NO159281B - Kolloidal dispersjon, fremgangsmaate for fremstilling av en slik, samt partikkelformig stoff for anvendelse ved fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en stabil, fluid, vandig, kolloidal dispersjon som er karakterisert ved at den består av en kontinuerlig vandig fase og en dispers fase av polymer/uorganisk faststoff, hvor de uorganiske partiklene i den disperse fase som har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn 0,6 fim, er dispergert i en matrise av vann-uløselig polymer av en hydrofob monomer slik at alle de uorganiske partikler holdes adskilt i bestemt avstand fra hverandre ved hjelp av den hydrofobe polymer.

Metaller, metalloksyder, pigmenter, fyllstoffer og andre uorganiske partikkelformige stoffer som har tendens til å agglomerere belegges ofte med, eller innkapsles i, hydrofobe polymerer for anvendelse i et stort utvalg av formål, f.eks. som elektroledende additiver for plast, tonere for elektrofotografiske formål og pigmenterte malinger. Konvensjonelt fremstilles slike partikkelformige stoffer ved (1) å behandle det uorganiske faststoff med syre, en kombinasjon av syre og base, alkohol eller en polymer-løsning; (2) å dispergere en addisjonspolymeriserbar monomer i en vandig dispersjon av et behandlet uorganisk faststoff og (3) å utsette den resulterende dispersjon for emulgerings/polymeri-seringsbetingelser. Eksempler på slike fremgangsmåter er beskrevet i US-patentskrifter nr. 4.048.136, 3.383.346, 3.935.340, 3.544.500 og 3.884.871. Dessverre viser disse fremgangsmåter mangler ved det at de ofte krever kostbare flertrinnsprosesser, forankringsmidler, funksjonelle additiver og stabiliseringsmidler. Dessuten må de polymere partikkelformige stoffer ofte anvendes

som viskøse pastaer eller tørre pulvere.

I et annet aspekt vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av en dispersjon som nevnt ovenfor, av et partikkelformig stoff av kolloidal størrelse, og fremgangsmåten er karakterisert ved følgende trinn: (1) å emulgere minst én hydrofob emulsjonspolymeriserbar monomer i en vandig kolloidal dispersjon av atskilte partikler av et uorganisk faststoff som har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn 0,6 ^m, idet dispersjonen holdes i stabil tilstand med et kjemisk dispergeringsmiddel og/eller overflateaktivt middel, og (2) å utsette den resulterende emulsjon for emulsjonspolymeriseringsbetingelser slik at det dannes en stabil, fluid, vandig, kolloidal dispersjon av partikkelstoffet, hvor hver partikkel av det uorganiske faststoff belegges med den hydrofobe polymer som resulterer fra polymerisasjonen, slik at i alt vesentlig alle de uorganiske partikler holdes adskilt i en viss avstand fra hverandre ved hjelp av den hydrofobe polymer.

I et tredje aspekt vedrører oppfinnelsen et partikkelformig stoff som har partikler av kolloidal størrelse, for anvendelse ved fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor, idet det partikkelformige stoff er karakterisert ved at partiklene består av en hydrofob polymermatrise og adskilte kolloidale partikler av et uorganisk faststoff med en gjennnomsnittlig diameter under 0,6 /nm dispergert i matrisen.

Partikkelformige stoffer i henhold til oppfinnelsen er spesielt nyttige ved anvendelser hvor det kreves et kolloidal-størrelsepartikkelstoff med magnetiske egenskaper. Eksempler på slike anvendelser inkluderer (1) separering av et vannblandbart fluid fra et vann-ublandbart fluid som beskrevet i US-patentskrift nr. 4.108.767; (2) klaringsprosesser som beskrevet i US-patentskrifter nr. 4.089.779 og 4.110.208; og (3) absorpsjon av e.l.m.-stråling. Slike iriatrisepartikkelstoffer er også nyttige i magnetiske malinger, elektrisk resistive barrierer og støpbare magnetiske pulvere, som tonere for elektrofotografiske anvendelser, elektroledende additiver for plast, pigmenter i maling og trykk-sverteblandinger og pigmentkjernelatekser. Slike partikkelstoffer anvendes gjerne som diagnostiske materialer for hvilke som helst formål for mennesker og dyr, som beskrevet i Nature. Vol. 270, s.259-261 (17. november 1977); Science. Vol. 200, s.1074-1076 (2. juni 1978) og US-patentskrift nr. 4.157.323; og som katalysatorer som f.eks. beskrevet i US-patentskrift nr. 4.157.323.

