JPH04266909A - エーテル化したω−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシアルカナールからのアセタール基を含有するグラフトポリビニルアセタール、その製造方法およびその用途 - Google Patents

エーテル化したω−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシアルカナールからのアセタール基を含有するグラフトポリビニルアセタール、その製造方法およびその用途

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JPH04266909A
JPH04266909A JP3275651A JP27565191A JPH04266909A JP H04266909 A JPH04266909 A JP H04266909A JP 3275651 A JP3275651 A JP 3275651A JP 27565191 A JP27565191 A JP 27565191A JP H04266909 A JPH04266909 A JP H04266909A
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Matthias Gutweiler
マテイアス・グートウアイラー
Matthias Kroggel
マテイアス・グローゲル
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Hoechst AG
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    • C08G81/00Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
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    • C08G81/024Block or graft polymers containing sequences of polymers of C08C or C08F and of polymers of C08G
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、式I)のエーテル化さ
れたω−ヒドロキシ(ポリ)−アルコキシアルカナール
類からのアセタール基を含有しておりそしてグラフト−
ポリビニルアルコールを式I)のエーテル化されたω−
ヒドキシ(ポリ)アルコキシアルカナールおよび場合に
よっては他のアルデヒド類でアセタール化することによ
って公知の方法で製造できる、ポリアルコキシ−グラフ
ト幹またはポリウレタン−グラフト幹にグラフトしたグ
ラフト−ポリビニルアセタール、溶剤含有のまたは水性
の接着剤および塗料の結合剤として、被覆剤として、可
塑剤を添加せずに熱可塑的方法で製造できるフィルムお
よび成形品として、水性系の分散剤として繊維加工助と
して使用することに関する。本発明は、更になかでも、
各請求項に記載のおよび請求している生成物、方法およ
び組成物にも関する。
【0002】
【従来の技術】ポリビニルアセタール、特にポリビニル
ブチラールおよびそれのポリビニルアルコールとアルデ
ヒド類とからの製法は公知である。ポリビニルブチラー
ルは多方面の工業的用途、例えばプライマーおよび塗料
を製造するための結合剤として、接着剤および被覆剤と
しておよび複合ガラスを製造する為のフィルムとして知
られている。
【0003】ポリビニルブチラールの高い融点およびま
た高温でのその低い流動性の為に、高温のもとでさえ、
外的可塑剤、例えば炭素原子数6〜10のアルコールの
フタル酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−n−
ヘプタノエート、トリ−(2−エチルヘキシル)ホスホ
ファートおよびトリクレシル−ホスファートを添加した
後しか熱可塑法によって加工することができないことが
知られている。これら可塑剤はしばしばポリビニルブチ
ラールと限定的にしか混和または相容しないので、これ
らはポリマーから析出し、しかも相容性ある可塑剤すら
混合物から例えば溶剤と接触させて抽出できる。両方の
場合に、生成物の性質に顕著な変化が生じ、これが、生
成物を使用する際に欠点および損傷をもたらし得る。
【0004】それ故に、ポリビニルアセタールを内部的
に可塑化する試みが既にされている。米国特許第2,3
56,479号明細書および第2,459,488号明
細書によると、これは原則としてアルコキシアセトアル
デヒド類でのアセタール化によって──勿論、ポリビニ
ルアセタール中の遊離ビニルアルコール単位の残留含有
量が勿論少なく成る非常に高いアセタール化度であるが
──成功しているが、これはある種の基質、例えば金属
およびガラスへのポリビニルアセタールの接着性が著し
く低下することを意味する。
【0005】内部的に可塑化されたポリビニルアセター
ルを製造する別の可能性が、ドイツ特許出願公開第3,
835,840号明細書から公知である。この明細書に
よると、内部的に可塑化されたポリビニルアセタールは
ポリウレタン−グラフト幹の上のグラフト−ポリビニル
アルコールをアセタール化することによって得られる。 得られるアセタール化グラフトポリマーは低温で熱可塑
的に成形でき、種々の物質に良好に接着する点に特徴が
ある。しかしながらこれらは水に溶解しないし、分散で
きない。
【0006】最後に、ドイツ特許出願第3,913,5
72.1号明細書には、ポリビニルアルコールを熱的に
エーテル化したオリゴ−エチレンオキサイド−アルデヒ
ド類にてアセタール化することによって得られるポリビ
ニルアセタールが提案されている。これら化合物は外的
可塑剤なしでの良好な熱可塑的加工性および水への溶解
または分散性に特徴がある。これらの化合物の欠点は、
種々の材料、例えばガラスまたは種々の金属への時々低
い接着性およびしばしば不適切である接着性にある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、外的可塑剤を用いずに熱可塑的方法で加工できる遊
離ビニルアルコール単位高含有の、内部的に可塑化され
たグラフトポリビニルアセタールを提供することである
。更に、良好な熱可塑的加工性並びに、例えば冷水また
は有機溶剤に溶解しそして更に金属およびガラスへの高
