoainepitoisuus voidaan säätää halutulle tasolle lisäämällä siihen vettä tai poistamalla siitä vettä tislaamalla. Sellainen toivottu taso polymeeristen kiintoaineiden pitoisuudelle on yleensä 30 - 65 paino-% lateksin kokonaismassasta.After polymerization, the solids content of the resulting water-containing polymer latex can be adjusted to the desired level by adding or removing water by distillation. Such a desired level for the content of polymeric solids is generally 30 to 65% by weight of the total weight of the latex.

15 Edulliset IPN-lateksit sisältävät 20 - 90 paino-%, edullisimmin 25 - 75 paino-%, polymeeriä I ja 10 - 80 paino-%, edullisimmin 25 - 75 paino-% polymeeriä II. IPN-lateksien muodostumisen kannalta on välttämätöntä, että polymeeri I on sellainen polymeeri, jossa hydrofiilisyys 20 on vallitsevana. Sellainen polymeeri I, jossa hydrofobi-suus on vallitsevana, pyrkii toimimaan siemenenä, joka koteloituu hydrofiilisten polymeerien sisään, mikä johtaa epätoivottavaan ydin-kuorirakenteeseen. On myös toivottavaa, että polymeeri I muodostaa IPN:n jatkuvamman faa-25 sin. Tämä takaa tuloksena olevalle IPN-lateksille hyvän lämmön- ja valonkestävyyden. Vaikka polymeeri-II-verkko on edullisesti epäjatkuvampi faasi (so. pienempi mikrofaasi), se muodostaa verkon, joka saa aikaan toivotun mekaanisten ominaisuuksien tasapainon.Preferred IPN latexes contain 20 to 90% by weight, most preferably 25 to 75% by weight, of polymer I and 10 to 80% by weight, most preferably 25 to 75% by weight of polymer II. It is essential for the formation of IPN latexes that polymer I is one in which hydrophilicity is predominant. Polymer I, in which hydrophobicity predominates, tends to act as a seed encapsulated within hydrophilic polymers, resulting in an undesirable core-shell structure. It is also desirable for polymer I to form a more continuous phase of the IPN. This guarantees good heat and light resistance for the resulting IPN latex. Although the polymer II network is preferably a more discontinuous phase (i.e., a smaller microphase), it forms a network that provides the desired balance of mechanical properties.

30 IPN-lateksien vetolujuus on suurin piirtein riip pumaton polymeerin I ja polymeerin II määrästä. IPN:n, jonka koostumuksesta polymeeriä I on alle 30 paino-% ja polymeeriä II yli 70 paino-%, vetolujuus kuitenkin muuttuu polymeerin II määrän kasvaessa. Tämä viittaa siihen, että 35 kyseisen pisteen jälkeen polymeeri-II-faasi on jatkuvampi.The tensile strength of IPN latexes is approximately independent of the amount of polymer I and polymer II. However, the tensile strength of IPN having less than 30% by weight of polymer I and more than 70% by weight of polymer II in the composition changes as the amount of polymer II increases. This suggests that after 35 of these points, the polymer phase II is more continuous.

i4 86309i4 86309

Kahden itsenäisesti jatkuvan mikrofaasin vuoksi IPN-latekseissa polymeerien yhteensopivuus on ainutlaatuinen. Mikrofaasit eivät ole alttiita faasien täydelliselle erottumiselle lateksin lämmetessä. Kummankin polymeerifaa-5 sin määrästä riippuen lateksilla voi kuitenkin olla kaksi erillistä, mutta intermediaarista, Tg:tä.Due to the two independently continuous microphases, the compatibility of the polymers in IPN latexes is unique. Microphases are not susceptible to complete phase separation as the latex heats up. However, depending on the amount of each polymer phase, the latex may have two separate but intermediate, Tg.

Joskus on lisäksi toivottavaa, että lateksiin on sisällytetty pieniä määriä eräitä tunnettuja lisäaineita. Tyypillisiä esimerkkejä sellaisista lisäaineista ovat pin-10 ta-aktiiviset aineet, bakteerisidit (esim. formaldehydi), neutralointiaineet, vaahtoamisenestoaineet, jne. Sellaisia lisäaineita voidaan sisällyttää keksinnön mukaisiin latek-seihin tavanomaisella tavalla ja missä tahansa sopivassa vaiheessa lateksien valmistusta.In addition, it is sometimes desirable for small amounts of some known additives to be included in the latex. Typical examples of such additives are pin-10 active substances, bactericides (e.g. formaldehyde), neutralizing agents, antifoams, etc. Such additives may be included in the latices of the invention in a conventional manner and at any suitable stage in the preparation of the latices.