Uorganiske faststoffer som gjerne anvendes ved utførelse av oppfinnelsen er uorganiske materialer i form av kolloidale

partikler, d.v.s. som har diametere generelt under ca. 0,6 /xm, fortrinnsvis fra 0,005 til 0,4 /im, helst fra 0,005 til 0,1 /im og disse partikler har tendens til å danne aggregater hvis de ikke er behandlet med et dispergeringsmiddel eller overflateaktivt middel. Når de er dispergert i vann, har disse uorganiske partikkelstoffer tendens til å aggregere eller agglomerere ved henstand. Som et resultat av slik agglomerering setter de uorganiske partikler seg ofte til det lavere område av den

vandige dispersjon. Disse faststoffer er uløselige i vann og hydrokarbon og har ikke evne til å adsorbere mer enn 5 vekt% hydrokarbon, basert på vekten av faststoffet.

Eksempler på slike uorganiske fastsstoffer er uorganiske pigmenter som f.eks. titandioksyd, sinkoksyd, antimonoksyd, magnesiumoksyd, flyveaske, rødt oksyd, gult oksyd, sitronkrem og koboltblått; pulvere av metaller inklusive titan, kobber,

messing, gull og rustfritt stål; karbonater som f.eks. kalsium- og magnesiumkarbonater; fosfater som f.eks. kalsium- og blyfosfater, silisiumdioksyd og silikater som f.eks. leire og glasspartikler; kromater som f.eks. blykromat, metallsalter som f.eks. sølvklorid; inerte fyllstoffmaterialer som f.eks. titanater og talk; ferritter, og aluminiumhydrater. Av spesiell interesse er pulvere av metaller og metallegeringer som f.eks. aluminium, kobolt, jern, kobber, nikkel, krom, sink, palladium, sølv, ruthenium, platina, gull, rhodium, bly og legeringer av disse metaller. Også av interesse er oksydene av slike metaller, spesielt magnetiske oksyder som f.eks. av jern, nikkel, kobolt eller legeringer derav, såvel som oksyder av andre elementer som f.eks. titandioksyd og silisiumdioksyd. Av spesiell interesse er titandioksyd som fortrinnsvis er i form av partikler med gjennomsnittsdiameter i området fra 0,2 til 0,4 nm, silisiumdioksyd som fortrinnsvis er i form av partikler med gjennomsnittsdiameter fra 0,005 til 0,2 /zm, og de magnetiske jernoksyder av formel Fe304 som er i form av findelte magnetiske partikler eller ferrofluider som f.eks. slike som er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.981.844, fortrinnsvis slike som har en gjennomsnittlig partikkeldiameter i området fra 0,005 til 0,1 nm.

Typisk er slike ferrofluider vandige dispersjoner av magnetiske partikler som fremstilles ved fremgangsmåtér som normalt anvendes for oppdeling av metaller og deres malmer, f.eks. knusing og elektrolyse eller ved utfellingsmetoder. I begge tilfeller anvendes kjemiske dispergeringsmidler og/eller overflateaktive midler for å holde de vandige dispersjoner i rimelig stabil tilstand. Lignende vandige kolloidale dispersjoner av ikke-magnetiske, uorganiske faststoffer fremstilles ved konvensjonelle teknikker som anvendes ved produksjon av kolloidalt gull, kalsiumkarbonat, titandioksyd og silisiumdioksyd. Eksempler på slike metoder er beskrevet av A. King i Inorganic Preparations, Van Nostrand (1936); H.N.Holmes i Manual of Colloid Chemistry, MacMillan (1922); R.R. Myers et al. i Pigments, Marcel-Dekker

(1975) og Angew. Chem., International Ed., Vol. 19, 190-196

(1980).