い接着性を発揮し得る広い用途分野で使用できるグラフ
ト−ポリビニルアセタールを提供することであった。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従っ
て、アセタール基の少なくともいくつかが式I
【000
9】
【化2】
【0010】〔式中、nは1〜50、好ましくは1〜1
5、特に1〜3の整数、なかでも2であり、Rは炭素原
子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20の
シクロアルキル基、−アリール基、−アルアルキル基ま
たは−アルキルアリール基、好ましくはベンジル基、フ
ェニル基または1〜3個の炭素原子数1〜12のアルキ
ル基で置換されているフェニル基、殊に炭素原子数1〜
14のアルキル基、特に炭素原子数1〜4のアルキル基
、なかでもメチル基であり、そしてR1 はH、−CH
3 または−C2 H5 、好ましくはHである。〕で
表されるアルデヒドから誘導されているグラフト−ポリ
ビニルアセタールで達成できる。
【0011】式I)のアルデヒド類は熱的にエーテル化
されたω−ヒドロキシポリアルコキシアルカナール類ま
たは熱的にエーテル化されたω−ヒドロキシオリゴアル
コキシアルカナール類または熱的にエーテル化されたω
−ヒドロキシアルコキシアルカナール類である。簡単に
する為に、式I)の化合物をこの明細書および特許請求
の範囲ではω−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシアルカナ
ールとも呼ぶ。n=2〜15がω−ヒドロキシオリゴア
ルコキシアルカナール類が特に有利である。
【0012】式I)のアルデヒド類はアルキレンオキサ
イドを式  R−OH  (式中、Rは式Iにおけるの
と同じ意味を有している)で表されるヒドロキシ化合物
に付加した付加生成物から、末端OH基を公知の方法、
例えばドイツ特許出願公開第3,701,304号明細
書に従う接触的オキシヒドロゲン化によって式
【001
3】
【化3】
【0014】で表される基に転化することによって得る
ことができる。
【0015】ポリアルキレングリコールを基礎とするグ
ラフト−ポリビニルアセタールを製造する為の、アセタ
ール化の為に本発明に従って使用できるグラフト−ポリ
ビニルアルコール類は、グラフト幹として特に6,00
0g/molより多い分子量〔M〕を持つポリアルキレ
ングリコールを有している。15,000g/mol以
上の分子量を持つものが特に有利である。ポリアルキレ
ングリコールの分子量は一般に臨界がなく、600〜2
00,000g/molの範囲内が好ましい。特に有利
なポリアルキレングリコールは、例えばポリエチレンオ
キサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオ
キサイド、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド
およびブチレンオキサイドのコポリマー、特にそれらの
ブロックコポリマーである。ポリエチレンオキサイドが
特に好ましい。
【0016】ポリウレタンを基礎とするグラフト−ポリ
ビニルアセタールを製造する為の、アセタール化の為に
本発明に従って使用できるグラフト−ポリビニルアルコ
ール類は、グラフト幹として分子当たりに少なくとも2
つのウレタン基を持つポリウレタンを含有しており、ポ
リウレタン中に含まれるウレタン基の数は特別の上限が
ないが、ただし分子中に10〜100個のウレタン基を
持つポリウレタンが特に有利である。
【0017】従って本発明は、ポリアルキレンオキサイ
ド−グラフト幹またはポリウレタン−グラフト幹にポリ
ビニルアルコールがグラフトしたポリマーアセタールで
あって、但しポリウレタン−グラフト幹が、分子中に少
なくとも2つのウレタン基を含有し、且つジイソシアネ
ートおよび場合によっては少量の単官能性イソシアネー
トの単位並びにジオール、好ましくはアルキレングリコ
ールおよび/または62〜10000 g/molの分
子量のポリアルキレングリコールの単位および場合によ
っては少量のモノヒドロキシ化合物の単位とを含有し、
そしてアセタール化されたビニルアルコール単位を含有
するポリマー残基がポリアルキレンオキサイド−グラフ
ト幹にグラフトしているかまたはポリウレタン−グラフ
ト幹にグラフトしている、上記ポリマーアセタールにお
いて、相応するグラフトポリビニルアルコールのアセタ
ール化によって得られたポリマーアセタールが、式I

0018】
【化4】
【0019】〔式中、nは1〜50、好ましくは1〜1
5、特に1〜3の整数、なかでも2であり、Rは炭素原
子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20の
シクロアルキル基、−アリール基、−アルアルキル基ま
たは−アルキルアリール基、好ましくはベンジル基、フ
ェニル基または1〜3個の炭素原子数1〜12のアルキ
ル基で置換されているフェニル基、または殊に炭素原子
数1〜14のアルキル基、特に炭素原子数1〜4のアル
キル基、なかでもメチル基であり、そしてR1 はH、
−CH3 または−C2 H5 、好ましくはHである
。〕で表されるエーテル化されたω−ヒドロキシ(ポリ
)アルコキシアルカノールから誘導されるアセタール基
を含有することを特徴とする、上記ポリマーアセタール
に関する。
【0020】グラフト幹として使用できるポリウレタン
はポリウレタン合成の慣用の方法によって製造できる。 このものはジオール−およびジイソシアネート成分から
構成されそして好ましくは触媒、例えば第三アミン類ま
たは有機錫化合物を用いてジオールおよびジイソシアネ
ートから60〜120℃、好ましくは70〜100℃の
温度で有利に合成される。
【0021】ポリウレタン合成で使用できるあらゆるジ
オール成分が原則として使用できる。脂環式ジオール、
例えばシクロヘキサンジオール、および殊に炭素原子数
2〜12の脂肪族ジオールが好ましい。更に有利である
ジオール成分にはポリアルキレングリコール、例えばポ
リプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイドおよ
びエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドおよびブ
チレンオキサイドのコポリマー、好ましくはそれらのブ
