NL1021870C2

NL1021870C2 - Mengsel van weekmakers voor het dispergeren van harsen in water.

Info

Publication number: NL1021870C2
Application number: NL1021870A
Authority: NL
Inventors: Vyctor Dursn Gonzslez; Paolo Ara
Original assignee: Condensia Quymica S A
Priority date: 2002-09-29
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-04-02
Also published as: ES2213467A1; ITRM20030444A0; BE1015493A5; GB2394954A; US7078557B2; ES2213467B1; FR2845091A1; ITRM20030444A1; GB0322514D0; FR2845091B1; US20040063834A1

Description

Λ

Korte aanduiding: Mengsel van weekmakers voor het dispergeren van harsen in water.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een mengsel 5 van weekmakers voor het dispergeren van harsen, welke weekmakers zijn gebaseerd op een mengsel van diol- of triolmono-esters en diësters met benzoëzuur en met methylbenzoëzuur. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op de toepassing hiervan als toevoegmiddel voor hechtmiddelen in hydrofiele media.

10 Het gebruik van diëtheenglycol- of dipropeenglycol- dibenzoaten of -ditoluaten, alsook de mengsels hiervan en hun toepassing als weekmakers, is reeds in de technische literatuur van de vorige eeuw uitvoerig beschreven. De volgende publicaties openbaren bijvoorbeeld de toepassing van weekmakers van diëtheenglycoldibenzoaat (DDB), triëtheen-15 glycoldibenzoaat (TDB), diëtheenglycolditoluaat (DDT) en triëtheenglycol-ditoluaat (TDT), of de mengsels hiervan: het Amerikaans octrooi schrift 2.070.331 (1936), de Britse octrooi publicatie 496.574 (1936), het

Amerikaans octrooi schrift 2.585.448 (1948), de Britse octrooipublicatie 815.991 (1956), het Amerikaans octrooi schrift 2.956.978 (1960), de Britse 20 octrooipubl icatie 1.321.383 (1971), het Amerikaans octrooi schrift 3.874.985 (1973), Japan Tokyo Koho 81 00304 (1975), A.V. Bailey et al., J. Am. Oil Chem. Soc., 1976, 53(5), 176-178, W.D. Arendt (Velsicol Chemicol Corporation), Tech. Pap. 1979, 25, 410-412, het Amerikaans octrooi schrift 4.277.387 (1981), het Amerikaans octrooi schrift 4.331.579 25 (1982), het Amerikaans octrooi schrift 4.336.166 (1982), het Amerikaans octrooi schrift 4.444.933 (1982), de Europese octrooipublicatie 0 157 426, de Europese octrooipublicatie 0 234 710 (1987), Fed. Regist., 1987 52(4), 527-530, het Amerikaans octrooi schrift 4.767.813 (1988) en het Amerikaans octrooi schrift 4.818.779 (1989).

30 De weekmaker, die in een aantal van de hiervoor genoemde documenten wordt genoemd, wordt sinds 1982 onder de merknaam Benzoflex 1Π91«70

L

door Vel si col Chemical Corporation in de handel gebracht, welke aanduiding een familie van weekmakers omvat waarvan de samenstelling uit mengsels van DDB en TDB bestaat. Er bestaan vele andere merken die dezelfde families toepassen voor hun mengsels of equivalenten van de 5 polyglycolpolyesters, zoals bijvoorbeeld K-Flex, in de handel gebracht door Furam Chemicals Ltd. De toepassing van aryldiësters van andere glycol verbindingen (zoals de derivaten van propeenglycol) als weekmakers, is eveneens in de literatuur beschreven.

Om een weekmaker toe te passen, die uit een mengsel van 10 aryldiësters van glycolen en in bepaalde uitvoeringsvormen trioltriësters bestaat, gelden in principe twee redenen van natuurscheikundige aard: (1) een goede weekmaker moet vloeibaar zijn bij kamertemperatuur, (2) de polymeren die moeten worden weekgemaakt 15 (bijvoorbeeld van vinylachtige of acrylachtige oorsprong) zijn vochtafwerend.

Volgens het Amerikaans octrooi schrift 5.676.742, waarin een mengsel wordt beschreven waarbij diëtheenglycolmono-esters en dipropeen-glycolmono-esters samen met de desbetreffende diësters aanwezig zijn, 20 wordt beweerd dat de voordelen niet van weekmakers afkomstig zijn maar van een toevoegmiddel dat een grote bestandheid tegen schimmels vertoont.

