NO149663B - AROUND, COLLODIAL DISPERSON OF CATIONIC STRUCTURED PARTICLE LATEKE, AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SUCH - Google Patents

AROUND, COLLODIAL DISPERSON OF CATIONIC STRUCTURED PARTICLE LATEKE, AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SUCH Download PDF

Info

Publication number
NO149663B
NO149663B NO761329A NO761329A NO149663B NO 149663 B NO149663 B NO 149663B NO 761329 A NO761329 A NO 761329A NO 761329 A NO761329 A NO 761329A NO 149663 B NO149663 B NO 149663B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
latex
copolymer
polymer
monomer
groups
Prior art date
Application number
NO761329A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO149663C (en
NO761329L (en
Inventor
Dale Sabin Gibbs
Earl Henry Wagener
Ritchie Antone Wessling
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
Priority claimed from US05/569,724 external-priority patent/US4017442A/en
Priority claimed from US05/569,723 external-priority patent/US4056501A/en
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of NO761329L publication Critical patent/NO761329L/no
Publication of NO149663B publication Critical patent/NO149663B/en
Publication of NO149663C publication Critical patent/NO149663C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C1/00Treatment of rubber latex
    • C08C1/02Chemical or physical treatment of rubber latex before or during concentration
    • C08C1/06Preservation of rubber latex
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører lateksdispersjoner og fremgangsmåter The invention relates to latex dispersions and methods

for fremstilling av slike dispersjoner. Lateksene er partikkel-formige og kationisk strukturert, og polymerpartiklene i latek- for the production of such dispersions. The latexes are particulate and cationically structured, and the polymer particles in the latex

sen har stabiliserende, pH-uavhengige ioner kjemisk bundet ved eller nær overflaten av partiklene. sen has stabilizing, pH-independent ions chemically bound at or near the surface of the particles.

Latekser krever hjelpemidler for tilveiebringelse av kolloidal stabilisering i vandige media. Den vanlige kolloidale stabilisering tilveiebringes av overflateaktive midler som vanligvis er anioniske eller kationiske, men som kan være ikke-ioniske, spesielt i blandinger med anioniske eller kationiske overflateaktive midler. Selv om de bidrar til den nødvendige kolloidale stabilitet, kan de overflateaktive midler interferere med lat-eksenes belegningsytelse selv om mengden er begrenset og mindre enn den ønskede stabilitet oppnås. En annen metode er å kopoly-merisere med ikke-ioniske monomerer en liten andel av en ionisk monomer for fremstilling av en stabil lateks med lite eller intet konvensjonelt overflateaktivt middel, som beskrevet i US-patentskrift 3.637.432. Slike prosesser krever imidlertid spesielle kombinasjoner av monomerer og spesielle polymerisasjonsteknikker. Selv om slike prosesser produserer latekser med lite eller intet overflateaktivt middel, lages varierende mengder av vannløselige produkter ved utførelse av fremgangsmåten og forblir i produktet: US-patentskrift 3.236.820 beskriver omsetning av anioniske latekser av polymerer av vinylbenzylklorid med sulfider for frembringelse av vannløselige kationiske polymerer. Ved å starte med en anionisk emulsjon forårsaker omdannelsen av de polymeriserte vinylbenzylkloridenheter på partikkelen til kationiske grupper destabilisering av lateksen. Hvis andelen av vinylbenzylkloridenheter i polymeren ikke er høy nok til å gjøre polymeren vannløselig i den omdannede form, vil lateksen koagu-lere . Latexes require aids to provide colloidal stabilization in aqueous media. The usual colloidal stabilization is provided by surfactants which are usually anionic or cationic but may be nonionic, especially in mixtures with anionic or cationic surfactants. Although they contribute to the required colloidal stability, the surfactants can interfere with the coating performance of the latex even if the amount is limited and less than the desired stability is achieved. Another method is to copolymerize with non-ionic monomers a small proportion of an ionic monomer to produce a stable latex with little or no conventional surfactant, as described in US patent 3,637,432. However, such processes require special combinations of monomers and special polymerization techniques. Although such processes produce latexes with little or no surfactant, varying amounts of water-soluble products are created by carrying out the process and remain in the product: US Patent 3,236,820 describes the reaction of anionic latexes of polymers of vinyl benzyl chloride with sulfides to produce water-soluble cationic polymers. By starting with an anionic emulsion, the conversion of the polymerized vinyl benzyl chloride units on the particle to cationic groups causes destabilization of the latex. If the proportion of vinyl benzyl chloride units in the polymer is not high enough to make the polymer water soluble in the converted form, the latex will coagulate.

Oppfinnelsen vedrører en vandig, kolloidal dis persjon av kationisk strukturert partikkel-lateks, og dispersjonen er karakterisert ved en ikke-ionisk, organisk polymerkjerne i form av en The invention relates to an aqueous, colloidal dispersion of cationically structured particle latex, and the dispersion is characterized by a non-ionic, organic polymer core in the form of a

•kopolymer av styren eller butadien eller en polymer av en akryl-eller metakrylester, og som er innkapslet av et tynt sjikt av en vannuløselig organisk kopolymer av en etylenisk umettet, aktivert halogenmonomer i form av vinylbenzylklorid og som har pH-uavhengige kationiske grupper kjemisk bundet til kopolymeren ved eller •copolymer of styrene or butadiene or a polymer of an acrylic or methacrylic ester, and which is encapsulated by a thin layer of a water-insoluble organic copolymer of an ethylenically unsaturated, activated halogen monomer in the form of vinyl benzyl chloride and which has pH-independent cationic groups chemically bound to the copolymer by or

<<

nær partikkeloverflaten i en mengde av 0,01 - 0,5 mekv. pr. gram lateks-kopolymer og 0,4 - 2,5 mekv. pr. gram kopolymer i det tynne sjikt. near the particle surface in an amount of 0.01 - 0.5 meq. per gram of latex copolymer and 0.4 - 2.5 meq. per grams of copolymer in the thin layer.

Lateksene kan oppnås under kopolymerisering under emulsjonspolymerisasjonsbetingelser av en etylenisk umettet, aktivert-halogen-monomer på partikkeloverflaten av en lateks av en ikke-ionisk, organisk polymer som er lett kationisk ved nærvær av absorbert kationisk overflateaktivt middel. Alternativt kan for-løperen inneholde, som den polymere komponent, partikler av en kopolymer av en etylenisk umettet, aktivert-halogen-monomer og en etylenisk umettet, ikke-ionisk monomer som er blottet for et aktivert-halogen, hvor aktivert-halogenene er ensartet eller vilkårlig fordelt i partiklene. Lateksene av hver type omsettes med en ikke-ionisk nukleofil for dannelse av latekser som har strukturerte partikler som består av en vannuløselig, ikke-ionisk, organisk polymerkjerne innkapslet med et sjikt av en kopolymer med pH-uavhengige, kationiske grupper kjemisk bundet ved eller nær den ytre overflate av strukturpartikkelen, idet mengden av de nevnte grupper er tilstrekkelig til å tilveiebringe en hoveddel av den kolloidale stabilitet, men utilstrekkelig til å gjøre po-.lymeren vannløselig. The latexes can be obtained during copolymerization under emulsion polymerization conditions of an ethylenically unsaturated, activated-halogen monomer on the particle surface of a latex of a nonionic, organic polymer which is slightly cationic in the presence of absorbed cationic surfactant. Alternatively, the precursor may contain, as the polymeric component, particles of a copolymer of an ethylenically unsaturated, activated halogen monomer and an ethylenically unsaturated, nonionic monomer devoid of an activated halogen, where the activated halogens are uniform or arbitrarily distributed in the particles. The latexes of each type are reacted with a nonionic nucleophile to form latexes having structured particles consisting of a water-insoluble, nonionic, organic polymer core encapsulated with a layer of a copolymer with pH-independent, cationic groups chemically bonded at or near the outer surface of the structural particle, the amount of said groups being sufficient to provide a major part of the colloidal stability, but insufficient to make the polymer water-soluble.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av en vandig, kolloidal dispersjon som angitt ovenfor, ved å omsette, ved en temperatur på 0 - 80°C, (A) en lateks av kopolymerpartikler som har aktiverte halogener kjemisk bundet i seg, og The invention also relates to a method for producing an aqueous, colloidal dispersion as indicated above, by reacting, at a temperature of 0 - 80°C, (A) a latex of copolymer particles which have activated halogens chemically bound in them, and

(B) en vannstabil ikke-ionisk nukleofil som har evne til å diffundere gjennom vandige medier, og fremgangsmåten er karakterisert ved.at det som lateks (A) anvendes en lateks som består av (1) en ikke-ionisk polymerkjerne i form av en kopolymer av styren eller butadien eller en polymer av en akryl- eller metakrylester, og som er innkapslet av et tynt sjikt av en vann-uløselig kopolymer av en etylenisk umettet, aktivert halogenmonomer i form av vinylbenzylklorid eller (2) en kopolymer-lateks av (a) en etylenisk umettet, ikke-ionisk monomer som er blottet for aktivert halogen, og (b) en etylenisk umettet, aktivert-halogen-monomer, idet den totale mengde av det aktiverte halogen i lateks (A) er 0,01 - 1,4 mekv. pr. gram polymer og 0,4 - 2,5 mekv. pr. gram polymer i et tynt sjikt ved eller nær latekspartikkeloverflaten; idet lateks (A) fremstilles ved emulsjonspolymerisering ved 0 - (B) a water-stable non-ionic nucleophile which has the ability to diffuse through aqueous media, and the method is characterized in that as latex (A) a latex is used which consists of (1) a non-ionic polymer core in the form of a copolymer of styrene or butadiene or a polymer of an acrylic or methacrylic ester, and which is encapsulated by a thin layer of a water-insoluble copolymer of an ethylenically unsaturated, activated halogen monomer in the form of vinyl benzyl chloride or (2) a copolymer latex of ( a) an ethylenically unsaturated, nonionic monomer devoid of activated halogen, and (b) an ethylenically unsaturated, activated-halogen monomer, the total amount of the activated halogen in latex (A) being 0.01 - 1 .4 meq. per grams of polymer and 0.4 - 2.5 meq. per grams of polymer in a thin layer at or near the latex particle surface; in that latex (A) is produced by emulsion polymerization at 0 -

80°C i nærvær av en friradikal-katalysator og inneholder en liten, stabiliserende mengde av et kationisk overflateaktivt middel eller en blanding med dette, og ikke-ionisk overflateaktivt middel i en mengde som er mindre enn hva som kreves for å initiere nye partikler i nærvær av tilleggsmonomerer; hvorved pH-uavhengige kationiske grupper bindes kjemisk til partiklene ved eller nær partikkeloverflaten i en mengde som er tilstrekkelig til å tilveiebringe en hoveddel av lateksens kolloidale stabilitet. 80°C in the presence of a free radical catalyst and contains a small, stabilizing amount of a cationic surfactant or a mixture thereof, and nonionic surfactant in an amount less than that required to initiate new particles in presence of additional monomers; whereby pH-independent cationic groups are chemically bound to the particles at or near the particle surface in an amount sufficient to provide a major part of the colloidal stability of the latex.

En lateks for anvendelse i dispersjonene i henhold til oppfinnelsen kan omfatte faste polymerpartikler kolloidalt disper-gert i vann, hvis sammensetning og fremstillingsmetode er kjent i og for seg, men som etterpå modifiseres slik at partiklene i utgangslateksen innkapsles med en kopolymer av en etylenisk umettet aktivert-halogen-monomer med en hydrofob, etylenisk umettet monomer som er blottet for aktivert halogen. Den resulterende lateks omfatter kolloidalt dispergerte partikler som har reaktive halogengrupper på eller nær overflaten av partiklene. En slik lateks kan så omsettes med en ikke-ionisk, nukleofil forbindelse med lav molekylvekt for dannelse av en lateks med partikler av polymer med pH-uavhengige kationiske grupper kjemisk bundet til partikkeloverflaten. Lateksens kolloidale stabilitet forbedres derved, og andre fordelaktige egenskaper oppnås. A latex for use in the dispersions according to the invention can comprise solid polymer particles colloidally dispersed in water, whose composition and production method are known per se, but which are subsequently modified so that the particles in the starting latex are encapsulated with a copolymer of an ethylenically unsaturated activated -halogen monomer with a hydrophobic, ethylenically unsaturated monomer devoid of activated halogen. The resulting latex comprises colloidally dispersed particles having reactive halogen groups on or near the surface of the particles. Such a latex can then be reacted with a nonionic, low molecular weight nucleophilic compound to form a latex with particles of polymer with pH-independent cationic groups chemically bonded to the particle surface. The colloidal stability of the latex is thereby improved, and other beneficial properties are achieved.