ロック−コポリマーが有利である。特に有利なのはポリ
エチレンオキサイドである。200〜10,000g/
molの分子量を持つポリエチレングリコールを用いる
のが有利である。400〜1,500g/molの分子
量を持つポリエチレングリコールを用いるのが特に有利
である。場合によっては、ポリアルキレングリコールを
鎖延長剤と一緒に使用する。特に有利な鎖延長剤には例
えば低分子量脂肪族ジオール、なかでも炭素原子数2〜
10の上記の全てのもの、例えばブタンジオール、プロ
パンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ールおよび/またはトリエチレングリコールがある。第
一−および/または第二アミノ基を持つジアミンおよび
/またはアミノアルコール類も鎖延長剤として使用する
ことができ、これらの化合物は2〜10個の炭素原子を
含有しているのが有利である。炭素原子数2〜10のジ
チオール類およびヒドロキシメルカプタン類も適する鎖
延長剤である。
【0022】鎖延長剤をポリウレタン合成で使用する場
合には、ポリアルキレングリコールと鎖延長剤とのモル
比は1:0.099〜1:0.71であるのが好ましい
【0023】適するイソシアネート成分は、ポリウレタ
ンの合成で一般に使用される様なあらゆる芳香族−、脂
肪族−および脂環式ジイソシアネートおよびポリイソシ
アネートである。ジイソシアネート、例えばナフチレン
−1,5−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,
4’−ジイソシアネート、ジベンジル−4,4’−ジイ
ソシアネート、フェニレン−1,3−ジイソシアネート
、フェニレン−1,4−ジイソシアネート、トルイレン
ジイソシアネートおよびm−およびp−ジイソシアネー
トキシレン、およびこれらの類似物が特に適している。
【0024】更に、脂肪族残基中の炭素原子数2〜12
の脂肪族−および脂環式ジイソシアネート、例えばエチ
レンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、
ブチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘ
キサメチレンジイソシアネート、1,4−ジイソシアネ
ートシクロヘキサン、4,4’−メチレン−ビス(シク
ロヘキシルジイソシアネート)、1−メチル−2,4−
シクロヘキシル−ジイソシアネート、1−メチル−2,
6−シクロヘキシル−ジイソシアネート、1,3−ビス
(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,6−ヘ
キサメチレン−ジイソシアネートおよびこれらの類似物
を用いるのが有利である。イソホロンジイソシアネート
を用いるのが特に有利である。
【0025】上記のイソシアネートは単独でも組合せで
も使用できる。
【0026】ジオール成分とジイソシアネート成分との
モル比は、好ましくは1:0.99〜1:0.5、特に
1:0.98〜1:0.7である。ポリウレタンの平均
分子量は、200〜100,000g/mol、殊に1
,000〜60,000g/mol、特に3,000〜
40,000g/molであるのが好ましい。
【0027】ポリエーテル−ウレタングラフト幹が特に
有利である。
【0028】炭素原子数3〜20、特に4〜14のカル
ボン酸ビニルエステルは、ポリアルキレングリコール−
グラフト幹にグラフトする為にまたはポリウレタン−グ
ラフト幹にグラフトする為に有利に使用される。ビニル
アセタールおよび/またはビニルプロピオナートが特に
有利であり、中でもビニルアセテートが有利である。ま
た、ビニルアセテートおよび/またはビニルプロピオナ
ートおよび/またはビニルプロピオナートとビニルバー
サテートとの組合せより成る混合物も有利である。
【0029】種々のカルボン酸ビニルエステルを用いて
のグラフト反応、好ましくはブロックコポリマーの形成
下でのグラフト反応を、場合によってはカルボン酸ビニ
ルエステルと異なる他のエチレン性不飽和モノマーと組
み合わせて行うのも有利であり得る。適する他のエチレ
ン性不飽和モノマーには、遊離基重合および−共重合し
得るあらゆるエチレン性不飽和モノマー、好ましくはア
クリル酸−およびメタクリル酸誘導体、例えばアクリル
酸−およびメタクリル酸エステル、アクリル−およびメ
タクリルアミド類、炭素原子数2〜20のα−オレフィ
ン、スチレンおよびスチレン誘導体、アクリルニトリル
およびアクリルニトリル誘導体、ビニルピロリドンおよ
びビニルピロリドン誘導体およびビニルクロライドがあ
る。更に、エチレン性不飽和酸、好ましくはカルボン酸
およびそれの誘導体、例えばマレイン酸、クロトン酸、
イタコン酸、アクリル酸およびメタクリル酸をグラフト
することもできる。ビニルアセテートおよび/またはビ
ニルプロピオナートが特に有利である。
【0030】グラフト幹へのモノマーのグラフト反応は
、遊離基連鎖反応を開始させる開始剤を用いて実施する
。この目的の為にはモノマー、モノマー混合物あるいは
モノマー溶液に溶解するあらゆる遊離基形成剤が適し得
る。有機系過化合物、例えば過酸化物および過炭酸塩お
よび有機系アゾ化合物がグラフト反応に特に適している
。グラフト反応は原則として少量の溶剤、例えばメタノ
ールまたはエタノールの存在下に実施することができる
。しかしながらグラフト反応は溶剤なしで塊状で実施す
るのが特に有利である。ポリアルキレングリコール−グ
ラフト幹およびポリウレタン−グラフト幹より成る混合
物もグラフト反応に使用することができる。
【0031】得られグラフトポリマーは加水分解または
エステル交換によって部分的にまたは完全に加水分解さ
れた生成物に転化でき、この生成物は以下ではグラフト
ポリビニルアルコール(グラフト−PVAL)とも称し
そしてアセタール化反応の為の原料グラフトポリビニル
アルコールとして使用する。加水分解度はグラフトポリ
マー中の全ての加水分解性モノマー単位の全モル数を基
準として少なくとも10モル% 、殊に30〜100モ
ル% 、特に45〜99モル% である。
【0032】グラフトポリマーまたはそれの加水分解生
成物中の個々のグラフト幹にグラフトしたグラフト成分
の含有量は、グラフトポリマーまたはそれの加水分解生
成物を基準として10〜95重量% 、殊に20〜90
重量% 、特に25〜80重量% である。
【0033】ポリウレタン−グラフト幹を持つグラフト