15 Tämän keksinnön mukaiset vettä sisältävät IPN-la- teksit soveltuvat käytettäviksi monenlaisissa sovellutuksissa, kuten esimerkiksi mattojen taustaliimoissa, sideaineina paperinpäällystysformuloissa, asbestin sideaineina, liimoina erityyppisten substraattien, kuten irtokalvojen 20 ja kuitumateriaalien, kiinnittämiseksi toisiinsa, kalvon muodostavina komponentteina suoja- ja/tai koristepäällys-teissä (esim. maaleissa, jne.) ja vastaavissa. Latekseja käytetään edellä mainituissa sovellutuksissa kunkin eri alan tavanomaisia menettelytapoja noudattaen. Kalvojen 25 valmistukseen käytetyt lateksit voidaan kovettaa melko korkeissa lämpötiloissa. Edellä mainituista, tämän keksinnön mukaisten IPN-lateksien käytöistä tuloksena olevien tuotteiden kestävyys (esim. lämmön ja valon vaikutuksesta tapahtuvaa) hajoamista ja/tai värin muuttumista 30 vastaan on huomattavasti parempi kuin samanlaisten tuotteiden, joissa on käytetty samanlaisista monomeereista valmistettuja tavanomaisia latekseja.The aqueous IPN latexes of this invention are suitable for use in a variety of applications, such as carpet backing adhesives, binders in paper coating formulas, asbestos binders, adhesives for bonding various types of substrates such as loose films and fibrous materials, and film formers. in roads (e.g. paints, etc.) and the like. Latexes are used in the above applications following standard procedures in each of the various fields. The latices used to make the films 25 can be cured at fairly high temperatures. The resistance of the above-mentioned products resulting from the uses of the IPN latexes of this invention (e.g., by heat and light) to degradation and / or discoloration is significantly better than that of similar products using conventional latexes made from similar monomers.

Seuraavan esimerkin tarkoituksena on valaista keksintöä eikä rajoittaa sen piiriä. Kaikki osuudet ja pro-35 senttiluvut ovat esimerkissä paino-osia ja -prosentteja, ellei toisin ole erikseen ilmoitettu.The following example is intended to illustrate the invention and not to limit its scope. All proportions and percentages in the example are parts by weight and percentages in the example, unless otherwise indicated.

is 86309is 86309

Esimerkki 1Example 1

Ruostumattomasta teräksestä valmistettuun reaktoriin, joka oli varustettu vaipalla, laitettiin 944,76 g deionisoitua vettä, 36 g kelatoivan aineen l-%:ista 5 liuosta ja 38,8 g 30,8-%:ista polystyreenisiemenpolymee-riä, jonka hiukkasten keskimääräinen läpimitta oli 280 A. Reaktorista poistettiin happi typellä, ja se kuumennettiin 90 °C:seen sekoittaen samalla.A jacketed stainless steel reactor was charged with 944.76 g of deionized water, 36 g of a 1% solution of the chelating agent, and 38.8 g of a 30.8% polystyrene seed polymer having an average particle diameter of 280 A. The reactor was deoxygenated with nitrogen and heated to 90 ° C with stirring.

Monomeeriseos sisälsi 780 g butyyliakrylaattia 10 (65 osaa), 372 g styreeniä (31 osaa), 48 g akryylihappoa (4 osaa) ja 2,4 g allyylimetakrylaattia (0,2 osaa). Tätä monomeeriseosta lisättiin reaktoriin keskeytyksettä 3 tunnin ajan nopeudella 400,8 g/h.The monomer mixture contained 780 g of butyl acrylate 10 (65 parts), 372 g of styrene (31 parts), 48 g of acrylic acid (4 parts) and 2.4 g of allyl methacrylate (0.2 parts). This monomer mixture was added to the reactor continuously for 3 hours at a rate of 400.8 g / h.

Vettä sisältävä seos koostui 480 g:sta deionisoi-15 tua vettä, 26,6 g:sta 45-%:ista pinta-aktiivista ainetta, 18 g:sta 10-%:ista natriumhydroksidiliuosta ja 8,4 g:sta natriumpersulfaattia. Tätä vettä sisältävää seosta lisättiin reaktoriin samanaikaisesti monomeeriseoksen lisäämisen kanssa keskeytyksettä 4 tunnin ajan nopeudella 20 133,35 g/h.The aqueous mixture consisted of 480 g of deionized water, 26.6 g of 45% surfactant, 18 g of 10% sodium hydroxide solution and 8.4 g of sodium persulfate. This aqueous mixture was added to the reactor simultaneously with the addition of the monomer mixture continuously for 4 hours at a rate of 20,133.35 g / h.