Det er mange kjente latekser som kan tjene som utgangslateks for fremstilling av aktivert-halogenholdige latekser, og sammensetningen er ikke strengt kritisk. Slike latekser fremstilles ved fremgangsmåter som er velkjente på området. Preformede latekser som har i alt vesentlig ingen restmonomerer, Han anvendes, men fordelaktig kan disse utgangslatekser fremstilles ved emulsjonspolymerisasjon som det første trinn ved fremstil-lingen av lateksprodukter hvor noe monomer og noen friradikaler blir igjen på tidspunktet for tilsetning av aktivert-halogen-monomeren. Utgangslateksen, eller komponenter og fremgangs-metoder for fremstilling av en slik lateks, utvelges blant de kjente lateksblandinger som er i alt vesentlig blottet for anioniske grupper og/eller anioniske overflateaktive midler ad-sorbert eller på annen måte knyttet til polymerpartiklene som utgjør lateksen. Fortrinnsvis er lateksen lett kationisk, vanligvis fra nærvær av en liten mengde av et kationisk overflateaktivt middel. For oppnåelse av de beste resultater bør utgangslateksen ikke inneholde en mengde av et overflateaktivt middel som er tilstrekkelig til å initiere nye partikler når det inn-føres ytterligere monomer. Sammensetningen av den polymere komponent i utgangslateksen påvirker også visse egenskaper ved sluttproduktet, da den utgjør en hoveddel av produktets totale masse. Derfor vil det bli gjort en utvelgelse for så vidt i henhold til de ønskede polymere egenskaper som det er kjent at disse tidligere kjente materialer er i besittelse av, for å supplere de egenskaper som er fordelaktige ved den innkapslende komponent i henhold til oppfinnelsen. Derfor, som en illustrasjon, men ikke noen begrensning, vil for den overveiende del av produktene en utgangslateks som er filmdannende ved romtemperatur, bli utvalgt, men det er anvendelser som en ikke-filmdannende utgangslateks ville bli utvalgt for, f.eks. for plastiske pigmenter. Ordinært har utgangslateksene en partikkelstørrelse på fra ca. 500 Ångstrøm til ca. 10.000 Ångstrøm, fortrinnsvis fra ca. 800 til ca. 3.000 Å. Hvis produktene skal anvendes på en slik måte at det kreves visse vanlig anerkjente karakteristika, f.eks. lav elektrolyttkonsentrasjon, vil slike karakteristika bli vurdert når man utveiger utgangslateksen og de ingredienser som skal anvendes ved utførelse av påfølgende deler av prosessen. Slike utvelgelser er fagmessige og anses ikke som oppfinneriske aspekter ved de nye produkter og den fremgangsmåte som her er beskrevet. There are many known latexes that can serve as starting latexes for the production of activated halogen-containing latexes, and the composition is not strictly critical. Such latexes are produced by methods that are well known in the field. Preformed latexes that have essentially no residual monomers are used, but advantageously these starting latexes can be produced by emulsion polymerization as the first step in the production of latex products where some monomer and some free radicals remain at the time of adding the activated halogen monomer. The starting latex, or components and process methods for producing such a latex, are selected from among the known latex mixtures which are essentially free of anionic groups and/or anionic surfactants adsorbed or otherwise attached to the polymer particles that make up the latex. Preferably, the latex is slightly cationic, usually from the presence of a small amount of a cationic surfactant. To obtain the best results, the starting latex should not contain an amount of surfactant sufficient to initiate new particles when additional monomer is introduced. The composition of the polymeric component in the starting latex also affects certain properties of the final product, as it constitutes a major part of the product's total mass. Therefore, a selection will be made in so far as according to the desired polymeric properties that these previously known materials are known to possess, in order to supplement the properties that are advantageous in the encapsulating component according to the invention. Therefore, by way of illustration but not limitation, for the vast majority of products a starting latex which is film forming at room temperature would be selected, but there are applications for which a non-film forming starting latex would be selected, e.g. for plastic pigments. Ordinarily, the starting latexes have a particle size of from approx. 500 Angstroms to approx. 10,000 Ångstrøm, preferably from approx. 800 to approx. 3,000 Å. If the products are to be used in such a way that certain generally recognized characteristics are required, e.g. low electrolyte concentration, such characteristics will be considered when weighing up the starting latex and the ingredients to be used when carrying out subsequent parts of the process. Such selections are professional and are not considered inventive aspects of the new products and the method described here.

Typisk oppnås utgangslateksene ved emulsjonspolymerisasjon av en eller flere monomerer. Slike monomerer er representert ved de samme monomerer som er angitt nedenunder for kopolymerisering med de aktivert-halogenholdige monomerer. Typically, the starting latexes are obtained by emulsion polymerization of one or more monomers. Such monomers are represented by the same monomers indicated below for copolymerization with the activated halogen-containing monomers.

Utgangslateksene for innkapsling kan også i alt vesentlig bestå av polymerer som ikke lett fremstilles av monomerer ved emulsjonspolymerisasjon, enten fordi det ikke oppnås noen vesentlig polymerisasjon ved en kommersielt akseptabel hastighet under vanlige emulsjonspolymerisasjonsbetingelser, så som med isobuten, eller fordi en spesiell form av den polymeriserte monomer ønskes, f.eks. estereospesifikt polyisopren, stereospesi-fikt polybutadien og lignende. Respresentative preformede polymerer er polymerer og kopolymerer av monoolefinene som har fra 2 til 20 karbonatomer, f.eks. etylen, propylen, 1-buten, 2-buten, isobuten, penten, heksen, okten, dodecen, heksadecen, oktadecen, og spesielt slike monoolefiner som har opp til 8 karbonatomer. Spesielt vanlige typer er de forskjellige etylen/propylen-kopolymerer. The starting latices for encapsulation may also consist essentially of polymers which are not readily prepared from monomers by emulsion polymerization, either because no substantial polymerization is achieved at a commercially acceptable rate under normal emulsion polymerization conditions, such as with isobutene, or because a particular form of the polymerized monomer is desired, e.g. stereospecific polyisoprene, stereospecific polybutadiene and the like. Representative preformed polymers are polymers and copolymers of the monoolefins having from 2 to 20 carbon atoms, e.g. ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, pentene, hexene, octene, dodecene, hexadecene, octadecene, and especially such monoolefins having up to 8 carbon atoms. Particularly common types are the various ethylene/propylene copolymers.

Illustrerende for ytterligere polymerer som kan være bestanddeler i Utgangslateksen for innkapsling, er alkydharpikser, > blokk- og pode-kopolymerer; f.eks. styrén/butadien-pode- og -blokk-kopolymerer; epoksyharpikser, f.eks. reaksjonsproduktene av epi-klorhydrin og bisfenol-A; og termoherdende vinylesterharpiser; f.eks. reaksjonsproduktene av tilnærmet ekvimolare mengder av et polyepoksyd og en umettet mbnokarboksylsyre, f.eks. akrylsyre og metakrylsyre eller umettede fettsyrer, f.eks. oljesyre. Illustrative of further polymers which may be constituents of the Starting Latex for encapsulation are alkyd resins, > block and graft copolymers; e.g. styrene/butadiene graft and block copolymers; epoxy resins, e.g. the reaction products of epichlorohydrin and bisphenol-A; and thermosetting vinyl ester resins; e.g. the reaction products of approximately equimolar amounts of a polyepoxide and an unsaturated mbnocarboxylic acid, e.g. acrylic acid and methacrylic acid or unsaturated fatty acids, e.g. oleic acid.

Fremgangsmåte for fremstilling av de ovenfor beskrevne polymerer og fremgangsmåter for omdannelse av polymerene til latekser er velkjente og ikke del av denne oppfinnelse. Processes for producing the above-described polymers and methods for converting the polymers into latexes are well known and do not form part of this invention.

Ved én metode for oppnåelse av en lateks som er egnet for påfølgende reaksjon ifølge fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, innkapsles partiklene i en utgangslateks med et tynt sjikt av en kopolymer av en etylenisk umettet aktivert-halogen-monomer enten ved tilsetning av aktivert-halogen-monomeren eller en blanding av slike monomerer til reaksjonsblandingen av utgangslateksen før alle monomerer omdannes til polymer eller ved tilsetning av aktivert-halogen-monomeren sammen med en eller flere hydrofobe monomerer til utgangslateksen som inneholder praktisk talt ingen restmonomerer, og initiering og fortsettelse av polymerisasjonen av de således tilsatte monomerer for i alt vesentlig fullførelse av omdannelsen. Andre latekser som er egnet for reaksjonen ifølge metoden i henhold til oppfinnelsen, kan oppnås ved direkte emulsjonspdlymerisasjon av en etylenisk umettet, aktivert-halogen-monomer og en etylenisk umettet, ikke-ionisk monomer som er blottet for et aktivert-halogen. Latekser som inneholder partikler av kopolymer som har aktivert-halogener ensartet eller vilkårlig fordelt i partiklene, oppnås derved. In one method of obtaining a latex suitable for subsequent reaction according to the method according to the present invention, the particles of a starting latex are encapsulated with a thin layer of a copolymer of an ethylenically unsaturated activated-halogen monomer either by the addition of activated-halogen -monomer or a mixture of such monomers to the reaction mixture of the starting latex before all monomers are converted to polymer or by adding the activated-halogen monomer together with one or more hydrophobic monomers to the starting latex containing practically no residual monomers, and initiating and continuing the polymerization of the monomers thus added for substantially completing the conversion. Other latexes suitable for the reaction according to the method according to the invention can be obtained by direct emulsion pdlymerization of an ethylenically unsaturated, activated-halogen monomer and an ethylenically unsaturated, non-ionic monomer devoid of an activated halogen. Latexes containing particles of copolymer having activated halogens uniformly or arbitrarily distributed in the particles are thereby obtained.

Aktivert-halogen-monomerene for hver latekstype bør være tilstrekkelig aktivert til å reagere i en rimelig hastighet etter polymerisasjon med etterpå tilsatte nukleofile midler, men bør være så reaktive at de hydrolyseres lett i et vandig medium. Slike egnede monomerer er representert ved etylenisk umettet benzylklorid- eller -bromidmonomerer, etylenisk umettede alifatiske bromidmonomerer og etylenisk umettede alifatiske jodid-monomerer. Spesifikke foretrukne aktivert-halogen-monomerer ef representert ved vinylbenzylklorid, vinylbenzylbromid, 2-klormetylbutadien, vinylbromid og brom-alkylakrylat eller bromalkyl-metakrylat, spesielt 2 brometylakrylat eller 2-brometylmetakrylat. The activated halogen monomers for each latex type should be sufficiently activated to react at a reasonable rate after polymerization with subsequently added nucleophilic agents, but should be so reactive that they are readily hydrolyzed in an aqueous medium. Such suitable monomers are represented by ethylenically unsaturated benzyl chloride or bromide monomers, ethylenically unsaturated aliphatic bromide monomers and ethylenically unsaturated aliphatic iodide monomers. Specific preferred activated halogen monomers ef represented by vinylbenzyl chloride, vinylbenzyl bromide, 2-chloromethylbutadiene, vinyl bromide and bromoalkyl acrylate or bromoalkyl methacrylate, especially 2 bromomethyl acrylate or 2-bromomethyl methacrylate.

Aktivert-halogen-monomerene er oljeløselige, lette å polymerisere i emulsjon, inhiberer ikke friradikalpolymerisasjon og diffunderer i tilfredsstillende hastighet gjennom det vandige medium av en lateks til latekspartikkelsen. The activated halogen monomers are oil soluble, easy to polymerize in emulsion, do not inhibit free radical polymerization, and diffuse at a satisfactory rate through the aqueous medium of a latex to the latex particle.

Den hydrofobe, etylenisk umettede monomer som kan kopolymeriseres med aktivert-halogen-monomeren kan utvelges blant det kjente store utvalg av ikke-ioniske, etylenisk umettede monomerer som er polymeriserbare i vandig emulsjon, for dannelse av en vann-uløselig polymer. Disse monomerer er velkjente på området og er derfor illustrert nedenunder bare ved representative eksempler. De ikke-ioniske etylenisk umettede monomerer er representert ved, men ikke begrenset til, hydrokarbon-monomerer, f.eks. styrenforbindeIsene, f.eks. styren, a-metylstyren, ar-metylstyren, ar-etylstyren, a,ar-dimetylstyren, ar-metylstyren, ar-etylstyren, a,ar-dimetylstyren, ar,ar-dimetylstyren og t-butylstyren; de konjugerte diener, f.eks. butadien og isopren; hydrokarbonmonomerene som er modifisert slik at de har ikke-ioniske substituenter, f.eks. hydroksystyren, metoksystyren og cyanostyren; de umettede alkoholestere, f.eks. vinylacetat og vinylpropionat; de umettede ketoner, f.eks. vinylmetylketon og metylisopropylketon; de umettede etere, f.eks. vinyletyleter og vinylraetyleter; og de ikke-ioniske derivater av etylenisk umettede karboksylsyrer, f.eks. akrylsyreestere, f.eks. metyl-akrylat, etylakrylat, butylakrylat, heksylakrylat, 2-etylheksyl-akrylat og laurylakrylat; metakrylsyreestere, f.eks. metyl-akrylat, etylmetakrylat; maleinsyreesterne, f.eks. dimetylmaleat, dietylmaleat og dibutylmaleat; fumarsyreesterne, f.eks. dimetyl-fumarat, dietylfumarat og dibutylfumarat, og itakonsyreesterne, f.eks. dimetylitakonat, dietylitakonat og dibutylitakonat; og nitrilene, f.eks. akrylnitril og metakrylnitril. Selv om de ikke er i den foretrukne klasse, kan. ikke-ioniske monomerer som inneholder halogener som ikke er aktivert, anvendes, f.eks. monoklorstyren, diklorstyren, vinylfluorid og kloropren. Også ikke-ioniske monomerer som danner vannløselige homopolymerer, f.eks. akrylamid, metakrylamid, hydroksyakrylakrylat og hydroksy-etylmetakrylat, kan blandes med en hydrofob monomer i små mengder opp til ca. 10%, basert på mengden av hydrofob monomer. The hydrophobic ethylenically unsaturated monomer that can be copolymerized with the activated halogen monomer can be selected from the known wide variety of nonionic ethylenically unsaturated monomers that are polymerizable in aqueous emulsion to form a water-insoluble polymer. These monomers are well known in the art and are therefore illustrated below only by way of representative examples. The non-ionic ethylenically unsaturated monomers are represented by, but not limited to, hydrocarbon monomers, e.g. styrenic compounds, e.g. styrene, a-methylstyrene, ar-methylstyrene, ar-ethylstyrene, a,ar-dimethylstyrene, ar-methylstyrene, ar-ethylstyrene, a,ar-dimethylstyrene, ar,ar-dimethylstyrene and t-butylstyrene; the conjugated dienes, e.g. butadiene and isoprene; the hydrocarbon monomers which have been modified to have non-ionic substituents, e.g. hydroxystyrene, methoxystyrene and cyanostyrene; the unsaturated alcohol esters, e.g. vinyl acetate and vinyl propionate; the unsaturated ketones, e.g. vinyl methyl ketone and methyl isopropyl ketone; the unsaturated ethers, e.g. vinyl ethyl ether and vinyl raethyl ether; and the non-ionic derivatives of ethylenically unsaturated carboxylic acids, e.g. acrylic acid esters, e.g. methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and lauryl acrylate; methacrylic acid esters, e.g. methyl acrylate, ethyl methacrylate; the maleic acid esters, e.g. dimethyl maleate, diethyl maleate and dibutyl maleate; the fumaric acid esters, e.g. dimethyl fumarate, diethyl fumarate and dibutyl fumarate, and the itaconic acid esters, e.g. dimethyl itaconate, diethyl itaconate and dibutyl itaconate; and the nitriles, e.g. acrylonitrile and methacrylonitrile. Even if they are not in the preferred class, they can. non-ionic monomers containing halogens which are not activated are used, e.g. monochlorostyrene, dichlorostyrene, vinyl fluoride and chloroprene. Also non-ionic monomers that form water-soluble homopolymers, e.g. acrylamide, methacrylamide, hydroxyacrylate and hydroxyethyl methacrylate, can be mixed with a hydrophobic monomer in small amounts up to approx. 10%, based on the amount of hydrophobic monomer.

Med uttrykket "pH-uavhengige grupper", anvendt på ioniske grupper, menes at gruppene er overveiende i ionisert form over et visst pH-område, f.eks. 2-12. With the expression "pH-independent groups", applied to ionic groups, it is meant that the groups are predominantly in ionized form over a certain pH range, e.g. 2-12.