ポリマーの製造はドイツ特許出願公開第3,732,0
89号明細書から公知である。
【0034】式I)のアルデヒド類から誘導されるアセ
タール基に加えて、原料グラフトポリビニルアルコール
類から本発明に従って得ることのできるグラフトポリビ
ニルアセタール類は、場合によっては OH−基または
ハロゲン原子、好ましくはFまたはCl原子で置換され
ている脂肪族−、脂環式−、芳香脂肪族−または芳香族
アルデヒド類、好ましくは炭素原子数1〜20のものか
ら誘導される他のアセタール基を含有していてもよい。 有利に使用されるアルデヒド類には例えばホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチ
ルアルデヒド、イソノナンアルデヒドおよびベンズアル
デヒド、特にブチルアルデヒドがある。場合によっては
、これらのアルデヒド類の誘導体、例えばOH基または
ハロゲン原子で置換されたアルデヒド類もアセタール化
の為に使用される。例えば本発明に従うアセタール類の
溶解性は、式I)のアルデヒドと異なるかゝるアルデヒ
ドまたはアルデヒド混合併用することによっても著しく
影響され得る。
【0035】全体として、グラフトポリビニルアルコー
ルのアセタール化は、原料グラフトPVAL中に最初に
存在するビニルアルコール単位(=100モル% )の
1〜85モル% 、30〜80モル% 、特に45〜7
5モル% に及ぶ。この場合、式I)のアルデヒド類で
のアセタール化は、最初に存在するビニルアルコール単
位の好ましくは少なくとも1モル% 、殊に10モル%
 まで、特に20モル% までである。
【0036】グラフトポリビニルアセタールの性質、特
に溶解性およびガラス転移温度は、使用するアルデヒド
または使用するアルデヒド混合およびアセタール化度に
よって著しく影響される。例えば、最終的に匹敵するエ
ーテル化された式I)のω−ヒドロキシエトキシアルカ
ナールまたはω−ヒドロキシオリゴエトキシアルカナー
ル中に他のエチレンオキサイド基を導入することが、同
じアセタール化度においてポリマーアセタールに顕著に
高い内部的可塑化をもたらす。これは、グラフトポリビ
ニルアセタールのガラス転移温度の低下をある程度明ら
かにしている。式I)の同じアルデヒドでは、大きな内
部的可塑化が、例えば高いアセタール化度によっても同
様に達成できる。グラフトポリビニルアセタル類の溶解
性も、アセタール化の為に使用されるアルデヒドの式I
)中の基Rの性質および長さおよびアセタール化度によ
っても影響され得る。更に本発明に従うグラフトポリビ
ニルアセタールの水溶性は、他の脂肪族−または芳香族
アルデヒド類、特にブチルアルデヒドでの混合アセター
ル化によって影響され得る。他のアルデヒドを追加的に
併用せずに、Rがメチル基である式I)のアルデヒドに
てアセタール化することが、水溶性のグラフトポリビニ
ルアセタール類をもたらす。式I)のアルデヒドと他の
脂肪族アルデヒド、例えばブチルアルデヒドとの組み合
わせでの混合アセタール化は、用いるアルデヒドと他の
アルデヒドとの非およびアセタール化度によって水溶性
または水分散性または水不溶性のグラフトポリビニルア
セタール類をもたらし得る。
【0037】本発明に従うグラフトポリビニルアセター
ル類はグラフトポリビニルアルコール類とアルデヒド類
とから所望の化学量論量に従って公知の方法で水性−、
水/有機−または有機媒体、好ましくは水性媒体中で酸
性触媒、例えば塩化水素酸、硫酸、燐酸またはp−トル
エンスルホン酸の存在下に製造できる。この手順では触
媒を、アルデヒドを含有するグラフトポリビニルアルコ
ールの水溶液に徐々に添加するかまたはアルデヒドを、
触媒含有のグラフトポリビニルアルコール水溶液に添加
するかまたは反応をワンポット法で実施してもよい。
【0038】水性媒体中でのアセタール化の場合にアセ
タール化の過程で乳化剤を用いるのも有利であり得る。 ここで有利に使用できる乳化剤は、アニオン系乳化剤、
特に炭素原子数8〜20のアルカンスルホン酸、弗素化
脂肪酸および弗素化長鎖スルホン酸、長鎖アルキルスル
ホスクシナート−エステルおよびこれら乳化剤の混合が
ある。
【0039】ポリアルキレン−グラフト幹またはポリウ
レタン−グラフト幹を持つ公知のあらゆるグラフトポリ
ビニルアルコール類がアセタール化に使用できる(ドイ
ツ特許出願公開第3,732,089号明細書参照)。 これらグラフトポリビニルアルコールの混合も使用でき
る。場合によっては非グラフトポリビニルアルコールを
添加することも若干の場合に有利であり得る。
【0040】水性媒体中で本発明に従って水不溶性グラ
フトポリビニルアセタールを製造する為に、好ましくは
1〜50重量% 濃度の、特に5〜20重量% 濃度の
グラフトポリビニルアルコール水溶液を好ましくは熱の
作用下に最初に製造し、酸性触媒を添加し、次いでこの
溶液を<15℃の温度に冷却しそしてアセタール化反応
を所望の化学量論に従って激しい攪拌下に好ましくは5
〜300分の間に場合によっては不活性ガス雰囲気にお
いてアルデヒドを配量供給することによって実施する。 配量供給が終了した時に、反応混合をアセタール化条件
のもとで更に1〜3時間攪拌し、次いで場合によっては
中和し、そしてグラフトポリビニルアセタールを単離し
、洗浄しそして乾燥する。
【0041】場合によっては、アセタール化反応を、場
合によっては<15℃に冷却した反応成分、反応成分溶
液および触媒を同様に攪拌式反応器中に場合によっては
不活性ガス雰囲気で同時に配量供給することによってワ
ンポット法として実施する。
【0042】添加すべきアルデヒドの量は、求めるアセ
タール化度およびそれから計算できる化学量論的要求並
びに達成できる転化率に依存している。
【0043】水不溶性ポリアセタールを製造する為の特
に有利な変法においては、アセタール化を5〜10℃の
温度で原料のグラフトポリビニルアルコール/酸触媒−
水溶液中で開始し、その後に形成される水不溶性グラフ
トポリビニルアセタールが、粉末状態でただちに析出し
始める。反応を完結する為に反応混合を配量供給が終了
するまでゆっくり室温に加温し、そして配量供給が終了
した後に、後反応を高温のもとで、例えば25〜70℃
で約1〜3時間に亘って攪拌下に続けるのが好ましい。
【0044】場合によっては、反応を乳化剤の添加下に
実施するのが好ましく、その乳化剤は同時に乳化剤とし
ておよび酸触媒として作用し得る界面活性スルホン酸が
有利である。特に水不溶性のグラフトポリビニルアセタ