Seoksen annettiin jäähtyä vielä yhden ylimääräisen tunnin ajan, sen jälkeen kun kaikki aineosat oli lisätty reaktoriin. Syntyneen tuotteen kiintoainepitoisuus oli 44,9 % ja pH 3,6, siinä oli jäljellä hyvin vähän monomee-25 ria (0,05 g:n jäännös), ja sen hiukkasten keskiläpimitta oli 1310 A.The mixture was allowed to cool for an additional hour after all the ingredients had been added to the reactor. The resulting product had a solids content of 44.9% and a pH of 3.6, very little monomer-25 (0.05 g residue) and an average particle diameter of 1310 A.

Edellä kuvatun kaltaiseen reaktoriin laitettiin 681,96 g deionisoitua vettä ja 846 g edellä kuvattua poly-meeriseosta. Seoksesta poistettiin happi typen avulla, ja 30 se kuumennettiin 90 °C:seen sekoittaen samalla.A reactor as described above was charged with 681.96 g of deionized water and 846 g of the polymer blend described above. The mixture was deoxygenated with nitrogen and heated to 90 ° C with stirring.

Monomeeriseos sisälsi 420 g styreeniä ja 420 g bu-tadieeniä. Tätä seosta lisättiin reaktoriin keskeytyksettä 2,8 tunnin ajan nopeudella 300 g/h.The monomer mixture contained 420 g of styrene and 420 g of butadiene. This mixture was added to the reactor continuously for 2.8 hours at a rate of 300 g / h.

Vettä sisältävä seos koostui 345,6 g:sta deionisoi-35 tua vettä, 19,2 g:sta 45-%:ista pinta-aktiivista ainetta, i6 86309 12,96 g:sta 10-%:ista natriumhydroksidiliuosta ja 6 g:sta natriumpersulfaattia.The aqueous mixture consisted of 345.6 g of deionized water, 19.2 g of 45% surfactant, i6 86309, 12.96 g of 10% sodium hydroxide solution and 6 g of sodium persulfate.

Seoksen annettiin jäähtyä vielä yhden ylimääräisen tunnin ajan, sen jälkeen kun kaikki aineosat oli lisätty 5 reaktoriin. Syntyneen tuotteen kiintoainepitoisuus oli 44,65 % ja pH 3,4, siinä oli jäljellä hyvin vähän monomee-ria (0,33 g:n jäännös), ja sen hiukkasten keskiläpimitta oli 1895 A.The mixture was allowed to cool for an additional hour after all the ingredients had been added to the reactor. The resulting product had a solids content of 44.65% and a pH of 3.4, very little monomer remaining (0.33 g residue), and had a mean particle diameter of 1895 A.

Claims (3)

1. Toistensa sisään tunkeutuvista polymeeriverkoista koostuva lateksi, joka on lämpö- ja valostabiili ja 5 jolla on hyvät mekaaniset ominaisuudet, jolloin lateksi käsittää silloitettua polymeeri(I)-verkkoa sisältävän jatkuvan faasin ja polymeeri(II):a sisältävän epäjatkuvan, mutta kunkin lateksihiukkasen sisällä keskinäisen jakamattoman, mikrofaasin, tunnettu siitä, että 10 polymeeri (I) on hydrofiilinen polymeeri, jossa on (1) 50 - 80 paino-% akrylaatti- tai metakrylaatti-monomeereja, (2) 40 - 17,8 paino-% aromaattista monovinyylimono- meeria, 15 (3)8-2 paino-% muuta monomeeria, joka on valittu ryhmästä amidit, jotka on johdettu a,B-olefiinisesti tyydyttämättömistä karboksyylihapoista, ja näiden amidien N-alkyloli- ja N-alkoksialkyylijohdannaiset, ja (4) 2 - 0,2 paino-% polyvinyyliä silloittavaa mono-20 meeria; ja polymeeri (II) on hydrofobinen polymeeri, jossa on (1) 50 - 80 paino-% aromaattista monovinyylimono-meeria tai vinyylihalogenidimonomeeria ja (2) 50 - 20 paino-% avoketjuista, konjugoitua diee- 25 niä, jolloin hydrofobinen polymeeriosa on emulsiopolyme-roitu mainitussa silloitetussa, hydrofiilisessä polymeeri-verkossa.A latex consisting of interpenetrating polymer networks which is thermally and light stable and has good mechanical properties, wherein the latex comprises a continuous phase containing a crosslinked polymer (I) network and a discontinuous but containing polymer (II) but within each latex particle polymer, I, characterized in that the polymer (I) is a hydrophilic polymer with (1) 50 to 80% by weight of acrylate or methacrylate monomers, (2) 40 to 17.8% by weight of aromatic monovinyl mono- merium, 15 (3) 8-2% by weight of another monomer selected from the group consisting of amides derived from α, β-olefinically unsaturated carboxylic acids, and N-alkylol and N-alkoxyalkyl derivatives of these amides, and (4) 2 - 0.2% by weight of polyvinyl crosslinking mono-20 mer; and polymer (II) is a hydrophobic polymer having (1) 50 to 80% by weight of an aromatic monovinyl monomer or vinyl halide monomer and (2) 50 to 20% by weight of an open-chain conjugated diene, wherein the hydrophobic polymer moiety is an emulsion polymer. in said crosslinked, hydrophilic polymer network. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lateksi, t u n -30 n e t t u siitä, että se sisältää 20 - 90 paino-% hydro- fiilistä polymeeriverkkoa ja 10 - 80 paino-% hydrofobista polymeeriosaa.Latex according to Claim 1, characterized in that it contains from 20 to 90% by weight of hydrophilic polymer network and from 10 to 80% by weight of hydrophobic polymer part. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lateksi, tunnettu siitä, että se sisältää 25 - 75 paino-% hydro- 35 fiilistä polymeeriverkkoa ja 25 - 75 paino-% hydrofobista polymeeriosaa. is 86309Latex according to Claim 1, characterized in that it contains 25 to 75% by weight of hydrophilic polymer network and 25 to 75% by weight of hydrophobic polymer part. is 86309
FI854157A 1985-10-23 1985-10-23 VAERME- OCH LJUSBESTAENDIGA LATEXER BESTAOENDE AV IN I VARANDRA TRAENGANDE POLYMERNAET. FI86309C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI854157A FI86309C (en) 1985-10-23 1985-10-23 VAERME- OCH LJUSBESTAENDIGA LATEXER BESTAOENDE AV IN I VARANDRA TRAENGANDE POLYMERNAET.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI854157A FI86309C (en) 1985-10-23 1985-10-23 VAERME- OCH LJUSBESTAENDIGA LATEXER BESTAOENDE AV IN I VARANDRA TRAENGANDE POLYMERNAET.
FI854157 1985-10-23