Med uttrykket "ikke-ionisk", anvendt på monomerene With the term "non-ionic", applied to the monomers

i denne beskrivelse, menes at monomerene ikke er ioniske i og for seg eller ikke blir ioniske ved en enkel skifting av pH-verdien. Til illustrasjon: Mens en monomer som inneholder en amingruppe er ikkei-ionisk ved høy pH-verdi, reduseres tilset-ningen av en vannløselig syre pH-verdien og danner et vannløse-lig salt; derfor er en slik monomer ikke inkludert. in this description, it is meant that the monomers are not ionic in and of themselves or do not become ionic by a simple change of the pH value. To illustrate: While a monomer containing an amine group is non-ionic at high pH, the addition of a water-soluble acid lowers the pH and forms a water-soluble salt; therefore, such a monomer is not included.

Ved utførelse av polymerisasjonen av den aktivert-halogenholdige monomer med de utførelsesformer hvor det ønskes å ikke ha aktivert-halogener i det indre av partikkelen, må forholdet mellom monomer og total polymer i lateksen holdes lavt ved et hvert gitt tidspunkt under prosessen, slik at man unngår særlig svelling av de eksisterende latekspartikler. Med for meget svelling, dvs. for meget monomer oppløst i polymeren, kan det inntreffe en viss polymerisasjon i partikkelens indre. When carrying out the polymerization of the activated halogen-containing monomer with the embodiments where it is desired not to have activated halogens in the interior of the particle, the ratio between monomer and total polymer in the latex must be kept low at any given time during the process, so that particularly avoids swelling of the existing latex particles. With too much swelling, i.e. too much monomer dissolved in the polymer, some polymerization can occur in the interior of the particle.

Hvis dette inntreffer, begraves de reaktive halogener i partikkelen. Aktivert-halogen-monomeren tilsettes til utgangslateksen i løpet av et kort tidsrom eller tilsettes som et "skudd" i én eller flere porsjoner. Eventuelt, men fortrinnsvis, tilsettes også en hydrofob monomer som er blottet for et aktivert-halogen eller en blanding av slike monomerer, vanligvis i blanding med aktivert-halogen-monomeren. Polymerisasjonen utføres fordelaktig ved så lav temperatur som det er mulig for tilveiebringelse av en praktisk polymerisasjonshastighet, slik at man unngår hydrolyse av aktivert-halogen-monomeren. Slike temperaturer If this occurs, the reactive halogens are buried in the particle. The activated halogen monomer is added to the starting latex over a short period of time or added as a "shot" in one or more portions. Optionally, but preferably, a hydrophobic monomer which is devoid of an activated halogen or a mixture of such monomers is also added, usually in admixture with the activated halogen monomer. The polymerization is advantageously carried out at as low a temperature as possible to provide a practical rate of polymerization, so as to avoid hydrolysis of the activated halogen monomer. Such temperatures

o o o varierer fra ca. 0 C til ca. 80 c, fortrinnsvis fra ca. 50 C til: ca. 70°C. Med mindre utgangslateksen fremstilles in situ, tilsettes et initiatorsystem (katalysator) for å aktivere latekspartikkeloverflaten, dvs. sette opp en stabil tilstandskonsentra-sjon av friradikaler. Fortsatt tilsetning av initiatorsystemet etter tilsetning av monomerer kan utføres, om så ønskes - spesielt når det anvendes et redoks-system. Polymerisasjonsreaksjonen fortsettes til monomerene er praktisk talt fullstendig kopolymerisert. o o o varies from approx. 0 C to approx. 80 c, preferably from approx. 50 C to: approx. 70°C. Unless the starting latex is produced in situ, an initiator system (catalyst) is added to activate the latex particle surface, i.e. set up a steady state concentration of free radicals. Continued addition of the initiator system after addition of monomers can be carried out, if desired - especially when a redox system is used. The polymerization reaction is continued until the monomers are practically completely copolymerized.

Det produkt som oppnås ved den ovenfor beskrevne metode, er en lateks hvor de kolloidalt dispergerte polymerpartikler, som har en partikkelstørrelse på fra ca. 500 til ca. 10.000 Å, består av utgangslatekspartiklene innkapslet med et bundet sjikt som har en tykkelse av fra et monomoiekylært sjikt av kopolymeren til ca. 100 Å, idet sjiktet består av en funksjo-nell polymer med aktivert-halogengrupper på den ytre overflate. The product obtained by the method described above is a latex in which the colloidally dispersed polymer particles, which have a particle size of from approx. 500 to approx. 10,000 Å, consists of the starting latex particles encapsulated with a bound layer having a thickness of from a monomolecular layer of the copolymer to approx. 100 Å, as the layer consists of a functional polymer with activated halogen groups on the outer surface.

Mengden av aktivert-halogen-monomer kopolymerisert The amount of activated-halogen monomer copolymerized

i innkapslingssjiktet i strukturpartikkel-lateksen varierer fra ca. 0,01 til ca. 1,4 m-ekv., fortrinnsvis fra ca. 0,04 til ca. in the encapsulation layer in the structural particle latex varies from approx. 0.01 to approx. 1.4 m-equivalent, preferably from approx. 0.04 to approx.

0,5 m-ekv., pr. gram total polymer i lateksen. Imidlertid må 0.5 m-equivalent, per grams of total polymer in the latex. However, must

det være en tilstrekkelig mengde av den hydrofobe monomer som er kopolymerisert med aktivert-halogen-monomeren slik at det for hvert gram polymer i innkapslingssjiktet, dvs. kappen, ikke er mer enn 3,0 m-ekv. av den kopolymeriserte aktivert-halogen-monomer. Andelen av aktivert-halogen-monomer er omvendt avhengig av par-tikkelstørrelsen til lateksen som innkapsles og også omvendt avhengig av det molekylære tverrsnittsareal for aktivert-halogen-monomeren. Derfor ville man ikke anvende minstemengden av aktivert-halogen-monomer med en utgangslateks med den minste par-tikkelstørrelse. there be a sufficient amount of the hydrophobic monomer that is copolymerized with the activated halogen monomer so that for each gram of polymer in the encapsulation layer, i.e. the shell, there is no more than 3.0 m-eq. of the copolymerized activated-halogen monomer. The proportion of activated halogen monomer is inversely dependent on the particle size of the latex being encapsulated and also inversely dependent on the molecular cross-sectional area of the activated halogen monomer. Therefore, one would not use the minimum amount of activated halogen monomer with a starting latex of the smallest particle size.

De initiatorer som anvendes ved polymeriseringen av aktivert-halogen-monomerene er av den type som produserer friradikaler og er passende per-oksygenforbindelser, f.eks.: de uorganiske peroksydér, f.eks. hydrogenperoksyd; de organiske hydroperoksyder, f.eks. kumenhydroperoksyd og t-butylhydroperoksyd; de organiske peroksydér, f.eks. benzoylperoksyd, acetyl-peroksyd, lauroylperoksyd, pereddiksyre og perbenzoesyre - av og til aktivert av vannløselige reduksjonsmidler, f.eks. en ferrio-forbindelse, natriumbisulfitt eller hydroksylamin-hydroklorid - The initiators used in the polymerization of the activated halogen monomers are of the type that produce free radicals and are suitable peroxygen compounds, e.g.: the inorganic peroxides, e.g. hydrogen peroxide; the organic hydroperoxides, e.g. cumene hydroperoxide and t-butyl hydroperoxide; the organic peroxides, e.g. benzoyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid and perbenzoic acid - occasionally activated by water-soluble reducing agents, e.g. a ferrio compound, sodium bisulphite or hydroxylamine hydrochloride -

og andre friradikalproduserende materialer, f.eks. 2,2'-azobisisobutyronitril. and other free radical-producing materials, e.g. 2,2'-azobisisobutyronitrile.

De organiske hydroperoksyder og 2,2'-azobis-isobutyro-nitril foretrekkes. The organic hydroperoxides and 2,2'-azobis-isobutyronitrile are preferred.

De overflateaktive midler som.anvendes enten i utgangslateksen eller som tilsetningsmidler for ytterligere stabilisering av lateksproduktene, er kationiske overflateaktive midler eller ikke-ioniske overflateaktive midler eller blandinger derav. The surface-active agents which are used either in the starting latex or as additives for further stabilization of the latex products are cationic surface-active agents or non-ionic surface-active agents or mixtures thereof.

De kationiske overflateaktive midler inkluderer klassene av salter av alifatiske aminer, spesielt fettaminene, kvaternære ammoniumsalter og hydrater, fettamider som stammer fra disubstituerte diaminer, fettkjedederivater av pyrridinium-forbindelser, etylenoksyd-kondensasjonsprodukter av.fettaminer, sulfoniumforbindelser, isotiouroniumforbindelser og fosfonium-forbindelser. Spesifikke eksempler på de kationiske overflateaktive midler er dodecylaminacetat, dodecylaminhydroklorid, tetradecylaminhydroklorid, heksadecylaminacetat, aluryldimetyl-amincitrat, oktadecylaminsulfat, dodecylaminlaktat, cetyltri-metylammoniumbromid, cetylpyridiniumklorid, et etanolert alkyl-guanidinaminkompléks, stearyldimetylbenzylammoniumklorid, cetyl-dimetylaminoksyd, cetyldimetylbenzylammoniumklorid, tetradecyl-pyridiniumbromid, diisobutylfenoksyetoksyetyldimetylbenzyl-ammoniumklorid, l-(2-hydroksyetyl)-2-blandet pentadecyl og heptadecyl)-2-imidazolin, harpiks-aminetoksylat, oleylimidazolin, oktadecyletylmetylsulfonium-metylsulfat, dodecyl-bis-if-hydroksy-etylsulfoniumacetat, dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid, dode-cylbenzyltrimetylfosfoniumklorid, S-p-dodecylbenzyl-N,N,N',N'-tetrametylisotiouroniumklorid o.l. The cationic surfactants include the classes of salts of aliphatic amines, particularly the fatty amines, quaternary ammonium salts and hydrates, fatty amides derived from disubstituted diamines, fatty chain derivatives of pyrridinium compounds, ethylene oxide condensation products of fatty amines, sulfonium compounds, isothiouronium compounds and phosphonium compounds. Specific examples of the cationic surfactants are dodecylamine acetate, dodecylamine hydrochloride, tetradecylamine hydrochloride, hexadecylamine acetate, aluryldimethylamine citrate, octadecylamine sulfate, dodecylamine lactate, cetyltrimethylammonium bromide, cetylpyridinium chloride, an ethanolated alkylguanidinamine complex, stearyldimethylbenzylammonium chloride, cetyldimethylamine oxide, cetyldimethylbenzylammoniumpyridinonium chloride, tetradecylphenoxybenzylethylbromide, diisobutyl diisobutylamine ammonium chloride, l-(2-hydroxyethyl)-2-mixed pentadecyl and heptadecyl)-2-imidazoline, resin amine ethoxylate, oleylimidazoline, octadecylethylmethylsulfonium methylsulfate, dodecyl bis-if-hydroxyethylsulfonium acetate, dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride, dodecylbenzyltrimethylphosphonium chloride, S-p- dodecylbenzyl-N,N,N',N'-tetramethylisothiouronium chloride and the like.

Typiske ikke-ioniske emulgatorer (overflateaktive midler) er forbindelser dannet ved omsetning av et alkylenoksyd, f.eks. etylenoksyd, propylenoksyd eller butylenoksyd med langkjedede fettalkoholer, langkjedede fettsyrer, alkylerte fenoler, langkjedede alkylmerkaptaner, langkjedede alkyl-primær-aminer, f.eks. cetylamin, idet alkylenoksydene er omsatt i et forhold av f.eks. 5 mol til. 20 mol eller høyere, f.eks. opp til 50 mol pr. mol ko-reaktant. Lignende effektive forbindelser er mono-estere, f.eks. reaksjonsproduktene av en polyetylenglykol med en langkjedet fettsyre, f.eks. glycerolmonostearat, sorbitantrioleat, og partielle og fullstendige estere av langkjedede karboksylsyrer med polyglykolestere av flerverdige alkoholer. Med "langkjedet" menes i ovenstående beskrivelse vanligvis en alifatisk gruppe med fra 6 karbonatomer til 20 eller mer. Typical non-ionic emulsifiers (surfactants) are compounds formed by reaction of an alkylene oxide, e.g. ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide with long-chain fatty alcohols, long-chain fatty acids, alkylated phenols, long-chain alkyl mercaptans, long-chain alkyl primary amines, e.g. cetylamine, the alkylene oxides being reacted in a ratio of e.g. 5 more moles. 20 mol or higher, e.g. up to 50 mol per moles of co-reactant. Similar effective compounds are mono-esters, e.g. the reaction products of a polyethylene glycol with a long-chain fatty acid, e.g. glycerol monostearate, sorbitan trioleate, and partial and complete esters of long-chain carboxylic acids with polyglycol esters of polyhydric alcohols. By "long chain" in the above description is usually meant an aliphatic group with from 6 carbon atoms to 20 or more.

De foretrukne overflateaktive midler er overflateaktive midler som har pH-uavhengige kationiske grupper, og spesielt foretrukket er de fugitive overflateaktive midler, f.eks. kationiske overflateaktive midler hvor den kationiske gruppe er sulfonium, sulfoksonium, isotiouronium eller en reduserbar kva-ternær nitrogengruppe, f.eks. pyridinium, isokinolinium og kino-linium. The preferred surfactants are surfactants which have pH-independent cationic groups, and particularly preferred are the fugitive surfactants, e.g. cationic surfactants where the cationic group is sulfonium, sulfoxonium, isothiouronium or a reducible quaternary nitrogen group, e.g. pyridinium, isoquinolinium and kino-linium.

Lateksen i henhold til ovenstående beskrivelse, som inneholder partikler av utgangslateksen innkapslet med et relativt tynt belegg av en kopolymer av aktiv-»halogen-monomeren med en hydrofob etylenisk umettet monomer, kan deretter omsettes med en ikke-ionisk, vannstabil nukleofil forbindelse med lav molekylvekt, som kan difundere gjennom en vandig fase, for dannelse av partikler av polymer med pH-uavhengige kationiske grupper, dvs. oniumioner, kjemisk knyttet til partikkeloverflaten. Ordinært er partiklene tilnærmet sfæriske. The latex according to the above description, which contains particles of the starting latex encapsulated with a relatively thin coating of a copolymer of the active "halogen" monomer with a hydrophobic ethylenically unsaturated monomer, can then be reacted with a nonionic, water-stable low molecular weight nucleophilic compound , which can diffuse through an aqueous phase, to form particles of polymer with pH-independent cationic groups, i.e. onium ions, chemically linked to the particle surface. Ordinarily, the particles are approximately spherical.