ール類の場合に、アセタール化の際のそれの反応性を、
中でも湿潤性の改善の結果として向上させることができ
、それ故に特に有利であり得る。乳化剤は出発溶液にま
たは反応混合物に反応の過程でおよび/または後反応の
間に添加してもよい。使用すべき酸性触媒の量はなかで
も、要求されるアセタール化度に依存しており、ビニル
アルコール単位の含有モル量を基準として1.1当量ま
でであるのが好ましい。
【0045】水性反応溶液から粉末状態で有利に析出す
る、得られる水不溶性グラフトポリビニルアセタールを
、液相から分離し、弱いアルカリ性水(pH9〜12)
で洗浄しそして乾燥する。
【0046】本発明に従う水溶性グラフトポリビニルア
セタールも、上述の有利な方法によって同様に水性媒体
中で製造できる。しかしながら得られるグラフトポリビ
ニルアセタール水溶液は一般に温度に依存して相分離を
示す。相転移温度(濁り温度または濁点(℃))はアセ
タール化度および水性相の組成に影響される。この相分
離温度によって極大アセタール化温度を規定されており
、好ましくはこの温度を越えなるべきでない。ポリマー
アセタールは水溶液を予めに中和した後に適当な沈澱剤
の添加によって水溶液から単離することができる。適す
る沈澱剤には例えば種々の水溶性無機塩、例えば塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、塩化マグネ
シウムおよび塩化カルシウムがある。更に水混和性溶剤
、例えば水溶性アルコール、好ましくはエタノールおよ
び/またはメタノール、および他の水混和性有機溶剤、
好ましくは例えばテトラヒドロフランおよび/またはジ
オキサン等を沈澱処理に使用することができる。場合に
よってはポリアセタールを、それの水溶液からの予めの
透析の後に凍結乾燥することによって単離できる。 本発明に従う水溶性グラフトポリビニルアセタールは、
水溶液を予めに中和した後に、相分離温度以上の温度に
溶液を単に加熱することによって特に有利に単離される
。この方法は完全な相分離をもたらす。得られるグラフ
トポリビニルアセタールを熱い状態で濾去し、熱い水で
洗浄しそして次に乾燥する。
【0047】本発明に従う全てのグラフトポリビニルア
セタール類は原則として有機溶剤中でも製造することが
できる。この製法は有機溶剤に溶解しない原料グラフト
ポリビニルアルコールを用いて二−または多相反応とし
て実施することができる。一相反応はしばしば水溶性ま
たは水希釈性溶剤に水を添加することによっても達成で
きる。
【0048】ここで適する溶剤には例えばキシレン、ト
ルエン、クロロホルムおよびメチレンクライドがあり、
特に適するのは水混和性溶剤、殊に水溶性アルコール、
特にエタノールおよび/またはメタノール、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン、アセトン等である。
【0049】有機溶剤中で本発明のグラフトポリビニル
アセタールを製造する為には、酸性触媒、アセトアルデ
ヒドおよびグラフトPVALを有機溶剤中にスラリー化
させるかまたは懸濁させるかまたは分散させるかまたは
場合によっては溶解し、この混合を還流下に加熱する。 場合によってはアルデヒドを反応の過程で配量供給して
もよい。この方法では、有機溶剤に不溶性である原料グ
ラフトポリビニルアルコールはアセタール化の進行と共
に溶解する。アセタール化反応が終了した時に、反応生
成物を反応溶液への非極性溶剤、例えばペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン等の添加によってまたは反応溶液を氷冷
却水中または氷冷却水/エタノール−または水/メタノ
ール混合物中に注ぎ込むことによって沈澱させ、吸引濾
過によって水性相から濾過し、弱いアルカリ性水(pH
9〜12)で洗浄しそして乾燥する。場合によっては、
生成物を中和および場合によっては酸性触媒の除去後に
溶剤を留去することによって単離することもできる。
【0050】場合によっては、本発明のグラフトポリビ
ニルアセタール類は色々な方法で架橋し得る。架橋を、
例えば反応性多官能性化合物、例えばイソシアネートま
たは酸クロライドを用いることによってまたは遊離基反
応によって架橋開始することによって、例えば遊離基を
形成する剤および遊離基重合し得るモノマーの存在下に
光化学的または熱的に開始することによって達成できる
【0051】架橋をもたらすこれらの性質の為に、本発
明のグラフトポリビニルアセタール類は結合剤として、
例えば水不溶性グラフトポリビニルアセタール類の場合
には溶剤ベース塗料調製物においてまたは水溶性または
水分散性のグラフトポリビニルアセタール類の場合には
水性塗料調製物において結合剤として使用するのに適し
ている。
【0052】例えばポリウレタンをグラフト幹とする水
分散性グラフトポリビニルアセタール類を用いて>40
重量% の固形分含有量の分散物を製造できる。この分
散物は特に水性塗料調製物において使用するのに特に適
している。
【0053】本発明に従うグラフトポリビニルアセター
ル類の種々の物質、殊に金属およびガラスへの良好な粘
着−および接着特性の為に、このポリマーは被覆組成物
として有利に使用でき、グラフトポリマー溶液、分散液
またはグラフトポリマー溶融物をかゝる被覆剤の為に使
用することができる。
【0054】反対に、例えば市販のポリビニルブチラー
ルは一般に、有機系可塑剤を添加せずに溶融状態で使用
することができない。
【0055】本発明のグラフトポリビニルアセタールは
、それの驚く程良好な接着特性およびそれの有利な非腐
食性挙動の為に、金属の為の、なかでも鉄およびスチー
ルの為の特に興味ある被覆組成物である。ポリウレタン
−グラフト幹を持つグラフトポリビニルアセタールが、
金属へのそれの特に有利な非腐食性挙動の為に、特に有
利である。
【0056】従って本発明は更に、本発明のグラフトポ
リビニルアセタール類を、中でもこの明細書に記載した
あらゆる用途分野で、特に塗料調製物および被覆剤組成
物の製造の為の結合剤として、複合ガラスを製造する際
の透明な中間フィルムとして、分散剤および保護コロイ
ドとして、繊維仕上加工における糊剤および繊維潤滑剤
(textile  lubricant)として使用
することに関する。
【0057】本発明のグラフトポリビニルアセタール類
も、一般に有機溶剤にだけ溶解する公知のポリビニルア
セタールが通常使用される沢山の用途分野、例えば顔料