De hydrofobe monomerer som anvendes ved utførelse av oppfinnelsen er i alt vesentlig vann-ublandbare, dvs. at monomeren danner en separat fase når 5 g monomer blandes med 100 g vann. Slike vann-ublandbare monomerer vil polymerisere under emulsjonspolymerisasjonsbetingelser for dannelse av en vann-uløselig polymer som vil eksistere i form av en stabil, vandig, kolloidal dispersjon, vanligvis ved hjelp av egnede overflate-.aktive mkdler. Eksempler på egnede hydrofobe monomerer inkluderer monovinyliden-aromatiske monomerer, f.eks. styren, vinyl-toluen, t-butylstyren, klorstyren, vinylbenzylklorid og vinyl-pyriden; alkylestere av a, (3-etylenisk umettede syrer som f .eks. etylakrylat, metylmetakrylat, butylakrylat og 2-etylheksyl-akrylat; umettede estere av mettede karboksylsyrer som f.eks. vinylacetat, umettede halogenider som f .eks. vinylklorid og vinylidenklorid; umettede nitriler som f.eks. akrylnitril; diener som f .eks. butadien og isopren; og lignende. Av disse monomerer foretrekkes de monovinyliden-aromatiske forbindelser som f.eks. styren, og alkylakrylatene som f.eks. butylakrylat.

I tillegg til slik hydrofob monomer kan det anvendes re-lativt små andeler, f.eks. under 10, fortrinnsvis under 10, vekt% basert på .den totale monomerkomponent, av den vannløse-lige monomer som f.eks. en etylenisk umettet karboksylsyre eller dens salt som f.eks. akrylsyre eller natriumakrylat; metakrylsyre, itakonsyre og maleinsyre; et etylenisk umettet karboksamid som f.eks. akrylamid; vinylpyrrolidon; hydroksy-alkylakrylater og metakrylater, f.eks. hydroksyetylakrylat, hydroksypropylakrylat og hydroksyetylmetakrylat; amino-alkylestere av umettede syrer som f.eks. a-aminoetylmetakrylat; epoksyfunksjonelle monomerer som f.eks. glycidylmetakrylat; sulfoalkylestere av umettede syrer som f .eks. 2-sulfoetyl-metakrylat; etylenisk umettede kvaternære ammoniumforbindel-ser som f.eks. vinylbenzyltrimetylammoniumklorid.

Det er imidlertid kritisk at slike vannløselige monomerer ikke anvendes i mengder som er tilstrekkelig til å gjøre den resulterende polymer løselig i vann. Spesielt effektive mono-meroppskrifter for utførelse av oppfinnelsen er slike som inneholder 20-90 vekt% styren, 10-80 vekt% alkylakrylat som f.eks. butylakrylat, og 0,01-2 vekt% av de umettede karboksylsyrer som f.eks. akrylsyre, alle basert på vekten av totale monomerer.

Ved utførelsen av oppfinnelsen foretrekkes det innled-ningsvis å fremstille en vandig kolloidal dispersjon av det uorganiske faststoff ved å bringe faststoffet i kontakt med en vandig løsning av et vannløselig overflateaktivt middel eller emulgeringsmiddel og derved danne dispersjonen som inneholder fra ca. 5 til ca. 70. vekt% av det uorganiske faststoff. Typisk inkluderer egnede overflateaktive midler eller emulgatorer salter av fettsyrer som f.eks. kalium-oleat, metall-alkylsulfater som f.eks.- natriumlaurylsulfat, salter av alkyl-arylsulfonsyrer som f.eks. natriumdodecylbenzensulfonat, polysåper som f.eks. natriumpolyakrylat og alkalimetallsalter av metylmetakrylat/2-sulfoetylmetakrylat-kopolymerer og andre sulfoalkylakrylat-kopolymerer, og andre anioniske overflateaktive midler som f .eks. diheksylesteren av natriumsulforavsyre; ikke-ioniske overflateaktive midler som f.eks. de ikke-ioniske kondensater av etylenoksyd med propylenoksyd, etylen-glykol og/eller propylenglykol; og kationiske overflateaktive midler som f .eks. alkylaminguanidin-polyoksyetanoler, så vel "som et stort utvalg av micelle-genererende substanser som beskrevet av D.C. Blackley i Emulsion Polymerization, Wiley and Sons, kap. 7 (1975) og andre overflateaktive midler angitt i McCutcheon's Detergents and Emulsifiers, 1980 Annual, North American Edition, McCutcheon, Inc., Morristown, NJ. Også in-. kludert blant de egnede overflateaktive midler er de overflateaktive polymerer (ofte kalt polysåper), f.eks. slike som er beskrevet i US-patentskrift nr. 3 96 5 032. Av de egnede overflateaktive midler foretrekkes de anioniske varieteter, f.eks. kaliumsaltene av funksjonaliserte oligomerer, f.eks. Polywet-varianter solgt av Uniroyal Chemical. Slike overflateaktive midler eller emulgatorer anvendes i mengder som er tilstrekkelig til å tilveiebringe en stabil dispersjon av det uorganiske faststoff i vann. Fortrinnsvis anvendes slike overflateaktive midler i konsentrasjoner i området fra 0,2 til 10, helst fra 1 til 6, vekt% basert på den vandige fase. Spesielt ønskelige prosesser for dannelse av slike vandige kolloidale dispersjoner av uorganiske faststoffer er beskrevet i US-patentskrifter nr. 3 826 667, 3 981 844, 3 843 540 og Industrial Engineering Production og Research Development, Vol. 19, 147-151 (1980).