Alternativt kan en lateks av en kopolymer som har aktivert-halogener ensartet eller vilkårlig anbragt i polymerpartiklene som utgjør lateksen, omsettes med en ikke-ionisk nukleofil for fremstilling av en kationisk strukturpartikkel-lateks, forutsatt at sammensetninger og betingelser velges slik at bare aktiv-halogenene ved eller nær overflaten av partikkelen reagerer med nukleofilen. Mengden av aktivert-halogen i slike kopolymerer bør. ikke overstige ca. 3,0 m-ekv./g.. Siden reak-sjonshastigheten for aktivert-halogenene ved eller nær overflaten av partikkelen i. slike kopolymerer er betydelig større enn for halogener i det indre av partikkelen, vil kinetiske data vise når det tynne, sjikt nær overflaten har reagert. Med kopolymerer som har større mengder av aktivert-halogen-monomer polymerisert i partikkelen,, inntreffer svelling av partikkelen etter hvert som nukleofilen reagerer, ytterligere reaksjon innen partikkelen kan inntreffe kanske lett, styring av reaksjonen for oppnåelse av en strukturert partikkel er vanskelig, og-de samme fordelaktige resultater oppnås ikke. Alternatively, a latex of a copolymer having activated halogens uniformly or randomly placed in the polymer particles constituting the latex may be reacted with a nonionic nucleophile to produce a cationic structural particle latex, provided that compositions and conditions are chosen so that only the activated halogens at or near the surface of the particle reacts with the nucleophile. The amount of activated halogen in such copolymers should. do not exceed approx. 3.0 m-equiv./g.. Since the reaction rate for the activated halogens at or near the surface of the particle in such copolymers is significantly greater than for halogens in the interior of the particle, kinetic data will show when the thin layer near the surface has reacted. With copolymers having larger amounts of activated halogen monomer polymerized in the particle, swelling of the particle occurs as the nucleophile reacts, further reaction within the particle may occur easily, control of the reaction to obtain a structured particle is difficult, and- the same beneficial results are not achieved.

For hvert, aktivt halogen som omsettes med en ikke-ionisk nukleofil, produseres én ladning som er bundet til polymeren og ett halogenidion frigjøres. I reaksjonen mellom en nukleofil og et aktivert-halogen, strukturpartikkel-lateks eller med en lateks som har aktivert-halogener fordelt gjennom lateks-partikkelen, mengden av halogen som omsettes slik at det tilveiebringes fra ca. 0,01 til ca. 0,5 m-ekv. av ladning pr. gram polymer. Fortrinnsvis er området fra ca. 0,04 til ca. 0,35 m-ekv. ladning pr. gram polymer. Imidlertid er mengden av bundet ladning i det tynne, omsatte sjikt nær overflaten av partikkelen, For each active halogen that reacts with a nonionic nucleophile, one charge is produced that is bound to the polymer and one halide ion is released. In the reaction between a nucleophile and an activated halogen, structural particle latex or with a latex having activated halogens distributed throughout the latex particle, the amount of halogen reacted so that it is provided from approx. 0.01 to approx. 0.5 m-equiv. of charge per grams of polymer. Preferably, the area is from approx. 0.04 to approx. 0.35 m-equiv. charge per grams of polymer. However, the amount of bound charge in the thin, reacted layer near the surface of the particle,

fra ca. 0,4 til ca. 2,5 m-ekv. for hvert gram polymer i sjiktet. from approx. 0.4 to approx. 2.5 m-equiv. for each gram of polymer in the layer.

De nukleofile forbindelser som er anvendelige ved oppfinnelsens utførelse, er ikke-ioniske, karbonholdige nukleofiler som er stabile i og kan difundere gjennom vandige media som har et heteroatom som sentrum for nukleofilisiteten.hvor alle kovalente bindinger i heteroatornet er til et karbonatom. The nucleophilic compounds which are applicable in the execution of the invention are non-ionic, carbon-containing nucleophiles which are stable in and can diffuse through aqueous media which have a heteroatom as the center of the nucleophilicity, where all covalent bonds in the heteroatom are to a carbon atom.

De nukleofile forbindelser som anvendes med fordel ved utførelsen av oppfinnelsen, er representert ved følgende klasser av forbindelser, av og til kalt . Lewis- baser: The nucleophilic compounds which are advantageously used in the practice of the invention are represented by the following classes of compounds, sometimes called . Lewis bases:

(a) enbasiske aromatiske nitrogenforbindelser (b) tetra(lavere alkyl)tiourinstoff-forbindelser (c) R1~S-R2 hvor R 1 og R2 individuelt er lavere alkyl, hydroksy-lavere alkyl eller hvor R^ og R2 er kombinert som ett alkylenradikal med 3-5 karbonatomer (d) hvor R2 og R^ individuelt er lavere alkyl eller hydroksy-lavere alkyl, eller er kombinert som ett alkylenradikal med 3-5 karbonatomer, og R^ er lavere alkyl, aralkyl eller aryl unntagen når R2 og R^ sammen er et alkylenradikal, da R^ er lavere alkyl eller hydroksy-lavere alkyl, og (e) (a) monobasic aromatic nitrogen compounds (b) tetra(lower alkyl)thiourea compounds (c) R1~S-R2 where R 1 and R 2 are individually lower alkyl, hydroxy-lower alkyl or where R 1 and R 2 are combined as one alkylene radical with 3-5 carbon atoms (d) where R2 and R^ are individually lower alkyl or hydroxy-lower alkyl, or are combined as one alkylene radical with 3-5 carbon atoms, and R^ is lower alkyl, aralkyl or aryl except when R2 and R^ together are an alkylene radical, as R ^ is lower alkyl or hydroxy-lower alkyl, and (e)

hvor R^, R2 og R3 individuelt er lavere alkyl, hydroksy-lavere alkyl eller aryl. wherein R 1 , R 2 and R 3 are individually lower alkyl, hydroxy-lower alkyl or aryl.

I denne beskrivelse betyr betegnelsen lavere alkyl et alkyl med 1-4 karbonatomer, f.eks. metyl, etyl, propyl, iso-propyl, n-butyl og isobutyl. In this description, the term lower alkyl means an alkyl with 1-4 carbon atoms, e.g. methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl and isobutyl.

Representative spesifikke nukleofile forbindelser er pyridin, kinolin, isokinolin, tetrametyltiourinstoff, tetraetyl-tiourinstoff, hdyroksyetylmetylsulfid, hydroksyetyletylsulfid, dimetylsulfid, dietylsulfid, metyl-n-propylsulfid, metylbutyl-sulfid, dibutylsulfid, dihydroksyetylsulfid, bis-hydroksybutyl-sulfid, trimetylensulfid, tiacykloheksan, tetrahydrotiofen, N-metylpiperidin, N-etylpyrrolidin, N-hydroksyetylpyrrolidin, trimetylfosfin, trietylfosfine, tri-n-butylfosfine, trifenyl-fosfine, trimetylamin, trietylamin, tri-n-propylamin, tri-isobutylamin, hydroksyetyldimetylamin, butyldimetylamin, tri-hydroksyetylamin, trifenylfosfor og N,N,N-dimetylfenetylamid. Representative specific nucleophilic compounds are pyridine, quinoline, isoquinoline, tetramethylthiourea, tetraethylthiourea, hdyroxyethylmethylsulfide, hydroxyethylethylsulfide, dimethylsulfide, diethylsulfide, methyl-n-propylsulfide, methylbutylsulfide, dibutylsulfide, dihydroxyethylsulfide, bis-hydroxybutylsulfide, trimethylenesulfide, thiacyclohexane, tetrahydrothiophene , N-methylpiperidine, N-ethylpyrrolidine, N-hydroxyethylpyrrolidine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenyl-phosphine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-isobutylamine, hydroxyethyldimethylamine, butyldimethylamine, tri-hydroxyethylamine, triphenylphosphorus and N,N,N-dimethylphenethylamide.

Ved utførelse av reaksjonen mellom den nukleofile forbindelse og partiklene av lateks som har aktiverte halogener kjemisk bundet til dennes overflate, røres lateksen forsiktig mens den nukleofile forbindelse tilsettes, som forbindelsen som sådan eller i form av en løsning. Forsiktig røring kan fortsettes under hele den følgende reaksjon, eller røringen kan eventuelt stoppes etter dispergering av forbindelsen i lateksen. Reaksjonen utføres gjerne ved omgivelsestemperatur selv om temperaturer fra ca. 0 til ca. 80°C kan anvendes. Reaksjonen inntreffer spontant ved en hastighet som avhenger av reaktiviteten av det aktiverte halogen og av nukleofilen. Det foretrekkes å utføre reaksjonen inntil en overveiende andel av den kolloidale stabilitet for produktet er tilveiebragt av de resulterende kjemisk bundne kationiske grupper. Vanligvis kreves det ikke noen katalysator-, selv om en liten mengde av jodidion med de mindre reaktive materialer kan anvendes for å lette reaksjonen. Når en ønsket grad. av reaksjon nås, fjernes eventuelt overskudd av nukleofil vanligvis ved standardmetoder, f.eks. dialyse, vakuum-avdrivning og dampdestillasjon. In carrying out the reaction between the nucleophilic compound and the particles of latex having activated halogens chemically bound to its surface, the latex is gently stirred while the nucleophilic compound is added, as the compound as such or in the form of a solution. Gentle stirring may be continued throughout the following reaction, or stirring may optionally be stopped after dispersion of the compound in the latex. The reaction is usually carried out at ambient temperature, although temperatures from approx. 0 to approx. 80°C can be used. The reaction occurs spontaneously at a rate that depends on the reactivity of the activated halogen and of the nucleophile. It is preferred to carry out the reaction until a predominant proportion of the colloidal stability of the product is provided by the resulting chemically bonded cationic groups. Usually no catalyst is required, although a small amount of iodide ion with the less reactive materials may be used to facilitate the reaction. When a desired degree. of reaction is reached, any excess nucleophile is usually removed by standard methods, e.g. dialysis, vacuum stripping and steam distillation.

Andre pH-uavhengige kationiske grupper kan substitu-eres for kationiske grupper som er kjemisk bundet til latekspartiklene i henhold til ovenstående beskrivelse ved utførelse av en videre reaksjon med slike kationiske grupper. Eksempelvis kan en kationisk strukturert partikkel-lateks som har sulfoniumgrupper kjemisk bundet til de strukturerte partikler ved eller nær partikkeloverflaten, omsettes med hydrogenperoksyd ved en temperatur på fra ca. 20'til ca. 80°c, fortrinnsvis ved omgivelsestemperatur, i tilstrekkelig tidsrom til å oksydere en del av eller alle sulfoniumgrupper til sulfoksoniumgrupper. En slik behandling reduserer også lukten av lateksen. For de beste resultater ved en slik oksydasjonsreaksjon anvendes hydrogenper-oksydet i overskudd, f.eks. fra 2 til 10 mol hydrogenperoksyd for hvert mol sulfoniumgrupper. Other pH-independent cationic groups can be substituted for cationic groups which are chemically bound to the latex particles according to the above description by carrying out a further reaction with such cationic groups. For example, a cationic structured particle latex that has sulfonium groups chemically bound to the structured particles at or near the particle surface can be reacted with hydrogen peroxide at a temperature of from approx. 20' to approx. 80°c, preferably at ambient temperature, for a sufficient period of time to oxidize part or all of the sulfonium groups to sulfoxonium groups. Such treatment also reduces the smell of the latex. For the best results with such an oxidation reaction, the hydrogen peroxide is used in excess, e.g. from 2 to 10 moles of hydrogen peroxide for each mole of sulfonium groups.

Når produktene skal anvendes for metallbelegning, foretrekkes det å omsette en aktivert-halogen-lateks som inneholder bare så meget aktivert-halogen som man ønsker omdannet til bundet ladning. Aktivert-halogenene omdannes så fullstendig til kationiske grupper, og det er intet bundet aktivert-halogen i produktet. When the products are to be used for metal coating, it is preferred to react with an activated halogen latex that contains only as much activated halogen as desired converted into bound charge. The activated halogens are then completely converted into cationic groups, and there is no bound activated halogen in the product.

De kationiske latekser i henhold til oppfinnelsen har betydelig forbedret kjemisk bg mekanisk stabilitet. For mange anvendelser har imidlertid, f.eks. ved belegning av hydrofobe underlag, latekser som er stabilisert av ladninger som er kjemisk bundet til partikkeloverflaten, for høy overflatespenning til å tilveiebringe god fukting av den hydrofobe overflate. I slike tilfeller er tilsetning til lateksen av små mengder, f.eks. fra ca. 0,01 til ca. 0,1 m-ekv./g polymer, av konvensjonelt kationisk eller ikke-ionisk overflateaktivt middel fordelaktig. The cationic latexes according to the invention have significantly improved chemical and mechanical stability. However, too many applications have, e.g. when coating hydrophobic substrates, latexes stabilized by charges chemically bound to the particle surface, too high a surface tension to provide good wetting of the hydrophobic surface. In such cases, addition to the latex of small amounts, e.g. from approx. 0.01 to approx. 0.1 m-eq./g polymer, of conventional cationic or non-ionic surfactant advantageously.

For andre formål er nærværet av selv små mengder av vannløselige overflateaktive midler skadelig. Lateksen i henhold til oppfinnelsen er svært fordelaktige for slike formål. ■ Siden en tilstrekkelig mengde av ladning er kjemisk bundet til partikkelover-f la ten for tilveiebringelse av kolloidal,; stabilitet, kan ut-tømmende dialyse eller ionéutbytting anvendes for fjerning av vannløselig materiale fra lateksen og erstatte mot-ioner, om ønskes, mens man bevarer kationisk funksjonalitet og kolloidal stabilitet for lateksen. For other purposes, the presence of even small amounts of water-soluble surfactants is harmful. The latexes according to the invention are very advantageous for such purposes. ■ Since a sufficient amount of charge is chemically bound to the particle surface to provide colloidal,; stability, exhaustive dialysis or ion exchange can be used to remove water-soluble material from the latex and replace counterions, if desired, while preserving cationic functionality and colloidal stability of the latex.

En enkel test er egnet for å skille ut lateksene med hensyn på skjærstabilitet: En dråpe lateks anbringes i hånd-flaten og gnis frem og tilbake med en finger. Når lateksen skjæres, tørker den gradvis ut og danner en film. Ustabile latekser koagulerer før tørking, vanligvis etter 1 til 3 gnidninger. Stabile latekser kan gnis mer enn 5 sykluser før de svikter. Latekser som tollererer 20 gnidninger, er meget stabile og kan A simple test is suitable for distinguishing the latexes with regard to shear stability: A drop of latex is placed in the palm of the hand and rubbed back and forth with a finger. When the latex is cut, it gradually dries out and forms a film. Unstable latexes coagulate before drying, usually after 1 to 3 rubs. Stable latexes can be rubbed more than 5 cycles before they fail. Latexes that tolerate 20 rubs are very stable and can

gnis til tørrhet før de stivner. rub to dryness before they harden.