の為の結合剤として、印刷インキ、ホットメルト接着剤
および溶剤含有−または溶剤不含の接着剤の製造の為に
およびセラミック粉末の結合剤として、例えば高価値セ
ラミック電子部品の製造でのセラミック−生シート状物
の為の結合剤として有利に使用できる。これらはまた、
無機および/または有機繊維、糸、不織布、繊維構造物
、セルロース材料および紙の為の結合剤および/または
被覆剤成分として適している。更にこれらは写真乾板お
よびホートレジスト材料の為の結合剤として適している
【0058】本発明のグラフトポリビニルアセタールは
、それの用途次第で慣用の添加物、例えば顔料、染料、
可塑剤、溶剤、接着調整剤および安定剤と混合してもよ
い。若干の場合には本発明のグラフトポリビニルアセタ
ール類の熱可塑的成形の際に可塑剤を使用するのが有利
であるが、既に上述した通り、原則としてその必要がな
い。しかしながら可塑剤を用いる場合には、本発明のグ
ラフトポリビニルアセタールの為に使用される可塑剤の
量は匹敵する公知の非グラフトポリビニルアセタール、
特にポリビニルブチラールのそれよりも著しく少ない。 本発明のグラフトポリビニルアセタールと、非グラフト
ポリビニルアルコールを基礎とする慣用のポリビニルア
セテート、特に慣用のポリビニルブチラールとの混合物
またはブレンドが可能であり且つ若干の場合に有利であ
り得る。
【0059】公知のポリビニルブチラールの為に使用さ
れるフェノール系化合物、例えば2,6−ジ第三ブチル
−4−メチルフェノール、例えばJonol(製造元:
Shell)およびホスフィット、例えばトリス−ノニ
ルフェニル−ホスフィットが安定剤として使用できる。
【0060】上記の添加物および場合によっては他の添
加物は、多くの場合、本発明のグラフトポリビニルアセ
タールの製造前、−間または−後のいずれかに添加する
ことができる。
【0061】
【実施例】本発明を以下の実施例によって更に詳細に説
明する。
【0062】極限粘度〔η〕(“η”=固有粘度)は全
ての実施例においてオストワルド・粘度計を用いて測定
している。測定した溶液の濃度は、ここでは、“ハンゲ
ンバアッハ(Hangenbach)補正”を実施する
必要がないよう程に低い。
【0063】分子量Mは成分の化学量論量から計算され
る重量平均分子量である。
【0064】加水分解度は文献から公知の方法によって
測定する。ただし、ポリマーはアルカリ金属水酸化物溶
液を用いて完全に加水分解されている。
【0065】実施例1: ポリウレタン−グラフト幹の製造 3,000 gのポリエチレングリコール(M=600
)、193.1 gの1,4−ブタンジオールおよび1
.5mlのN,N−ジメチルピペラジンを窒素ガス雰囲
気で攪拌機付反応容器中に導入し、73℃の温度に加熱
する。次いで1,428.2 gのイソホロンジイソシ
アネートを反応混合物の温度が100℃を越えないよう
に2.5時間に亘って滴加する。反応を完結する為に、
反応混合物を更に2時間の間80℃で攪拌する。反応の
完結、従って反応の終わりは慣用の方法(IR分光分析
、滴定)によってジイソシアネート消費量を分析するこ
とによって測定される。
【0066】得られるポリマーは26,550 g/m
olの計算値分子量Mを有しそして20℃で高い粘性の
液体として存在する。
【0067】ポリマーのメタノール溶液の極限粘度〔η
〕は16.5ml/gである(オストワルド粘度計で2
5℃で測定)。
【0068】実施例2 ポリウレタンをグラフト幹とするグラフト−ポリビニル
アセテート(グラフトPVAc)の製造:実施例1から
のポリウレタン−グラフト幹1500 gを攪拌される
容器中に窒素雰囲気で75℃の温度で最初に導入する。 次に、3480 gのビニルアセテートに26.1 g
の75重量% 濃度ジベンゾイルパーオキサイドが溶解
した溶液を、反応混合の温度が90℃を越えないような
速度で5時間に亘って配量供給する。この配量供給の間
に、更に、触媒を溶解含有するグラフトすべきモノマー
のビニルアセテートをポリウレタン−グラフト幹に、グ
ラフトしていないホモポリマーが実質的に形成されない
ようにゆっくりと配量供給する。上記のモノマー−開始
剤混合物の添加が終了した後に、攪拌しながら80℃で
45分の後反応段階を後続させる。後反応が終了した後
に、場合によっては存在する過剰の残留モノマーをメタ
ノールとの共沸蒸留によって除きそして結果的にグラフ
トポリビニルアセテートが得られる。
【0069】収量:  4886g のポリマー(用い
たビニルアセテートを基準として97.3重量% )M
(計算値):  86,485 g/molグラフトポ
リマーは20℃で固体の樹脂様状態で存在している。
【0070】得られるグラフトポリビニルアセテートの
組成(計算値):2,257g (ビニルアセテート単
位)/g (ポリウレタン−グラフト幹)テトラヒドロ
フラン(THF)に溶解したポリマーの極限粘度〔η〕
は25.9ml/gである(オストワルド粘度計で25
℃で測定)。
【0071】実施例3 ポリウレタンをグラフト幹とするグラフト−ポリビニル
アルコール(グラフトPVAL)の製造:実施例2から
のグラフト−PVAcの50重量% 濃度メタノール溶
液8598gを266.2 gの10% 濃度水酸化ナ
トリウム−メタノール溶液と室温で攪拌下に混合する。 約16分後に、反応混合がゲルに固化する。2時間後に
、このゲルをミル中で機械的に破砕して粒体化しそして
得られる粒体をメタノール中に分散させてスラリー化し
、酢酸で中和し、吸引濾過し、メタノールで数回洗浄し
そして40〜50℃の温度で減圧下に乾燥する。得られ
るグラフト−PVALは、粉末状態で得られそして以下
の特徴を有している: 加水分解分解度:98.5モル%  M(計算値):57,660 g/mol水中における
ポリマーの極限粘度〔η〕は17.3ml/g である
(オストワルド粘度計で25℃で測定)。
【0072】4重量% 濃度ポリマー水溶液の20℃に
おけるヘプラー粘度は2.64mPa.sである。
【0073】実施例4 グラフト−ポリビニルアルコールからのグラフト−ポリ
ビニルアセタールの製造:140g のポリマー含有量
の実施例3のグラフト−PVALの20重量% 濃度水
溶液を、攪拌機付反応器で窒素雰囲気で加熱することに
よって製造する。この溶液を110mlの20重量% 
濃度の塩酸水および0.14g のイオノール〔Ion
ol;Shell社から市販されているフェノール系酸
化防止剤)と混合し、次に50℃で30分の間に83.