De vandige dispersjoner av uorganisk faststoff kombineres deretter med den vann-ublandbare monomer slik at det dannes ønsket emulsjon ved normale blandeprosesser, f.eks. ved å føre både dispersjonen og monomeren gjennom en høyskjærkraft-mikse-innretning som f.eks. en Waring blender, homogenisator eller ultralydmikser. Alternativt og fortrinnsvis tilsettes monomeren kontinuerlig til den vandige dispersjon av uorganisk faststoff under polymerisasjonen. Monomeren er fordelaktig i form av en vandig emulsjon av monomeren, og denne emulsjon holdes av en vannløselig monomer og/eller en vannløselig emulgator som beskrevet tidligere. Som et annet alternativ kan den vandige emulsjon av uorganisk faststoff og vann-ublandbar monomer fremstilles ved tilsetning av kolloidalstørrelse-uorganiske partikler til en eksisterende vandig emulsjon av monomer. I slike tilfeller er det ofte ønskelig å tilsette ytterligere emulgator til emulsjonen før eller samtidig med tilsetningen av det uorganiske faststoff.

I emulsjonen av uorganisk faststoff og vann-ublandbar monomer er vannfasen til stede i en andel som er tilstrekkelig til å være den kontinuerlige fase i emulsjonen. Det uorganiske faststoff er til stede i andeler som er tilstrekkelig til å tilveiebringe matrisepartikkelstoffet, med de ønskede karakteristika, f .eks. magnetiske egenskaper, pigmentering osv. Den vann-ublandbare monomer er til stede i en andel som er tilstrekkelig til å omhylle eller innkapsle det uorganiske faststoff når det er polymerisert, og tilstrekkelig emulgator og/ eller overflateaktivt middel er til stede for å tilveiebringe en vandig kolloidal emulsjon som er tilstrekkelig stabil til å bli utsatt for emulsjonspolymerisasjonsbetingelser. Fortrinnsvis inneholder emulsjonen fra 0,1 til 25 vekt% uorganisk faststoff, fra 1 til 30 vekt% av monomer og en gjenværende mengde av vannfasen inklusive emulgator (overflateaktivt middel), katalysator og lignende.

Emulsjonspolymerisasjonsbetingelsene som anvendes ved ut-førelse av oppfinnelsen er generelt konvensjonelle friradikal-typepolymerisasjoner som utføres i nærvær av en radikal-initia-tor, f.eks. en peroksygenforbindelse, en azokatalysator eller ultrafiolett lys. Fortrinnsvis utføres en slik polymerisasjon

i nærvær av en vannløselig peroksygenforbindelse ved temperaturer i området fra ca. 50 til 90°C. Emulsjonen agiteres generelt under polymerisasjonsperioden for å opprettholde adekvat matings-overføring. Konsentrasjonen er normalt i området fra ca.

0,005 til 8, fortrinnsvis fra ca. 0,01 til 5, vekt% basert på total monomer.

Eksempler på passende katalysatorer inkluderer uorganiske persulfatforbindelser, f.eks. natriumpersulfat, kaliumpersulfat, ammoniumpersulfat; peroksyder som f.eks. hydrogenperoksyd, t-butylhydroperoksyd, dibenzoylperoksyd og dilauryoylperoksyd; azo-katalysatorer, f .eks. azobisisobutyronitril, og andre van-lige friradikal-utviklende forbindelser. Også egnet er forskjellige former av friradikal-utviklende strålingshjelpemid-ler, som f.eks. ultrafiolette stråler, elektronstråler og gamma-stråler. Alternativt kan et redoxkatalysatorpreparat anvendes hvor polymerisasjonstémperaturen varierer fra ca.