Gnidningstesten samsvarer med en mer viderekommen The rub test corresponds to a more advanced one

test hvor en dråpe lateks skjæres i et konus- og plate-viskosi-meter ("Rotovisco" rotational viscometer). En meget stabil la- test where a drop of latex is cut in a cone and plate viscometer ("Rotovisco" rotational viscometer). A very stable la-

teks i henhold til gnidningstesten kan skjæres i mer enn 15 minutter ved 194 opm uten koagulering av lateksen. tex according to the rubbing test can be cut for more than 15 minutes at 194 rpm without coagulation of the latex.

Partiklene i lateksene i henhold til oppfinnelsen, The particles in the latexes according to the invention,

dvs. utgangslateksene og produktene, er generelt tilnærmet sfæriske av form og har en partikkelstørrelse (diameter) på fra ca. 500 til ca. 10.000 Å. i.e. the starting latexes and products, are generally approximately spherical in shape and have a particle size (diameter) of from approx. 500 to approx. 10,000 Å.

Følgende eksempler illustrerer måter som foreliggende oppfinnelse kan utøves på, men skal ikke tas som begrensning for oppfinnelsen. Alle deler og prosenter angir vekt med mindre annet uttrykkelig er angitt. Partikkelstørrelsene som er vist i eksemplene, er gjennomsnittlige partikkeldiametere oppnådd ved lysspredningsmålinger, med unntagelse av når annet er angitt. The following examples illustrate ways in which the present invention can be practiced, but should not be taken as limiting the invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise expressly stated. The particle sizes shown in the examples are average particle diameters obtained by light scattering measurements, except when otherwise indicated.

Eksempel i Example i

Det fremstilles en termoplastisk akryl-lateks på følgende måte: En monomerblanding fremstilles av 1.072 gram etylakrylat og 528 gram metyl-metakrylat, og til denne blanding tilsettes 24 gram dodekanetiol og 5 gram av en 82,7% løsning av t-butylhydroperoksyd for dannelse av en monomer mateløsning. A thermoplastic acrylic latex is prepared in the following way: A monomer mixture is prepared from 1,072 grams of ethyl acrylate and 528 grams of methyl methacrylate, and to this mixture are added 24 grams of dodecanethiol and 5 grams of an 82.7% solution of t-butyl hydroperoxide to form a monomer feed solution.

En kimlateks fremstilles av 750 gram av en løsning av overflateaktivt middel, fremstilt på forhånd ved røring av 710 gram vann og 40,0 gram av en 25% aktiv løsning av dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid i-2 timer under en nitrogenstrøm til hvilken er tilsatt 2 5 gram av monomermateløsningen, fulgt av en kontinuerlig tilsatt reduserende strøm pumpet i ca. 2.timer ved en hastighet av 7,6 7 gram pr. time, idet strømmen er en porsjon av en løsning A germ latex is prepared from 750 grams of a solution of surfactant, prepared in advance by stirring 710 grams of water and 40.0 grams of a 25% active solution of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride for 2 hours under a stream of nitrogen to which is added 25 grams of the monomer feed solution, followed by a continuously added reducing stream pumped for approx. 2 hours at a rate of 7.6 7 grams per hour, the stream being a portion of a solution

-som er fremstilt på forhånd av 9 gram hydroksylamin-hydroklorid fortynnet til 500 gram med avionisert vann. Til kimlateksen tilsettes monomermateløsning i en hastighet av 55 grampr. time under fortsettelse av.en- reduserende strøm av samme hastighet av tilsetning og sammensetning som i kimlateksen og under, samtidig innpumping i reaksjonsblandingen, en hastighet av 20 gram pr. time, av en løsning av overflateaktivt middel på forhånd fremstilt av 400 gram avionisert vann og 100 gram av en 25% aktiv løsning av dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid. Etter 20 timer er omdannelsen ca. 85%, de kontinuerlige tilsetninger stanses, 15 gram vinylbenzylklorid tilsettes og reaksjonen tillates å fortsette i ytterligere 2 timer. Temperaturen holdes ved 50°C under reaksjonen. Det oppnås derved en lateks (C-l) med et faststoff innhold på 47,6%, en pH-verdi på 2,8, en partikkelstørrelse på 1.250 Å, og som inneholder en polymer med en molekylvekt på 74.000 med et kloridioninnhold på 0,113 m-ekv. pr. gram polymer. -which is prepared in advance from 9 grams of hydroxylamine hydrochloride diluted to 500 grams with deionized water. Monomer feed solution is added to the germ latex at a rate of 55 grams per hour during the continuation of a reducing flow of the same rate of addition and composition as in the germ latex and during, simultaneous pumping into the reaction mixture, a rate of 20 grams per hour, of a solution of surfactant previously prepared from 400 grams of deionized water and 100 grams of a 25% active solution of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride. After 20 hours, the conversion is approx. 85%, the continuous additions are stopped, 15 grams of vinyl benzyl chloride are added and the reaction is allowed to continue for another 2 hours. The temperature is maintained at 50°C during the reaction. A latex (C-1) is thereby obtained with a solids content of 47.6%, a pH value of 2.8, a particle size of 1,250 Å, and which contains a polymer with a molecular weight of 74,000 with a chloride ion content of 0.113 m- equiv. per grams of polymer.

En porsjon av lateks (C-l) fortynnes med vann til et faststoffinnhold på 23,8%, 2,12 deler trimetylamin pr. 100 deler av den fortynnede lateks tilsettes under forsiktig røring, og den resulterende blanding får henstå ved romtemperatur i 5 dager. En lateks (I-A) oppnås som inneholder 0,242 m-ekv. av total ladning pr. gram polymer hvorav 0,129 m-ekv. er tilstede fra kvaternære ammoniumgrupper bundet til hvert gram polymer i lateksen. A portion of latex (C-1) is diluted with water to a solids content of 23.8%, 2.12 parts of trimethylamine per 100 parts of the diluted latex is added with gentle stirring, and the resulting mixture is allowed to stand at room temperature for 5 days. A latex (I-A) is obtained containing 0.242 m-eq. of total charge per grams of polymer of which 0.129 m-eq. is present from quaternary ammonium groups bound to each gram of polymer in the latex.

En annen porsjon av lateks C-l behandles som beskrevet ' for eksempel 2, med unntagelse av at 2,24 deler dimetylsulfid brukes istedenfor trimetylaminet. En lateks (I-B) oppnås som inneholder 0,23 7 m-ekv. total ladning pr. gram polymer hvorav 0,124 m-ekv. er tilstede fra sulfoniumgrupper bundet til hvert gram polymer i lateksen. Another portion of latex C-1 is treated as described for Example 2, except that 2.24 parts of dimethyl sulfide is used instead of the trimethylamine. A latex (I-B) is obtained containing 0.23 7 m-eq. total charge per grams of polymer of which 0.124 m-eq. is present from sulfonium groups bound to each gram of polymer in the latex.

Eksempel II Example II

Latekser fremstilles ved en halvkontinuerlig metode i hénhold til følgende beskrivelse. Forskjellige blandinger fremstilles for tilsetning i separate strømmer. Latexes are produced by a semi-continuous method according to the following description. Different mixtures are prepared for addition in separate streams.

S tart- vannløsning S start water solution

8,75 gram av 85,5% vandig løsning av fosforsyre 1.000 gram vann 8.75 grams of 85.5% aqueous solution of phosphoric acid 1,000 grams of water

tilstrekkelig ammoniumhydroksyd til å justere pH- sufficient ammonium hydroxide to adjust the pH

verdien for ovennevnte løsning til 5,0 value for the above solution to 5.0

20 gram (på aktiv basis) dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid 20 grams (on an active basis) of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride

tilstrekkelig vann til å 2.000 gram løsning sufficient water to 2,000 grams of solution

tilstrekkelig ammoniumhydroksyd til å justere pH- sufficient ammonium hydroxide to adjust the pH

verdien til 5,0 value to 5.0

Kontinuerlig emulgatorstrøm Continuous emulsifier flow

125 gram (på aktiv basis) dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid 125 grams (on an active basis) of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride

tilstrekkelig vann til å gi 1.000 gram av en vandig løsning som inneholder 125 gram (på aktiv basis) av dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid. sufficient water to give 1,000 grams of an aqueous solution containing 125 grams (on an active basis) of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride.

Kontinuerlig initiatorstrøm Continuous initiator current

500 gram av en vandig løsning som inneholder 27,5 500 grams of an aqueous solution containing 27.5

gram (på aktiv basis) av t-butylhydroperoksyd.. grams (on an active basis) of t-butyl hydroperoxide..

Kontinuerlig reduksjonsmiddelstrøm Continuous reductant flow

500 gram av en vandig løsming som inneholder 14 gram hydroksylåmin-hydroklorid. 500 grams of an aqueous solution containing 14 grams of hydroxylamine hydrochloride.

Første monomerløsning First monomer solution

1.500 gram butadien 1,500 grams of butadiene

1.200 gram styren 1,200 grams of styrene

300 gram butylakrylat 300 grams of butyl acrylate

3 gram dodekantiol (kjedeoverføringsmiddel) 3 grams of dodecanethiol (chain transfer agent)

Annen monomerløsning Other monomer solution

250 gram butylakrylat 250 grams of butyl acrylate

50 gram vinylbenzylklorid 50 grams of vinyl benzyl chloride

3 gram dodekantiol 3 grams of dodecanethiol

Prosess Process

Start-vannløsningen anbringes i en 7,57 1 Pfaudler reaktor utstyrt med en kråkefotrører, og den delvis fylte reak- The starting water solution is placed in a 7.57 1 Pfaudler reactor equipped with a crow's-foot stirrer, and the partially filled reactor

tor spyles med nitrogen 4 ganger, hvoretter 100 gram av første tor is flushed with nitrogen 4 times, after which 100 grams of the first

monomerløsning tilsettes, trykket i reaktoren heves til 2,45 kg/cm 2 med nitrogen, og temperaturen heves til 50 oC. Den kontinuerlige initiatorstrøm og den kontinuerlige reduksjonsmiddelstrøm startes, hver i en hastighet av 10 g pr. time. Etter 3 timer av en slik tilsetning under agitering (ved 235 opm for røreren), pumpes monomerløsningen og den kontinuerlige emulgatorstrøm inn monomer solution is added, the pressure in the reactor is raised to 2.45 kg/cm 2 with nitrogen, and the temperature is raised to 50 oC. The continuous initiator stream and the continuous reductant stream are started, each at a rate of 10 g/min. hour. After 3 hours of such addition under agitation (at 235 rpm for the stirrer), the monomer solution and the continuous emulsifier stream are pumped in

i reaktoren i hastigheter av henholdsvis' 40 og 110 gram pr. time, i et tidsrom av 19 timer. Den kontinuerlige initiatorstrøm, den kontinuerlige reduksjonsmiddelstrøm og den kontinuerlige emul-gatorstrøm opprettholdes mens den annen monomerløsning mates i en hastighet av 50 gram pr. time i et tidsrom av 3 timer. Den kontinuerlige initiatorstrøm, den kontinuerlige reduksjonsmiddel-strøm, røringen og opprettholdelsen av polymerisasjonstempera-turen ved 50°c fortsettes i ytterligere 45 minutter. En lateks (C-2) med 40,4% faststoff og en partikkelstørrelse på ca. 1.120 in the reactor at rates of respectively' 40 and 110 grams per hour, in a period of 19 hours. The continuous initiator stream, the continuous reducing agent stream and the continuous emulsifier stream are maintained while the second monomer solution is fed at a rate of 50 grams per hour for a period of 3 hours. The continuous initiator flow, the continuous reducing agent flow, stirring and maintaining the polymerization temperature at 50°C are continued for a further 45 minutes. A latex (C-2) with 40.4% solids and a particle size of approx. 1,120

Å oppnås. To be achieved.

En annen lateks fremstilles som beskrevet for lateks C-2 med unntagelse av at den første monomerløsning ble matet i Another latex is prepared as described for latex C-2 with the exception that the first monomer solution was fed in

20 timer fremfor i 19, den annen monomerløsning tilsettes ikke og matingen av den kontinuerlige initiatorstrøm, den kontinuerlige reduksjonsmiddelstrøm og opprettholdelsen av røring og reaksjons-temperatur på 50°C fortsettes i 4 timer etter stansning av den første monomerløsning-mating. Lateks C-3 (ikke i henhold til oppfinnelsen) oppnås med et faststoffinnhold på 39,2% og en par-tikkelstørrelse på 1.115 Å. Med en porsjon av lateksen blandes tilstrekkelig dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid for å tilveiebringe ytterligere 0,09 m-ekv. av sulfoniumion pr. gram polymer i lateksen, og pH-verdien justeres til 7,6. (Lateks C-3A) 20 hours rather than in 19, the second monomer solution is not added and the feeding of the continuous initiator stream, the continuous reducing agent stream and the maintenance of stirring and reaction temperature at 50°C are continued for 4 hours after stopping the first monomer solution feeding. Latex C-3 (not according to the invention) is obtained with a solids content of 39.2% and a particle size of 1,115 Å. With a portion of the latex, sufficient dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride is mixed to provide a further 0.09 m-equiv. of sulfonium ion per grams of polymer in the latex, and the pH value is adjusted to 7.6. (Latex C-3A)

Med en porsjon av lateks C-2 blandes, under forsiktig omrøring, dimetylsulfid i en mengde som er beregnet til å tilveiebringe et overskudd basert på mengden av aktivt halogen i lateksen. Den resulterende blanding får henstå ved romtemperatur i ca. 16 timer. Lateksen (Il-A) dampdestilleres deretter og finnes å inneholde 0,05 m-ekv. bundet sulfoniumkation pr. gram polymer. En porsjon av II-A fortynnes med vann til 10% faststoffinnhold, og pH-verdien justeres til en verdi på 7,0. I en pumpe-stabilitetstest finnes det at bare en liten mengde av kcagulering observeres og at det har intruffet meget liten forandring i.vis-kositeten når testen stanses etter 21 dager. Sammenligningslateks C-3A oppviser, når den utsettes for den samme test, alvorlig koagulering etter 9 dager. For pumpetesten anbringes 3.000 ml av lateksen med 10% faststoff i en 3,785 1 beholder og pumpes med en sentrifugal-immersjonspumpe Model 9M143 Teel som arbeider ved 3.000 opm. Vann tilsettes periodisk for erstatning av det som går tapt ved fordampning, dvs. for å bevare samme volum og konsentrasjon. Lateksen observeres periodisk med hensyn på destabilisering. Testen stanses etter at koaguleringen er blitt alvorlig nok til å blokkere pumpen eller etter 21 dager, alt etter hva som først inntreffer. With a portion of latex C-2 is mixed, with gentle stirring, dimethyl sulfide in an amount calculated to provide an excess based on the amount of active halogen in the latex. The resulting mixture is allowed to stand at room temperature for approx. 16 hours. The latex (Il-A) is then steam distilled and found to contain 0.05 m-eq. bound sulfonium cation per grams of polymer. A portion of II-A is diluted with water to 10% solids content, and the pH value is adjusted to a value of 7.0. In a pump stability test it is found that only a small amount of coagulation is observed and that very little change in viscosity has occurred when the test is stopped after 21 days. Comparative latex C-3A, when subjected to the same test, exhibits severe coagulation after 9 days. For the pump test, 3,000 ml of the 10% solids latex is placed in a 3.785 L container and pumped with a Model 9M143 Teel centrifugal immersion pump operating at 3,000 rpm. Water is added periodically to replace what is lost through evaporation, i.e. to maintain the same volume and concentration. The latex is periodically observed for destabilization. The test is stopped after the coagulation has become severe enough to block the pump or after 21 days, whichever occurs first.