7g の3,6−ジオキサネプタナールを滴加しそして
この反応混合物を48℃で5時間攪拌する。高い粘性の
溶液が生じる。これをKOH水溶液の添加によって室温
で中和しそしてpH7.5にし、生じるKClを脱イオ
ン水に対する透析によって除きそして得られるグラフト
ポリビニルアセタールを凍結乾燥によって粉末乃至顆粒
状態で得る。グラフトポリビニルアセタール中のビニル
アルコール単位の含有量は、グラフトポリビニルアセタ
ールを基準として10.6重量% でありそして生成物
のアルカリ滴定量は100g のポリマー当たり28m
l(N)/100(HCl)である。
【0074】得られるグラフト−ポリビニル−3,6−
ジオキサヘプチラールは水並びに、例えば水溶性有機溶
剤、好ましくはアルコール、例えばメタノール、エタノ
ールまたはイソプロパノール、またはケトン類、例えば
アセトンとの1:1の水性混合の両方に溶解する。
【0075】得られるグラフトポリビニルアセタールの
ガラス転移温度Tgは15℃である。これに対して、匹
敵する分子量および匹敵するアセタール化度を持つ非グ
ラフトポリビニルアルコールからの慣用のポリビニルブ
チラールのガラス転移温度Tg は75℃である。
【0076】得られるグラフト−ポリビニル−3,6−
ジオキサヘプチラールを165℃で80barの圧力の
もとで可塑剤なしに熱可塑的方法で加工して、例えばガ
ラスおよび金属への非常に良好な接着性を示す水溶性の
プレス成形フィルムが得られる。
【0077】実施例5 実施例4を繰り返すが、最終生成物を、透析した溶液を
凍結乾燥するのでなく、完全に反応しそして中和された
反応溶液を0℃の氷冷却テトラヒドロフラン(THF)
中に0℃で滴加することによって単離し、グラフト−ポ
リビニル−3,6−ジオキサヘプチラールを粉末として
沈澱させそして吸引濾過し、冷たいTHFで洗浄しそし
て真空乾燥する。
【0078】得られるポリマーの性質は、実施例4で得
られたポリマーの性質に非常に一致している。
【0079】実施例6 実施例5を繰り返すが、83.7g の3,6−ジオキ
サヘプタナールの代わりに22.5g だけの3,6−
ジオキサヘプタナールを滴加しそして次に混合物を48
℃で3時間攪拌する点を変更する。反応混合を7℃に冷
却した後に、31.5g のブチルアルデヒドを30分
に亘って滴加し、アセタールを白色の沈澱物として析出
させ、吸引濾過し、中性になるまで洗浄しそして真空乾
燥する。
【0080】得られるグラフト−ポリビニル混合アセタ
ールは、グラフト−ポリビニル混合アセタールを基準と
して15.7重量% のビニルアルコール単位を含有し
ておりそして39℃のTG を有している。これはエタ
ノールに容易に溶解しそして例えば金属の為の非腐食性
被覆組成物として有益に使用できる。更に、有機系可塑
剤を添加することなしに熱可塑的方法で成形することが
できる。
【0081】実施例7 実施例6を繰り返すが、60g の3,6−ジオキサヘ
プタナールおよび9gのブチルアルデヒドを、実施例6
に記載した物質量の代わりに使用する。実施例6からの
混合アセタールとの比較で、得られる混合アセタールの
違いは、実施例7に従って得られるポリマーがそれの製
造中に水溶液に実質的に溶解したままであり、最終的に
20nmの平均粒子径を持つ微細に分散した水性分散物
の状態で得られる。得られるポリマー混合アセタールの
TG は22℃でありそしてビニルアルコール単位の含
有量は、グラフト−ポリビニル混合アセタールを基準と
して15.7重量% である。この分散物はフィルムの
製造および種々の物質の被覆物の為に、特に金属への非
腐食性被覆物の製造に特に適している。これらは場合に
よっては他の架橋剤を併用することによって架橋できる
。得られる混合アセタール被覆剤およびフィルムは水に
再分散し得る。このものは、例えば炭素原子数1〜4び
低級アルコールにおよびアセトンにも溶解する。無水状
態で、混合アセタールは有機系可塑剤を添加せずに熱可
塑的方法で成形できる。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ポリアルキレンオキサイド−グラフト
    幹またはポリウレタン−グラフト幹にポリビニルアルコ
    ールがグラフトしたポリマーアセタールであって、但し
    ポリウレタン−グラフト幹が、分子中に少なくとも2つ
    のウレタン基を含有し、且つジイソシアネートおよび場
    合によっては少量の単官能性イソシアネートの単位並び
    にジオール、好ましくはアルキレングリコールおよび/
    または62〜10000 g/molの分子量のポリア
    ルキレングリコールの単位および場合によっては少量の
    モノヒドロキシ化合物の単位とを含有し、そしてアセタ
    ール化されたビニルアルコール単位を含有するポリマー
    残基がポリアルキレンオキサイド−グラフト幹にグラフ
    トしているかまたはポリウレタン−グラフト幹にグラフ
    トしている、上記ポリマーアセタールにおいて、相応す
    るグラフトポリビニルアルコールのアセタール化によっ
    て得られたポリマーアセタールが、式I 【化1】 〔式中、nは1〜50、好ましくは1〜15、特に1〜
    3の整数、なかでも2であり、Rは炭素原子数1〜20
    のアルキル基または炭素原子数6〜20のシクロアルキ
    ル基、−アリール基、−アルアルキル基または−アルキ
    ルアリール基、好ましくはベンジル基、フェニル基また
    は1〜3個の炭素原子数1〜12のアルキル基で置換さ
    れているフェニル基、または殊に炭素原子数1〜14の
    アルキル基、特に炭素原子数1〜4のアルキル基、なか
    でもメチル基であり、そしてR1 はH、−CH3 ま
    たは−C2 H5 、好ましくはHである。〕で表され
    るエーテル化されたω−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシ
    アルカノールから誘導されるアセタール基を含有するこ
    とを特徴とする、上記ポリマーアセタール。
  2. 【請求項2】  原料のグラフトポリビニルアルコール
    中に存在する少なくとも1モル% のビニルアルコール