De industrie geeft de voorkeur aan weekmakers van het type diëster met een vloeibaar karakter omdat (1) de processen, waarin de weekmaker een rol speelt, 25 worden in absoluut vochtwerende media uitgevoerd, zoals bijvoorbeeld (poly)vinylchloride of poly(methylacrylaat). Het karakter van deze vochtwerende media heeft tot gevolg dat de aanwezigheid van mono-esters ervoor zorgt dat de technische prestaties van de weekmaker worden verslechterd (zie bijvoorbeeld het Amerikaans octrooi schrift 2.956.978). 30 (2) de gewenste elasticiteit van de verkregen kunststofmaterialen is slechter indien weekmakers bij kamertemperatuur

1 0 218 7 G

.1 3 vast en niet vloeibaar zijn. Een vloeibaar mengsel van weekmakers, waarvan ten minste één van de bestanddelen met een percentage van meer dan 20% vast en niet vloeibaar is bij kamertemperatuur, biedt in bepaalde uitvoeringsvormen nadelen, bijvoorbeeld in de situatie waarbij de 5 toepassing plaatsvindt met een hecht- of kleefmiddel om delen samen te voegen.

Het sterk waterafstotende karakter van de polymeren die moeten worden weekgemaakt, leidt ertoe dat de dispergeerbaarheid van dergelijke polymeren in water slechts van korte duur is. Dit effect wordt 10 in het bijzonder duidelijk bij de meest recente industriële hecht- en kleefmiddel en die worden toegepast in een waterige media, over het algemeen op basis van vinyl polymeren of acrylachtige polymeren, omdat zich gedurende de industriële toepassing van dergelijke formuleringen van het polymeer, dat is weekgemaakt door mengsels van DDB of TOB, zich snel 15 een waterhoudende fase en een waterafstotende fase afscheiden, waardoor er bij een dergelijke suspensie zeer snel sprake zal zijn van een gebrek aan homogeniteit. Het resultaat is een tekortschietende toepassing van het hecht- of kleefmiddel, met als gevolg een verlies aan kleefkracht.

Het onderwerp van de onderhavige uitvinding, te weten een 20 mengsel van weekmakers voor het dispergeren van harsen in water, zorgt ervoor dat het probleem van de fasescheiding gedurende de industriële toepassing van bedekkingen of afdichtingen in een waterig of een hydrofiel medium verdwijnt.

De onderhavige uitvinding, zoals vermeld in de aanhef, 25 wordt gekenmerkt door een mengsel van arylachtige diol- of triolmono-esters (als weekmaker met hydrofiele eigenschappen), samen met de hiervoor genoemde arylachtige diësters die de beschikking hebben over een vochtwerend karakter maar toch eenvoudig zijn te mengen met de moleculen van de mono-esters. Men heeft gevonden dat de mono-esters van deze 30 polyol en voortreffelijke moleculen zijn om bemiddelend op te treden en een voldoende mate van dispersie in water te verkrijgen van de 1 Π91 A7 Ω 4 vochtafstotende moleculen van het polymeer. De hoge polariteit van het weekmakende mengsel volgens de onderhavige uitvinding verschaft de mogelijkheid tot het verkrijgen van dispersies met een stabiliteit van acht uur, en deze tijdspanne vertegenwoordigt een duidelijk verbetering 5 voor de industriële manipulaties van de dispersies.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding bestaat de keus of mogelijkheid dat het weekmakende mengsel een klein percentage van een willekeurige arylachtige esterverbinding van een triol, zoals bijvoorbeeld 1,1,1-trimethylolpropaan, bevat. Dit 10 laatste bestanddeel verhoogt bovendien het gemiddelde molecuul gewicht van het weekmakende mengsel waardoor sprake is van een gunstige daling van vluchtigheid en migratie.

Beschrijving van de weekmakerbestanddelen volgens de onderhavige uitvinding.

15 Groep 1. Glycolmonoarylaten.

Ar-C00-Rz-0H

Groep 2. Glycoldiarylaten.

20

Ar-C00-R2-0C0-Ar

Groep 3. Triolmonoarylaten.

25 Ar-COO-(Rj) (0H)2

Groep 4. Trioldiarylaten.

(Ar-C00) 2- (R3)-OH 30 waarin Ar-COO- elke willekeurige volgende functionele groep 1021870 5 voorstelt: benzoaat (zout van benzoëzuur), 1-methylbenzoaat, 2-methyl-benzoaat en 3-methylbenzoaat.

De glycol verbindingen kunnen diëtheenglycol, triëtheen-glycol, dipropeenglycol, tripropeenglycol en neopentylglycol zijn.

5 De triolen kunnen glycerol, 1,1,1-trimethylolethaan, 1,1,1-trimethylolpropaan, 1,2,6-hexaantriol zijn.

De mono-esters en diësters, evenals de mengsels daarvan, kunnen worden bereid volgens elke willekeurige, volgens de stand van de techniek reeds bekende methode, zoals bijvoorbeeld via het mengen van de 10 zuivere producten of door middel van de gezamenlijke verestering van de alcoholmengsels. De percentages in deze mengsels worden in gewichtspercentages weergegeven.