Eksempel III Example III

To latekser fremstilles i henhold til resepten i tabell I inneholdende kopolymerer av vinylbenzylklorid med samme gjennomsnittssammensetning, men med forskjellig plassering av det polymeriserte vinylbenzylklorid i latekspolymerpartiklene. Two latexes are prepared according to the recipe in Table I containing copolymers of vinyl benzyl chloride with the same average composition, but with different placement of the polymerized vinyl benzyl chloride in the latex polymer particles.

Lateksene fremstilles i en 7,57 1 glassforet Pfaudler kjel utstyrt med en kråkefot-agitator. Vannet, såpen, kjedeover-føringsmidlet og initiatorén anbringes i reaktoren ved romtemperatur, røreren settes igang, reaktoren lukkes og systemet spyles 4 ganger med nitrogen. Monomerene (med unntagelse av vinylbenzyl-kloridet i lateks C-5) tvinges inn i reaktoren, og reaktorinnholdet oppvarmes til 50°C og holdes ved denne temperatur i 20 timer. Temperaturen heves så til 70°C, og reaksjonen får fortsette ved denne temperatur inntil reaktortrykket når konstant verdi. Den resulterende lateks C-4 avkjøles og fjernes fra reaktoren. For lateks C-5 tilsettes vinylbenzylkloridmonomeren til reaktoren ved dette punkt, og røring ved en temperatur på 70°C fortsettes i 2 timer. Produktet (lateks C-5) avkjøles deretter og fjernes "fra reaktoren. The latexes are prepared in a 7.57 L glass-lined Pfaudler kettle equipped with a crow's-foot agitator. The water, soap, chain transfer agent and initiator are placed in the reactor at room temperature, the stirrer is started, the reactor is closed and the system is flushed 4 times with nitrogen. The monomers (with the exception of the vinyl benzyl chloride in latex C-5) are forced into the reactor, and the reactor contents are heated to 50°C and held at this temperature for 20 hours. The temperature is then raised to 70°C, and the reaction is allowed to continue at this temperature until the reactor pressure reaches a constant value. The resulting latex C-4 is cooled and removed from the reactor. For latex C-5, the vinyl benzyl chloride monomer is added to the reactor at this point and stirring at a temperature of 70°C is continued for 2 hours. The product (latex C-5) is then cooled and removed from the reactor.

Analyser av produktene viser følgende resultater: Analyzes of the products show the following results:

Til hver lateks tilsettes 2% (basert på polymerfaststoff) av dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid, og deretter fortynnes hver lateks med vann til et faststoffinnhold på 20%. To each latex is added 2% (based on polymer solids) of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride, and then each latex is diluted with water to a solids content of 20%.

Til halvparten av den fortynnede lateks C-5 tilsettes . To half of the diluted latex C-5 is added.

4 mol av en nukleofil, dimetylsulfid, for hvert mol polymerisert 4 moles of a nucleophile, dimethyl sulfide, for each mole polymerized

vinylbenzylklorid i lateksen. Den resulterende reaksjon får fortsette ved 30°C i det tidsrom som er vist i tabell III nedenunder, for fremstilling av lateks III-A. Den annen halvpart av lateks C-5 behandles på samme måte med unntagelse av at det samme molforhold av en annen nukleofil, trimetylamin, brukes istedenfor dimetylsulfidet for fremstilling av lateks III-B. vinyl benzyl chloride in the latex. The resulting reaction is allowed to proceed at 30°C for the time shown in Table III below, to produce latex III-A. The other half of latex C-5 is treated in the same manner except that the same molar ratio of another nucleophile, trimethylamine, is used instead of the dimethyl sulfide to make latex III-B.

Én halvpart av lateks C-4 behandles som beskrevet for lateks III-A for fremstilling av sammenligningslateks C-4A. Den annen halvpart av lateks C-4 behandles på samme måte som for lateks III-B for fremstilling av sammenligningslateks C-4B. Omdannelsen av benzylkloridgruppen til benzyl-oniumionet iakttas ved titrering av kloridion med sølvnitratløsning. One half of latex C-4 is processed as described for latex III-A to prepare comparison latex C-4A. The other half of latex C-4 is treated in the same manner as for latex III-B to prepare comparison latex C-4B. The conversion of the benzyl chloride group to the benzyl onium ion is observed by titrating the chloride ion with silver nitrate solution.

Dataene er vist i tabell in. The data is shown in table in.

Disse data viser at sammenligningslateks C-4 som These data show that comparison latex C-4 which

har relativ ensartet fordeling av det kopolymeriserte vinylbenzylklorid, omdannet seg mer langsomt og i mindre grad enn strukturpartikkel-lateksen, dvs. lateks C-5. has relatively uniform distribution of the copolymerized vinyl benzyl chloride, converted more slowly and to a lesser extent than the structural particle latex, i.e. latex C-5.

Eksempler IV- XI Examples IV-XI

Det fremstilles en serie latekser på samme måte som for lateks C-5 med følgende sammensetning: A series of latexes is produced in the same way as for latex C-5 with the following composition:

De resulterende produkter, hvor X er 2,5 eller 5,0, er sammensatt med tilstrekkelig ytterligere dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid til å tilveiebringe ialt 2 vekt%, basert på polymeren i lateksen. Hver lateks fortynnes med vann til éfc faststoffinnhold på 20%. Porsjoner av hver fortynnede lateks omsettes så med en nukleofil ved den metode som er beskrevet i eksempel III, i det tidsrom som er vist i tabell IV, for oppnåelse av produktene IV-XI. Omdannelse til oniumionet iakttas ved titrering av det kloridion som frigjøres i reaksjonen, og produktene vakuum-avdrives før evaluering. Stabiliteten til lateksproduktene evalueres med gnidningstesten som er beskrevet ovenfor. Dataene er vist i tabell IV. The resulting products, where X is 2.5 or 5.0, are compounded with sufficient additional dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride to provide a total of 2% by weight, based on the polymer in the latex. Each latex is diluted with water to an éfc solids content of 20%. Portions of each diluted latex are then reacted with a nucleophile by the method described in Example III, for the time period shown in Table IV, to obtain the products IV-XI. Conversion to the onium ion is monitored by titration of the chloride ion released in the reaction, and the products are vacuum driven off before evaluation. The stability of the latex products is evaluated with the rubbing test described above. The data are shown in Table IV.

De prøver som er vist som <1 koagulerer øyeblikkelig når en The samples shown as <1 coagulate immediately when a

dråpe av lateksen berøres med en finger. Eksemplene som er vist som >20 kan gnis til tørrhet uten koagulering. drop of the latex is touched with a finger. The samples shown as >20 can be rubbed to dryness without coagulation.

Lateksene påføres i side-ved-side-testlapper på samme stykke av standard redwood bordkledning. Testbordet lufttørkes deretter sekvensielt i 65 timer, neddyppes i et bad med avionisert vann og observeres med tanke på beleggenes oppførsel. For sammenligning med de kationiske latekser i henhold til oppfinnelsen belegges en meget stabil anionisk lateks som inneholder en kopolymer av styren, butadien, hydroksyetylakrylat og itakonsyre og testes på samme måte (sammenligningseksempel c-8). The latexes are applied in side-by-side test patches on the same piece of standard redwood table cover. The test table is then sequentially air-dried for 65 hours, immersed in a bath of deionized water and observed for coating behavior. For comparison with the cationic latexes according to the invention, a very stable anionic latex containing a copolymer of styrene, butadiene, hydroxyethyl acrylate and itaconic acid is coated and tested in the same way (comparative example c-8).

Den anioniske lateks (C-8) begynner å bli absorbert The anionic latex (C-8) begins to be absorbed

av treet umiddelbart etter påføring (dårlig utholdelse). De kationiske latekser, IV-XI, forblir på overflaten og viser ingen tendens til å bli absorbert (utmerket utholdelse). Etter tørking tilveiebringer den anioniske lateks et belegg med et matt utseende. De kationiske latekser IV-XI tilveiebringer klare, skinnende belegg som adhererer sterkt til overflaten av treet. Testresul-tatene er oppsummert i tabell V. of the wood immediately after application (poor persistence). The cationic latexes, IV-XI, remain on the surface and show no tendency to be absorbed (excellent persistence). After drying, the anionic latex provides a coating with a matte appearance. The cationic latexes IV-XI provide clear, shiny coatings that adhere strongly to the surface of the wood. The test results are summarized in table V.

Det kan sees at, med unntagelse av lateks IX, har It can be seen that, with the exception of latex IX, has

alle de kationiske latekser som er testet overlegen vannresistens etter lufttørking i sammenligning med en stabil anionisk lateks av styren/butadien-kopolymergruppen-all the cationic latexes tested superior water resistance after air drying in comparison with a stable anionic latex of the styrene/butadiene copolymer group-

Eksempler XII- XIX Examples XII-XIX

Det fremstilles en forløper-lateks i en batch-emul-sjonspolymerisasjonsreaktor under anvendelse av 2% azobisisobutyronitril som initiator, 1% dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid som overflateaktivt middel og 0,1 del dodekantiol og 0,1 del 2,6-di-t-butyl-p-kresol som kjedeoverføringsmidler for hver 100 deler av monomerer. Initiatoren, det overflateaktive middel, kjedeover-føringsmidlene og 233 deler vann anbringes i reaktoren. To deler 2-hydroksyetylakrylat og 1,33 deler styren tilsettes, og reaktoren spyles med nitrogen. Tilstrekkelig ytterligere styren for tilveiebringelse av i alt 30 deler og 63 deler butadien tilsettes, temperaturen heves til 50°C og holdes der i 4 timer, hvoretter den økes til 70°C og holdes der til hastigheten av trykkfallet jevner seg ut, dvs. ca. 7 timer. 5 deler vinylbenzylklorid tilsettes så, og temperaturen holdes på 70°C i ytterligere 2 timer. Reaktorinriholdet omrøres under hele reaksjonsperioden. Etter at reaktoren er ventilert og reaksjonsblandingen er avkjølt, viser produktet seg å være en fluid lateks (C-9) som har et faststoffinnhold på 27,7%, en partikkelstørrelse på 1.250 Å og en pH-verdi på 3,7. Lateksen er ustabil å skjære (mindre enn 1 gnidning). A precursor latex is prepared in a batch emulsion polymerization reactor using 2% azobisisobutyronitrile as initiator, 1% dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride as surfactant and 0.1 part dodecanethiol and 0.1 part 2,6-di-t-butyl-p -cresol as chain transfer agents for every 100 parts of monomers. The initiator, surfactant, chain transfer agents and 233 parts water are placed in the reactor. Two parts of 2-hydroxyethyl acrylate and 1.33 parts of styrene are added, and the reactor is flushed with nitrogen. Sufficient additional styrene to provide a total of 30 parts and 63 parts of butadiene is added, the temperature is raised to 50°C and held there for 4 hours, after which it is raised to 70°C and held there until the rate of pressure drop levels off, i.e. approx. . 7 hours. 5 parts of vinyl benzyl chloride are then added, and the temperature is maintained at 70°C for a further 2 hours. The reactor contents are stirred during the entire reaction period. After the reactor is vented and the reaction mixture is cooled, the product turns out to be a fluid latex (C-9) having a solids content of 27.7%, a particle size of 1,250 Å and a pH value of 3.7. The latex is unstable to cut (less than 1 rub).

Forskjellige nukleofiler, som vist i tabell VI, blandes med separate porsjoner av lateks C-9 og får reagere ved den temperatur og i det tidsrom som er angitt i tabellen. Reak-sjonstiden velges i henhold til den tilnærmede tidsmengde som kreves for å oppnå produkter som er meget gnidningsstabile, dvs. stabile i mer enn 20 gnidninger. For eksempel XII og eksempel XVII er reaksjonen utført ved en temperatur som varierer fra 25 til 50 oC. Etter reaksjonen avdrives de resulterende latekser under vakuum og filtreres. pH-verdien for de filtrerte produkter justeres til ønsket område slik at man får blandinger som anvendes for belegning av alumin-iumtestpaneler (Parker 3003-H14, 10,16 cm x 15,24 cm x 0,6 cm). Disse blandinger er vist i tabell VII. Different nucleophiles, as shown in Table VI, are mixed with separate portions of latex C-9 and allowed to react at the temperature and for the time indicated in the table. The reaction time is chosen according to the approximate amount of time required to obtain products that are very rubbing stable, i.e. stable for more than 20 rubbings. For example XII and example XVII, the reaction is carried out at a temperature varying from 25 to 50 oC. After the reaction, the resulting latexes are driven off under vacuum and filtered. The pH value of the filtered products is adjusted to the desired range so that mixtures are obtained which are used for coating aluminum test panels (Parker 3003-H14, 10.16 cm x 15.24 cm x 0.6 cm). These mixtures are shown in Table VII.

Belagte duplikatpaneler for hvert eksempel brennes i ovn ved 175°C, ett panel i 5 minutter og det annet panel i 30 minutter. De brente paneler neddyppes så i vann wed 70°C i 2 timer, og utseende registreres før og etter vannbehandlingen. Dataene er vist i tabell VIII. Coated duplicate panels for each example are fired in an oven at 175°C, one panel for 5 minutes and the other panel for 30 minutes. The burnt panels are then immersed in water at 70°C for 2 hours, and their appearance is recorded before and after the water treatment. The data are shown in Table VIII.