.25 til 80°C. Eksempler på redoxkatalysatorpreparater inkluderer en peroksygenforbindelse som beskrevet tidligere, fortrinnsvis kaliumpersulfat eller t-butylhydroperoksyd, og en reduserende komponent som f.eks. natrium-metabisulfitt og natriumformaldehyd-hydrosulfitt. Det er også passende å anvende forskjellige kjedeoverføringsmidler, f.eks. merkaptaner, f.eks. dodecylmerkaptan; dialkylxantogendisulfider; diaryl-disulfider og andre som er angitt i Blackley, supra, kap.8

i konsentrasjoner som beskrevet der.

Etter emulsjonspolymerisasjonen kan emulsjonspolymerisa-tet tappes ut av polymerisasjonskaret og (1) emulsjonen anvendes som den er eller (2) den uomsatte monomer og andre flyk-tige stoffer fjernes for dannelse av en konsentrert emulsjon og deretter anvendes, eller (3) matrisepartikkelstoffet kan separeres fra den vandige kontinuerlige fase i dispersjonen ved konveris jonelle hjelpemidler, f .eks. tørking under vakuum. Det tørkede matrisepartikkelstoff inneholder fortrinnsvis

1-70 vekt% uorganisk fast stoff og 99-30 vekt% polymermatrise.

De følgende eksempler gis for å illustrere oppfinnelsen og skal ikke tas som begrensning av dens ramme. Med mindre annet er angitt, betyr alle deler og prosenter vekt.

Eksempel 1

En vandig dispersjon av jernoksyd (Fe^O^) fremstilles ved den fremgangsmåte som er beskrevet i tabell I, fotnote (2).

Til en trehalskolbe utstyrt med rører, to tilsetningstrakter og en kjøler tilsettes en blanding av 507 g av den 28,3 %-faststoffsdispersjon av Fe^O^ (200 gauss og gjennomsnittlig partikkelstørrelse mindre enn 0,5 pm) og 203 g avionisert vann. Blandingen oppvarmes så under nitrogenatmosfære til 90°C mens blandingen omrøres. Ved denne temperatur på 90°C innføres en monomerstrøm og en strøm av vandig overflateaktivt middel separat via de to tilsetningstrakter inn i kolben, idet hver strøm innføres i en hastighet av 5,5-6,0 ml i et tidsrom av 90 minutter. Monomerstrømmen består av 64 g styren,

16 g butylakrylat og 3,0 g t-butylhydroperoksyd. Den vandige strøm består av 80 g avionisert vann, 1,25 g av et kaliumsalt av en funksjonalisert oligomer solgt under

handelsbetegnelsen "Polywet KX-4" og 2,0 g natriumformaldehyd-hydrosulfitt. Den resulterende reaksjonsblanding omrøres og holdes under nitrogen ved 90°C i ytterligere en halv time.

Den resulterende lateks med faststoffinnhold 24,6 % konsentreres ved destillering under vakuum-til en lateks med faststoffinnhold 29,7 % som har dispergerte partikler med en polymer såvel som magnetisk karakteristikk. Partiklene har en snever partikkelstørrelsefordeling og en gjennomsnittspartikkeldiame-ter på 0,107 nm, bestemt ved hydrodynamisk kromatografi. Lateksen forblir stabil i et pålagt magnetisk felt på 60 gram og oppviser egenskaper som er felles for magnetiske kolloider. F.eks. er sliké magnetiske kolloider magnetiserbare væsker som øyeblikkelig demagnetiseres ved fjerning av et magnetisk felt og får en gjenstand til å sveve ved påføring av et magnetisk felt. Magnetisering av lateksen ved hjelp av en Collpits oscillator-kretsteknikk, beskrevet av E.A. Peterson et al. i Journal of Colloidal and Interfacial Science, 70, 3 (1977), an-slås til 135 gauss.

Eksempel 2

En blanding av 7 g Ferrofluid A-05 (200 gauss, 25,7 % faststoff^ 1 g av en 10 % vandig løsning av diheksylesteren av natriumsulforavsyre'og 140 g vann omdannes til en vandig dispersjon med en ultrasonisk sonde som opererer ved 90 % kapasitet i 2 minutter. Den resulterende dispersjon tilsettes til 15 g styren som inneholder 0,1855 g t-butylperoksyd. Dispersjonen oppvarmes med agitering under nitrogenatmosfære til 93°C.