Formulering 1.

15 Bestanddeel Hoeveelheid

Diëtheenglycolmonobenzoaat 10%

Diëtheenglycolmonotoluaat 2%

Dipropeenglycolmonobenzoaat 10%

Dipropeenglycolmonotoluaat 1% 20 1,1,1-trimethylolethaanmonobenzoaat 3%

Diëtheenglycoldibenzoaat 35%

Diëtheenglycolditoluaat 1%

Dipropeenglycoldibenzoaat 35%

Dipropeenglycolditoluaat 2% 25 1,1,1-trimethylolethaandibenzoaat _U_ 1021870

Formulering 2.

Bestanddeel Hoeveelheid

Diëtheenglycolmonobenzoaat 10%

Diëtheenglycoldibenzoaat 40% 5 Dipropeenglycolmonobenzoaat 5%

Dipropeenglycoldibenzoaat 20

Triëtheenglycolmonobenzoaat 5%

Triëtheenglycoldibenzoaat 20% 10 Formulering 3.

Bestanddeel Hoeveelheid

Diëtheenglycolmonobenzoaat 10%

Diëtheenglycoldibenzoaat 50%

Dipropeenglycolmonobenzoaat 10% 15 Dipropeenglycoldibenzoaat 30%

Formulering 4.

Bestanddeel Hoeveelheid

Diëtheenglycolmonobenzoaat 10% 20 Diëtheenglycoldibenzoaat 38%

Dipropeenglycolmonobenzoaat 5%

Dipropeenglycoldibenzoaat 20%

Triëtheenglycolmonobenzoaat 5%

Triëtheenglycoldibenzoaat 20% 25 1,1,1-trimethylolethaanmonobenzoaat 1,5% 1,1,1-tri methylolethaandi benzoaat 0,5%

Het karakteristieke resultaat dat met de nieuwe weekmakers 30 is verkregen, is in de ingesloten grafiek weergegeven.

1 O ? 1 fl 7 H· 7 »

De bovenste lijn van deze grafiek stelt de kleefkracht voor van één van de in de handel verkrijgbare, op water gebaseerde hechtmiddelmengsels waarbij de weekmaker volgens formule 2 is toegepast, gebaseerd op het aantal seconden dat is verstreken na het aanbrengen van 5 het hechtmiddel.

Onder dezelfde omstandigheden vertoont de onderste lijn in de grafiek de hechtkracht voor hetzelfde, op water gebaseerde kleefmiddelmengsel, waarbij de toegepaste weekmaker een van de weekmakers is die op dit moment voor dit soort hechtmiddelmengsels wordt toegepast. 10 De verbetering in de kleefkracht is toe te schrijven aan de hogere dispergeerbaarheid van de weekmaker in water, veroorzaakt door de aanwezigheid van hydrofiele hydroxyl groepen.

1021870

Claims

1. O i o 7 T 1. u 10% van het totale uiteindelijke mengsel varieert.

1. Mengsel van weekmakers voor het dispergeren van harsen in water van het type dioldiarylaten, met het kenmerk, dat het een grote 5 hoeveelheid diolmonoarylaten bevat waarbij eventueel triolmonoarylaten of trioldi-arylaten aanwezig zijn.

2. Mengsel van weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de arylzuren voor de vestering een of meer van de volgende zuren zijn: bezoëzuur, 1-methylbenzoëzuur, 2-methylbenzoëzuur, 3-methyl- 10 benzoëzuur.

3. Mengsel van weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de diolverbindingen voor de verestering een of meer van de volgende verbindingen zijn: diëtheenglycol, triëtheenglycol, dipropeen-glycol, tripropeenglycol, neopentylglycol.

4. Mengsel van weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de triolverbindingen, die naar keuze voor de verestering worden toegepast, een of meer van de volgende verbindingen zijn: glycerol, 1,1,1-trimethylolethaan, 1,1,1-trimethylolpropaan, 1,2,6-hexaantriol zijn.

5. Mengsel van weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste twee diësters en twee mono-esters gelijktijdig aanwezig zijn.

6. Mengsel van weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gewichtshoeveelheid van het totaal aantal 25 diolmonoarylaten tussen 5% en 80% van het totale uiteindelijke mengsel varieert.

7. Mengsel van weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gewichtshoeveelheid van het totaal aantal dioldiarylaten tussen 50% en 80% van het totale uiteindelijke mengsel varieert.

8. Weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gewichtshoeveelheid van het totaal aantal triolmonoarylaten tussen 0 en

9. Weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gewichtshoeveelheid van het totale aantal trioldiarylaten tussen 0% en 5% van het totale uiteindelijke mengsel varieert.

10. Weekmakers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hydroxylgroepindex, bepaald volgens ASTM E 222 (94), zich tussen 35 en 70 bevindt. 10Ο1Ο7Π