    単位が式Iのアルデヒド類でアセタール化されている請
    求項 1に記載のポリマーアセタール。
  3. 【請求項3】  式Iのアルデヒドから誘導されるアセ
    タール基に加えて、別のアセタール基も含有している請
    求項1または2に記載のポリマーアセタール。
  4. 【請求項4】  OH基またはハロゲン原子によって場
    合によっては置換されている脂肪族(C1 〜C20)
    −アルデヒドまたはベンズアルデヒドからのアセタール
    基を含有している請求項3に記載のポリマーアセタール
  5. 【請求項5】  原料グラフトポリビニルアルコール中
    に存在するビニルアルコール単位の85モル% より多
    くはアセタール化されていない請求項1〜4のいずれか
    一つに記載のポリマーアセタール。
  6. 【請求項6】  アセタール化されたグラフトポリビニ
    ルアルコール中において、アセタール化前のビニルアル
    コール単位の含有量が原料グラフトポリビニルアルコー
    ルを基準として>10重量% 、好ましくは15〜85
    重量% 、特に30〜80重量% である請求項1〜5
    のいずれか一つに記載のポリマーアセタール。
  7. 【請求項7】  アセタール化されたポリビニルアルコ
    ール単位でグラフトされるポリアルキレンオキサイド−
    グラフト幹またはポリウレタン−グラフト幹が、グラフ
    ト以前に200〜50,000g/mol、特に>6,
    000 g/molのの分子量を有している請求項1〜
    6のいずれか一つに記載のポリマーアセタール。
  8. 【請求項8】  ポリアルキレンオキサイド−グラフト
    幹またはポリウレタングラフト幹が、ビニルアセタール
    単位およびビニルアルコール単位に加えて、炭素原子数
    3〜20のカルボン酸ビニルエステルのグラフトしたモ
    ノマー単位および場合によっては他のエチレン性不飽和
    の単位および場合によっては加水分解性モノマーおよび
    /またはそれの加水分解生成物の単位も含有する請求項
    1〜7のいずれか一つに記載のポリマーアセタール。
  9. 【請求項9】  ポリウレタン−グラフト幹が芳香族−
    および/または脂肪族−および/または脂環式ジイソシ
    アネートの単位、好ましくはヘキサメチレン−ジイソシ
    アネート単位および/またはイソホロンジイソシアネー
    ト単位を含有する請求項1〜8のいずれか一つに記載の
    ポリマーアセタール。
  10. 【請求項10】  ポリアルキレンオキサイド−グラフ
    ト幹がエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドまた
    はブチレンオキサイド、好ましくはエチレンオキサイド
    の単位を含有しておりそして殊に上記の炭素原子数2〜
    4のアルキレンオキサイドのブロックコポリマーおよび
    ポリアルキレンオキサイド−グラフト幹の分子量がグラ
    フト前に600〜200,000g/mol、好ましく
    は6,000g/mol以上、特に15,000以上で
    ある請求項1〜8のいずれか一つに記載のポリマーアセ
    タール。
  11. 【請求項11】  ポリアルキレンオキサイド−グラフ
    ト幹またはポリウレタン−グラフト幹にグラフトした原
    料ポリビニルアルコールを水溶液状態で酸性触媒の存在
    下にアルデヒドと反応させそしてポリマーアセタールを
    単離することによって請求項1〜10のいずれか一つに
    記載のポリマーアセタールを製造する方法において、請
    求項 1に記載の式I)のアルデヒド化合物および場合
    によっては他のアルデヒド化合物を化学量論に従って場
    合によっては不活性ガス雰囲気で濁点以下の温度で攪拌
    しながら、反応容器に最初に導入されそして酸性触媒を
    含有するグラフト−ポリビニルアルコール水溶液に滴加
    し、この滴下は好ましくは0〜15℃の低い温度で開始
    しそして徐々に25〜70℃の温度に高め、配量供給が
    終了した時に次いでこの混合物をアセタール化条件のも
    とで高温のもとで3〜5時間攪拌し、そして混合アセタ
    ールを製造する場合には、式I)のアルデヒド化合物の
    反応後に反応混合物を場合によっては選一的に再び0〜
    15℃の温度冷却し、0〜15℃の温度で他のアルデヒ
    ド成分を25〜70℃に徐々に高めながら配量供給し、
    配量供給の終了後に高温のもとでのアセタール化条件で
    3〜5時間攪拌し、次いで反応混合物をアルカリの添加
    によって7〜8のpH値に中和し、混合物を室温に冷却
    しそして得られるグラフト−ポリビニルアセタールを、
    場合によっては好ましくは粉末の状態でまたは固体の緊
    密な状態または溶液としてまたは好ましくは分散物とし
    て単離することを特徴とする、上記ポリマーアセタール
    の製造方法。
  12. 【請求項12】  請求項1〜10のいずれか一つに記
    載のまたは請求項11に記載のようにして製造されたポ
    リマーアセタールを種々の基質、好ましくはガラスおよ
    び金属の為の被覆組成物の成分として、顔料の結合剤と
    して、場合によっては架橋剤の使用下に印刷インク、ホ
    ットメルト接着剤、溶剤含有−または水性接着剤、被覆
    組成物および塗料調製物の製造に、分散剤として、繊維
    仕上げ処理における糊剤としておよび潤滑剤として、種
    々の材料、例えば金属、セラミックス材料、、プラスチ
    ック、繊維、フィルム、繊維材料、紙および木材の接合
    に、成形体およびフィルムの熱可塑性成形による製造の
    為に、熱可塑的方法で加工できる成形体および被覆組成
    物での材料として、金属の非腐食性被覆組成物として、
    複合ガラスの製造での中間フィルムとしておよび慣用の
    ポリビニルアセタールの為の混合成分またはブレンド成
    分として使用する方法。
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