Videre er det funnet at adhesjonen av beleggene er god for alle de innbrente paneler fra eksemplene XII-XIX før varmtvannsbehandlingen, som fastslått ved påføring av et stykke av trykkømfintlig tape (Scotch tape), hvoretter tapen ble revet fort av. Etter vannbehandlingen festes adhesjonen på samme måte etter at overskudd av vann er blåst av fra panelene, og de luft-tørkes i luft ved omgivelsestemperatur i 30 minutter. I denne test fjernes intet av belegget fra noen av panelene. Furthermore, it is found that the adhesion of the coatings is good for all the burned-in panels from Examples XII-XIX before the hot water treatment, as determined by the application of a piece of pressure-sensitive tape (Scotch tape), after which the tape was quickly torn off. After the water treatment, the adhesion is fixed in the same way after excess water is blown off the panels, and they are air-dried in air at ambient temperature for 30 minutes. In this test, none of the coating is removed from any of the panels.

Eksempler XX- XXII Examples XX-XXII

Det fremstilles en lateks i en batch-resept ved emulsjonspolymerisasjonsreaksjon av 40 deler styren og 55 deler butylakrylat i 300 deler vann under anvendelse av 0,2 del dodekantiol, 2 deler azobisisobutyronitril og 5 deler dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid under røring i 17 timer ved 50°C og 1 A latex is prepared in a batch recipe by emulsion polymerization reaction of 40 parts styrene and 55 parts butyl acrylate in 300 parts water using 0.2 part dodecanethiol, 2 parts azobisisobutyronitrile and 5 parts dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride with stirring for 17 hours at 50°C and 1

time ved 70°C for tilveiebringelse av en monomeromdannelse på hour at 70°C to provide a monomer conversion of

ca. 90%, hvoretter 5 deler 2-brometyl-metakrylat tilsettes og de samme reaksjonsbetingelser opprettholdes i ytterligere 2 timer. Etter at reaktoren er ventilert og avkjølt, finnes produktet å være en fluid lateks (C-10) med et faststoffinnhold på 25,7% og en partikkelstørrelse på 1.0 70 Å. Lateksen har dårlig skjærstabilitet (mindre enn 1 gnidning). about. 90%, after which 5 parts of 2-bromomethyl methacrylate are added and the same reaction conditions are maintained for a further 2 hours. After the reactor is vented and cooled, the product is found to be a fluid latex (C-10) with a solids content of 25.7% and a particle size of 1.0 70 Å. The latex has poor shear stability (less than 1 rub).

Nukleofilene som vist i tabell IX blandes med separate porsjoner av lateks C-10, og de resulterende blandinger får henstå ved 25°c inntil reaksjonene har skredet frem minst til lateksproduktene er gnidningsstabile. The nucleophiles as shown in Table IX are mixed with separate portions of latex C-10, and the resulting mixtures are allowed to stand at 25°c until the reactions have progressed at least until the latex products are rub-stable.

Eksempel XXIII Example XXIII

En 126 gram porsjon av lateks XX som inneholdt 31,1% faststoff og hadde i alt 0,16 m-ekv. sulfoniumgruppe pr. gram polymer, hvorav 0,06 m-ekv. er kjemisk bundet ved eller nær overflaten av partiklene, blandes med et 7:1 overskudd av hydrogenperoksyd (4,97 gram av en 30% løsning, og den resulterende blanding røres i en lukket reaktor ved 35°c i 22 timer. En vesentlig andel av sulfoniumgruppene oksyderes til sulfoksoniumgrupper. Det er intet tap i kolloidal stabilitet, og produktet har betydelig mindre lukt enn lateks XX. A 126 gram portion of latex XX which contained 31.1% solids and had a total of 0.16 m-eq. sulfonium group per grams of polymer, of which 0.06 m-eq. is chemically bound at or near the surface of the particles, is mixed with a 7:1 excess of hydrogen peroxide (4.97 grams of a 30% solution, and the resulting mixture is stirred in a closed reactor at 35°c for 22 hours. A substantial proportion of the sulfonium groups are oxidized to sulfoxonium groups There is no loss in colloidal stability and the product has significantly less odor than latex XX.

Eksempler XXIV- XXVI Examples XXIV-XXVI

Det fremstilles en lateks ved emulsjonspolymerisasjonsreaksjon av 40 deler styren, 55 deler butylakrylat i 300 deler vann under anvendelse av 0,2 del dodekantiol, 2 deler azobisisobutyronitril og 4 deler dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid under omrøring i 18 timer ved 50°C og 2 timer ved 70°C for tilveiebringelse av en monomeromdannelse på ca. 90%, hvoretter 5 deler 2-klormetylbutadien tilsettes og de samme reaksjonsbetingelser opprettholdes i ytterligere 2 timer. Etter at reaktoren er ventilert og avkjølt, finnes produktet å være en fluid lateks (C-ll) med et faststoffinnhold på 24,3% og en partikkelstørrelse på 1.450 Å. Lateksen har dårlig skjærstabilitet, dvs. mindre enn 1 gnidning. A latex is prepared by emulsion polymerization reaction of 40 parts styrene, 55 parts butyl acrylate in 300 parts water using 0.2 part dodecanethiol, 2 parts azobisisobutyronitrile and 4 parts dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride with stirring for 18 hours at 50°C and 2 hours at 70°C for providing a monomer conversion of approx. 90%, after which 5 parts of 2-chloromethylbutadiene are added and the same reaction conditions are maintained for a further 2 hours. After the reactor is ventilated and cooled, the product is found to be a fluid latex (C-ll) with a solids content of 24.3% and a particle size of 1,450 Å. The latex has poor shear stability, i.e. less than 1 rub.

Nukleofilene som er vist i tabell X, blandes med separate porsjoner av lateks C-ll, og de resulterende blandinger får henstå ved 35°C i det minste til reaksjonene er skredet tilstrekkelig frem til at produktene er meget gnidningsstabile (mer enn 20 gnidninger). The nucleophiles shown in Table X are mixed with separate portions of latex C-II, and the resulting mixtures are allowed to stand at 35°C at least until the reactions have progressed sufficiently for the products to be very rub stable (more than 20 rubs).

Eksempel XXVII Example XXVII

Det fremstilles en lateks ved en emulsjonspolymerisasjonsreaksjon av 50 deler metylmetakrylat og 45 deler butylakrylat i 300 deler vann under anvendelse av 0,2 del dodekantiol, 2 deler azobisisobutyronitril og 4 deler dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid med omrøring i 16 timer ved 50°C og 3 timer ved 70°C for tilveiebringelse av en monomeromdannelse på ca. 90%, hvoretter 5 deler vinylbromid tilsettes og de samme reaksjonsbetingelser opprettholdes i ytterligere 2 timer. Etter at reaktoren er ventilert og avkjølt, viser produktet seg å være en fluid lateks (C-12) med et faststoffinnhold på 23,8% og en par-tikkelstørrelse på 1.490 Å. Lateksen har dårlig skjærstabilitet (mindre enn 1 gnidning). A latex is prepared by an emulsion polymerization reaction of 50 parts methyl methacrylate and 45 parts butyl acrylate in 300 parts water using 0.2 part dodecanethiol, 2 parts azobisisobutyronitrile and 4 parts dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride with stirring for 16 hours at 50°C and 3 hours at 70° C to provide a monomer conversion of approx. 90%, after which 5 parts of vinyl bromide are added and the same reaction conditions are maintained for a further 2 hours. After the reactor is vented and cooled, the product turns out to be a fluid latex (C-12) with a solids content of 23.8% and a particle size of 1,490 Å. The latex has poor shear stability (less than 1 rub).

Med en porsjon av lateks C-12 blandes 0,52 m-ekv. tetrametyltiourinstoff for hvert gram polymer i lateksporsjonen, With a portion of latex C-12, mix 0.52 m-equiv. tetramethylthiourea for each gram of polymer in the latex portion,

og den resulterende blanding får henstå ved 25°C i 7 dager. Lateksproduktet er skjærstabilt (mer enn 20 gnidninger) og har en total ladning på 0,28 m-ekv. og en bundet ladning på 0,20 m-ekv. for hvert gram polymer i lateksen. and the resulting mixture is allowed to stand at 25°C for 7 days. The latex product is shear stable (more than 20 rubs) and has a total charge of 0.28 m-eq. and a bound charge of 0.20 m-eq. for each gram of polymer in the latex.

Eksempler XXVIII- XXIX Examples XXVIII-XXIX

Det fremstilles en lateks ved batch-emulsjonspolymerisasjon av 54 deler styren, 44 deler butadien og 2 deler 2-hydroksyetylakrylat under anvendelse av 0,1 del dodekantiol som kjede-overføringsmiddel, 2,2'-azobisisobutyronitril som katalysator, A latex is prepared by batch emulsion polymerization of 54 parts styrene, 44 parts butadiene and 2 parts 2-hydroxyethyl acrylate using 0.1 part dodecanethiol as chain transfer agent, 2,2'-azobisisobutyronitrile as catalyst,

1 del (aktiv basis) av dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid som emulgator og en polymerisasjonstid på. 3 timer ved 50°C og 7 timer ved 70°C. Etter å være blitt avkjølt og filtrert gjennom oste-duk får den resulterende innledende lateks (C-13) som har et tørr-stoffinnhold på 37,9%, henstå i 18 måneder. Som fastslått ved undersøkelse med mikroskop, er latekspartiklene relativt ensartet i størrelse og har en gjennomsnittlig partikkeldiameter på 1.265 Å. Tilstrekkelig avionisert vann blandet med 1.980 deler (våt basis) av den innledende lateks for tilveiebringelse av 4.000 vektdeler fortynnet lateks. Fortynnet lateks C-13 og 10 deler 2,2'-azobisisobutyronitril anbringes i en reaktor som deretter spyles med nitrogen. Etter at reaktorinnholdet er oppvarmet til 50°C, tvinges en monomerblanding som inneholder 200 deler styren og 50 deler vinylbenzylklorid inn i reaktoren ved trykk. Temperaturen til reaktorinnholdet heves til 70° og holdes i 4 timer mens inn-holdet røres om. Etter at det resulterende produkt er avkjølt og filtrert, viser det seg at det er oppnådd en lateks (C-14) 1 part (active base) of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride as emulsifier and a polymerization time of 3 hours at 50°C and 7 hours at 70°C. After being cooled and filtered through cheesecloth, the resulting initial latex (C-13) which has a solids content of 37.9% is allowed to stand for 18 months. As determined by microscopic examination, the latex particles are relatively uniform in size and have an average particle diameter of 1,265 Å. Sufficient deionized water is mixed with 1,980 parts (wet basis) of the starting latex to provide 4,000 parts by weight of diluted latex. Diluted latex C-13 and 10 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile are placed in a reactor which is then flushed with nitrogen. After the reactor contents are heated to 50°C, a monomer mixture containing 200 parts styrene and 50 parts vinyl benzyl chloride is forced into the reactor by pressure. The temperature of the reactor contents is raised to 70° and maintained for 4 hours while the contents are stirred. After the resulting product is cooled and filtered, it turns out that a latex (C-14) has been obtained

som inneholder 21,0% faststoff. Som fastslått ved undersøkelse med mikroskop, er latekspartiklene relativt ensartet i størrelse og har en gjennomsnittsdiameter på 1.444 Å. Det finnes ved sammenligning av mikrogrammet for lateks C-13 med mikrogrammet for lateks C-14 intet bevis på at det er initiert noen nye partikler. Lateks C-14 inneholder 0,042 m-ekv. kloridion pr. gram faststoff (fra emulgatoren). which contains 21.0% solids. As determined by microscopic examination, the latex particles are relatively uniform in size and have an average diameter of 1,444 Å. Comparing the microgram of latex C-13 with the microgram of latex C-14, there is no evidence that any new particles have been initiated. Latex C-14 contains 0.042 m-eq. chloride ion per grams of solids (from the emulsifier).

Med en porsjon av lateks C-14 blandes 2 mol trimetylamin for hvert mol polymerisert vinylbenzylklorid i lateksen, og blandingen røres i 20 timer ved omgivelsestemperatur. Den resulterende lateks (XXVIII) er gnidningsstabil og inneholder 0,085 m-ekv. kloridion for hvert gram faststoff - hvilket indikerer en reaksjon på 0,043 m-ekv. trimetylamin pr. gram faststoff (0,085 - 0,042). Overskudd av trimetylamin fjernes ved vakuumdestillasjon (Rinco Evaporator). With a portion of latex C-14, 2 moles of trimethylamine are mixed for each mole of polymerized vinylbenzyl chloride in the latex, and the mixture is stirred for 20 hours at ambient temperature. The resulting latex (XXVIII) is friction stable and contains 0.085 m-eq. chloride ion for each gram of solid - indicating a reaction of 0.043 m-eq. trimethylamine per grams of solids (0.085 - 0.042). Excess trimethylamine is removed by vacuum distillation (Rinco Evaporator).

En annen porsjon av lateks C-14 behandles på samme måte som beskrevet for lateks 28, med unntagelse av at reaksjons-tiden er 4 dager istedenfor 20 timer. Lateksen (XXIX) er gnidningsstabil og viser seg å inneholde 0,24 m-ekv. kloridion pr. gram faststoff - noe som indikerer en reaksjon på 0,2 m-ekv. trimetylamin pr i gram faststoff (0,24 - 0,042). Another portion of latex C-14 is treated in the same way as described for latex 28, with the exception that the reaction time is 4 days instead of 20 hours. The latex (XXIX) is friction-stable and is found to contain 0.24 m-eq. chloride ion per grams of solid - which indicates a reaction of 0.2 m-eq. trimethylamine per gram of solid (0.24 - 0.042).