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI854157A0 FI854157A0 (en) 1985-10-23
FI854157L FI854157L (en) 1987-04-24
FI86309B FI86309B (en) 1992-04-30
FI86309C true FI86309C (en) 1992-08-10

Family

ID=8521565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI854157A FI86309C (en) 1985-10-23 1985-10-23 VAERME- OCH LJUSBESTAENDIGA LATEXER BESTAOENDE AV IN I VARANDRA TRAENGANDE POLYMERNAET.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI86309C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI854157A0 (en) 1985-10-23
FI86309B (en) 1992-04-30
FI854157L (en) 1987-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0031964B1 (en) Sequential emulsion polymerization process for structured particle latex products
EP0219562B1 (en) Heat/light stable interpenetrating polymer network latexes
FI86988C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FILMBILDANDE, SYSTEMATISKT STRUKTURERADE LATEXPARTIKLAR OCH AV DESSA BILDATS FILM
JPH0340725B2 (en)
US4897449A (en) Multilayer composite interpolymer comprising a bimodal particle distribution process for its preparation and its application to the reinforcement of thermoplastic matrices
GB1602996A (en) Paper products comprising or coated with graft copolymer pigments
KR980002084A (en) Preparation of Low Viscosity Polymer Aqueous Dispersion with Polymer Concentration of 50 Vol% or More
US4515914A (en) Crosslinked latexes encapsulated with linear polymers
EP0013031B1 (en) A paper coating composition and its production
JPS6163794A (en) Paper coating composition
FI86309C (en) VAERME- OCH LJUSBESTAENDIGA LATEXER BESTAOENDE AV IN I VARANDRA TRAENGANDE POLYMERNAET.
JPH07258308A (en) Conjugated diene copolymer layer, manufacture of the same and coating composition, for paper, using the same
EP1244720A1 (en) Polyvinyl alcohol copolymer composition
JP2002332304A (en) Manufacturing method for copolymer latex, and paper coating composition containing polymer latex obtained by this manufacturing method
JP2643351B2 (en) Lightweight coated paper
JPS6138921B2 (en)
US5246981A (en) Aqueous emulsion
JP3277647B2 (en) Paper impregnating composition and impregnated paper
KR840001832B1 (en) Process for producing copolymer latex
JPH04228682A (en) Flooring composition having improved heat resistance
JP2646620B2 (en) Method for producing hollow polymer particles
JP2001049038A (en) Copolymer latex and paper coating composition
JP3046039B2 (en) Method for producing diene copolymer latex
JP3115837B2 (en) Method for producing copolymer latex
JPH06287503A (en) Latex for paper coating

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: THE DOW CHEMICAL COMPANY