Eksempel XXX Example XXX

Det fremstilles en lateks i alt vesentlig som beskrevet i ekfsempel II, med unntagelse av at (a) den annen mono-merløsning ikke tilsettes; (b) den første monomerløsning består av 26% styren, 24% vinylbenzylklorid og 40% butadien som monomerer og 0,1 del dodekantiol pr. 100 deler monomer; og (c) den kontinuerlige initiatorstøm, den kontinuerlige reduksjonsmiddel-strøm, omrøringen og reaksjonstemperaturen på 50°C fortsettes i 4 timer etter stansing av matingen av den første monomerløsning. Produktet er en fluid lateks med 39,8% polymerfaststoff. Lateksen filtreres og dialyseres mot avionisert vann i 72 timer. <*>Emul-gatornivået justeres til 0,1 m-ekv. dodecylbenzyldimetylsulfoniumklorid pr. gram faststoff. Lateksen fortynnes til 20% faststoff (lateks C-15). Til lateks C-15 tilsettes 0,25 m-ekv. dimetylsulfid pr. gram polymerfaststoff, og den resulterende blanding røres ved 30°c. Det tas prøver periodisk, og det uomsatte vinylbenzylklorid avdrives fra prøvene for stansing av reaksjonen. Prøvene titreres på kloridion for bestemmelse av sulfoniumkonsen-trasjonen. Resultatene er vist i tabell XI. A latex is prepared essentially as described in Example II, with the exception that (a) the second monomer solution is not added; (b) the first monomer solution consists of 26% styrene, 24% vinylbenzyl chloride and 40% butadiene as monomers and 0.1 part dodecanethiol per 100 parts monomer; and (c) the continuous initiator stream, the continuous reducing agent stream, the stirring and the reaction temperature of 50°C are continued for 4 hours after stopping the feeding of the first monomer solution. The product is a fluid latex with 39.8% polymer solids. The latex is filtered and dialyzed against deionized water for 72 hours. <*>The emulsifier level is adjusted to 0.1 m-eq. dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride per grams of solids. The latex is diluted to 20% solids (latex C-15). To latex C-15, add 0.25 m-equiv. dimethyl sulphide per grams of polymer solid, and the resulting mixture is stirred at 30°c. Samples are taken periodically, and the unreacted vinyl benzyl chloride is removed from the samples to stop the reaction. The samples are titrated against chloride ion to determine the sulfonium concentration. The results are shown in Table XI.

Disse resultater viser at partiklene sveller vesentlig med 0,64 m-ekv. av bundet ladning pr. gram polymer eller mer. Lateksene med høy ladning kan ikke konsentreres over 35% faststoff uten at de blir meget tykke og, i mange tilfeller uten gelering. Lateksene med 0,1 - 0,32 m-ekv. bundet ladning pr. gram er meget stabile og har lav viskositet. De inneholder vesentlige mengder (1,25 - 1,47 m-ekv.) av uomdannede benzylkloridgrupper. Når de er støpt og tørket, danner lateksene hydrofobe filmer som kan tverrbindes ved oksydativ herdning via butadien-dobbeltbinding-ene. Klormetylgruppene i de resulterende tverrbundne filmer er da tilgjengelige for kvaternisering slik at man får en ionisk membran. These results show that the particles swell significantly by 0.64 m-eq. of bound charge per grams of polymer or more. The high charge latexes cannot be concentrated above 35% solids without becoming very thick and, in many cases, without gelation. The latexes with 0.1 - 0.32 m-eq. bound charge per grams are very stable and have a low viscosity. They contain significant amounts (1.25 - 1.47 m-eq.) of unconverted benzyl chloride groups. When cast and dried, the latexes form hydrophobic films that can be cross-linked by oxidative curing via the butadiene double bonds. The chloromethyl groups in the resulting cross-linked films are then available for quaternization to give an ionic membrane.

Claims (8)

1. Vandig, kolloidal dispersjon av kationisk strukturert partikkel-lateks, karakterisert ved en ikke-ionisk, organisk polymerkjerne i form av en kopolymer av styren eller butadien eller en polymer av en akryl- eller metakrylester, og som er innkapslet av et tynt sjikt av en vann-uløselig organisk kopolymer av en etylenisk umettet, aktivert halogenmonomer i form av vinylbenzylklorid og som har pH-uavhengige kationiske grupper kjemisk bundet til kopolymeren ved eller nær partikkeloverflaten i en mengde av 0,01-0,5 mekv. pr. gram lateks-kopolymer og 0,4-2,5 mekv. pr. gram kopolymer i det tynne sjikt.1. Aqueous, colloidal dispersion of cationic structured particle latex, characterized by a nonionic, organic polymer core in the form of a copolymer of styrene or butadiene or a polymer of an acrylic or methacrylic ester, and which is encapsulated by a thin layer of a water-insoluble organic copolymer of an ethylenically unsaturated, activated halogen monomer in the form of vinyl benzyl chloride and having pH-independent cationic groups chemically bound to the copolymer at or near the particle surface in an amount of 0.01-0.5 meq. per grams of latex copolymer and 0.4-2.5 meq. per grams of copolymer in the thin layer. 2. Vandig, kolloidal dispersjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at mengden av kationiske grupper er 0,04-0,35 mekv. pr. gram strukturerte partikler og hvor mengden av kationiske grupper er mindre enn 1,6 mekv. pr. gram kopolymer i det tynne sjikt.2. Aqueous, colloidal dispersion as stated in claim 1, characterized in that the amount of cationic groups is 0.04-0.35 meq. per grams of structured particles and where the amount of cationic groups is less than 1.6 meq. per grams of copolymer in the thin layer. 3. Vandig, kolloidal dispersjon som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de kationiske grupper overveiende er sulfoniumgrupper, isotiouroniumgrupper, eller kvaternære ammoniumgrupper, og hvor de kvaternære ammoniumgrupper fortrinnsvis er pyridiniumgrupper.3. Aqueous, colloidal dispersion as stated in claim 1 or 2, characterized in that the cationic groups are predominantly sulfonium groups, isothiouronium groups, or quaternary ammonium groups, and where the quaternary ammonium groups are preferably pyridinium groups. 4. Vandig, kolloidal dispersjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at det vann-uløselige ko-polymersjikt har en tykkelse på ikke mer enn ca. 100 Å.4. Aqueous, colloidal dispersion as stated in claim 1, characterized in that the water-insoluble copolymer layer has a thickness of no more than approx. 100 Å. 5. Fremgangsmåte for fremstilling av en vandig, kolloidal dispersjon av kationisk strukturert, partikkelformig lateks som angitt i krav 1, ved å omsette, ved en temperatur på 0-80°C, (A) en lateks av kopolymerpartikler som har aktiverte halogener kjemisk bundet i seg, og (B) en vannstabil ikke-ionisk nukleofil som har evne til å diffundere gjennom vandige medier, karakterisert ved at det som lateks (A) anvendes en lateks som består av (1) en ikke-ionisk polymerkjerne i form av en kopolymer av styren eller butadien eller en polymer av en akryl- eller metakrylester, og som er innkapslet av et tynt sjikt av en vann-uløselig kopolymer av en etylenisk umettet, aktivert halogenmonomer i form av vinylbenzylklorid, eller (2) en kopolymer-lateks av (a), en etylenisk umettet, ikke-ionisk monomer som er blottet for aktivert halogen, og (b) en etylenisk umettet, aktivert-halogen-monomer, idet den totale mengde av det aktiverte halogen i lateks (A) er 0,01-1,4 mékv. pr. gram polymer og 0,4-2,5 mekv. pr. gram polymer i et tynt sjikt ved eller nær latekspartikkeloverflaten; idet lateks (A) fremstilles ved emulsjonspolymerisering ved 0-80°C i nærvær av en friradikal-katalysator og inneholder en liten, stabiliserende mengde av et kationisk overflateaktivt middel eller en blanding med dette, og ikke-ionisk overflateaktivt middel i en mengde som er mindre enn hva som kreves for å initiere nye partikler i nærvær av tilleggsmonomerer; hvorved pH-uavhengige kationiske grupper bindes kjemisk til partiklene ved eller nær partikkeloverflaten i en mengde som er tilstrekkelig til å tilveiebringe en hoveddel av lateksens kolloidale stabilitet.5. Process for producing an aqueous colloidal dispersion of cationically structured, particulate latex as set forth in claim 1, by reacting, at a temperature of 0-80°C, (A) a latex of copolymer particles having activated halogens chemically bound per se, and (B) a water-stable non-ionic nucleophile which has the ability to diffuse through aqueous media, characterized in that as latex (A) a latex is used which consists of (1) a non-ionic polymer core in the form of a copolymer of styrene or butadiene or a polymer of an acrylic or methacrylic ester, and which is encapsulated by a thin layer of a water-insoluble copolymer of an ethylenically unsaturated, activated halogen monomer in the form of vinyl benzyl chloride, or (2) a copolymer latex of (a), an ethylenically unsaturated, nonionic monomer devoid of activated halogen, and (b) an ethylenically unsaturated activated halogen monomer, the total amount of the activated halogen in latex (A) being 0.01-1.4 meq. per grams of polymer and 0.4-2.5 meq. per grams of polymer in a thin layer at or near the latex particle surface; in that latex (A) is produced by emulsion polymerization at 0-80°C in the presence of a free radical catalyst and contains a small, stabilizing amount of a cationic surfactant or a mixture thereof, and non-ionic surfactant in an amount which is less than that required to initiate new particles in the presence of additional monomers; whereby pH-independent cationic groups are chemically bound to the particles at or near the particle surface in an amount sufficient to provide a major part of the colloidal stability of the latex. 6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at reaksjonen utføres inntil de pH-uavhengige kationiske grupper er til stede i en mengde av 0,01-0,5 mekv. pr. gram kopolymer og i en mengde av 0,4-1,6 mekv. pr. gram polymer i det tynne overflatesjikt.6. Method as stated in claim 5, characterized in that the reaction is carried out until the pH-independent cationic groups are present in an amount of 0.01-0.5 meq. per grams of copolymer and in an amount of 0.4-1.6 meq. per grams of polymer in the thin surface layer. 7. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at den inkluderer det trinn å tilsette stabiliserende mengder av et kationisk overflateaktivt middel eller et ikke-ionisk overflateaktivt middel, eller en blanding derav etter kopolymeriseringstrinnet.7. Method as stated in claim 5, characterized in that it includes the step of adding stabilizing amounts of a cationic surfactant or a non-ionic surfactant, or a mixture thereof after the copolymerization step. 8. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at temperaturen holdes på 50-70°C under reaksjonen mellom lateks-kopolymeren (A) og nukleofilen (B), og at det som vannstabil nukleofil (B) anvendes (1) en tetra(C1~C4-alkyl)tiourea, eller en forbindelse av formel (2) RjSRj, (3) RjRjRjN, (4) RjR^P, (5) R'N (5)eller (6) P( (o) )3 hvor <R>1<#> R2, <R>3 enkeltvis er C^-C^-alkyl og R' er H eller C-^-C^-alkyl.8. Method as stated in claim 5, characterized in that the temperature is kept at 50-70°C during the reaction between the latex copolymer (A) and the nucleophile (B), and that the water-stable nucleophile (B) is used (1) a tetra (C1-C4-alkyl)thiourea, or a compound of formula (2) RjSRj, (3) RjRjRjN, (4) RjR^P, (5) R'N (5) or (6) P( (o) ) 3 where <R>1<#> R2, <R>3 is individually C₁-C₂-alkyl and R' is H or C₁-C₂-alkyl.
NO761329A 1975-04-21 1976-04-20 AROUND, COLLODIAL DISPERSON OF CATIONIC STRUCTURED PARTICLE LATEKE, AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SUCH NO149663C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/569,724 US4017442A (en) 1975-04-21 1975-04-21 Structured-particle latexes
US05/569,723 US4056501A (en) 1975-04-21 1975-04-21 Cationic structured-particle latexes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO761329L NO761329L (en) 1976-10-22
NO149663B true NO149663B (en) 1984-02-20
NO149663C NO149663C (en) 1984-05-30

Family

ID=27075128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO761329A NO149663C (en) 1975-04-21 1976-04-20 AROUND, COLLODIAL DISPERSON OF CATIONIC STRUCTURED PARTICLE LATEKE, AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SUCH

Country Status (11)

Country Link
JP (1) JPS51129446A (en)
AU (1) AU497808B2 (en)
BR (1) BR7602428A (en)
CA (1) CA1061495A (en)
DE (1) DE2617429A1 (en)
FI (1) FI62108C (en)
FR (1) FR2308660A1 (en)
GB (1) GB1533174A (en)
NL (1) NL182643C (en)
NO (1) NO149663C (en)
SE (1) SE431759B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2861402D1 (en) * 1977-08-17 1982-01-28 Dow Chemical Co A method for preparing a high strength composite and fibrous web comprising a dried composite
US4178205A (en) * 1977-08-17 1979-12-11 The Dow Chemical Company High strength non-woven fibrous material
US4452939A (en) * 1983-02-28 1984-06-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for the preparation of high molecular weight polymeric antidegradants
US4481337A (en) * 1983-09-19 1984-11-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for the preparation of modified polymers

Also Published As

Publication number Publication date
BR7602428A (en) 1976-10-19
NO149663C (en) 1984-05-30
FR2308660B1 (en) 1979-04-20
SE431759B (en) 1984-02-27
SE7604603L (en) 1976-10-22
AU497808B2 (en) 1979-01-11
FR2308660A1 (en) 1976-11-19
NL182643B (en) 1987-11-16
NO761329L (en) 1976-10-22
AU1234676A (en) 1977-10-13
FI62108C (en) 1982-11-10
DE2617429A1 (en) 1976-11-11
DE2617429C2 (en) 1989-04-20
NL7604029A (en) 1976-10-25
JPS51129446A (en) 1976-11-11
FI62108B (en) 1982-07-30
CA1061495A (en) 1979-08-28
GB1533174A (en) 1978-11-22
NL182643C (en) 1988-04-18
FI761081A (en) 1976-10-22
JPS6259137B2 (en) 1987-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4056501A (en) Cationic structured-particle latexes
US4337185A (en) Process for making cationic structured particle latexes using reactive polymeric surfactants
US4017442A (en) Structured-particle latexes
US3563946A (en) Process for latex manufacture
JPH0468324B2 (en)
US4002586A (en) Method for preparing cationic latexes
EP1090931B1 (en) Aqueous emulsion and process for producing the same
JPS6212242B2 (en)
SU791249A3 (en) Method of preparing carbochain polymers
JPH0250923B2 (en)
CA1161581A (en) Aqueous solution or dispersion of a styrene/maleic anhydride copolymer and process for the preparation thereof
NO149663B (en) AROUND, COLLODIAL DISPERSON OF CATIONIC STRUCTURED PARTICLE LATEKE, AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SUCH
US3458466A (en) Method for preparing latexes having improved properties
CA1056997A (en) Process for the production of vinyl chloride polymerizates
US4327004A (en) Aqueous dispersions of plastics in which the average diameter of the dispersion particles is in the range from about 50 to 500 nm, and a process for their preparation
US4771098A (en) Process for preparing acrylic resin dispersions
US3080334A (en) Method of increasing the particle size and solids content of synthetic rubber latex
TWI476217B (en) Low chloride polybutadiene
JPS6050201B2 (en) Method for producing vinyl chloride polymer
KR100400526B1 (en) Process for preparation of vinyl chloride resin having good foaming property
US4182809A (en) Inversion polymerization process for producing vinyl resins using a dual layer coating
JPS58103540A (en) Manufacture of aqueous dispersion of conjugate diene polymer
JPH04279637A (en) Fine holloy polymer particle and its production
JPH0832731B2 (en) Method for producing large particle size butadiene-based polymer latex
US3322737A (en) Preparation of water-resistant polymers employing sulfonium salts