En 0,05 g porsjon av natriumformaldehyd-hydrosulfitt oppløst i 2 ml vann innføres i dispersjonen. Polymerisasjonsreaksjonen fortsettes i 2 timer slik at det dannes en vandig kolloidal dispersjon som inneholder 10,3 % faststoff. Det resulterende matrisepartikkelstoff utvinnes i form av en vandig dispersjon som er responsiv for et magnetisk felt. Elektromikrografier av individuelle matrisepartikler viser at de har en polymermatrise som omhyller adskilte partikler av Ferrofluid. Mange matrisepartikler er observert å inneholde mer enn én adskilt partikkel av magnetisk jernoksyd. Den gjennomsnittlige partikkeldiameter for matrisepartikkelstoffet er ca. 0,085Mm.

Eksempel 3

En 40 g porsjon av Ferrofluid A-01 (50 gauss) som inneholder 7,2 % faststoff sentrifugeres på en høyhastighets--laboratoriesentrifuge i 6 timer ved 17 000 opm. En 3,8 g porsjon sediment (60 % faststoff) utvinnes fra sentrifugérin-gen og redispergeres i 15 g av en vandig løsning som inneholder 5 % kaliumoleat og 3,2 g av en vandig løsning som inneholder 4 % av diheksylestere av natriumsulforavsyre. Den resulterende dispersjon kombineres med 230 g avionisert vann og agiteres deretter under anvendelse av en ultrasonisk sonde. Til den resulterende dispersjon tilsettes 25 g styren og 0,2 g t-butylperoksyd. Dispersjonen oppvarmes under nitrogen med agitering til en temperatur på 90°C. Dispersjonen inneholder 0,88 % Fe304, 0,3 % kaliumoleat, 0,04 % av diheksylesteren, 9,1 % styren og 0,76 % t-butylperoksyd. På dette punkt inn-føres 0,05 g natriumformaldehydhydrosulfitt oppløst i 2 ml vann i dispersjonen, og polymerisasjonsreaksjonen tillates å skride frem i 30 minutter. Etter dette tidsrom utvinnes en polymermatfiselateks med faststoffinnhold 9,4 %, av polymermatrise-jernpartikler, hvor gjennomsnittspartikkeldiameteren til matrisepartiklene er 0,08 nm.

Eksempel 4

En 3,8 g prøve av sedimentet som ble fremstilt i eksempel 2 dispergeres i 15 g av en vandig løsning av 5 % kaliumoleat. Denne dispersjon kombineres med 220 g avionisert vann og agiteres med en ultrasonisk sonde. Til denne dispersjon tilsettes 25 g styren og 0,196 g t-butylhydroperoksyd. Denne dispersjon inneholder 0,9 % Fe304, 0,28 % oleat, 9,47 % styren og 0,07 % t-butylperoksyd. Den resulterende dispersjon oppvarmes under nitrogen med agitering til 90°C, og 0,05 g natriumformaldehyd-hydrosulfitt tilsettes til dispersjonen. Reaksjonen tillates å skride frem i 30 minutter. Den resulterende lateks av innkapslede jernpartikler inneholder 7,4 % faststoff.

Lignende resultater oppnås med den foran beskrevne fremgangsmåte når natriumlaurylsulfat, natriumdiheksylsulfosuksi-nat, metylmetakrylat/2-sulfoetylmetakrylat/akrylsyre(67/6/27)-terpolymer, metylmetakrylat. (80/20)-kopolymer, metylmetakrylat/- 2-sulfoetylmetakrylat(85/15)-kopolymer eller blanding av to eller flere av samme substitueres for kaliumoleat. I disse polymerer representerer tallene i parentes molprosent av de enkelte monomerer.

Eksempel 5

I. Dispersjon av uorganisk faststoff

Med unntagelse av det magnetiske jernoksyd i prøve nr. 11 i følgende tabell fremstilles flere pigmentdispersjoner ved dispergering av det pigment som er spesifisert i tabell I

i en vandig løsning av et kaliumsalt av en funksjonalisert oligomer som selges med handelsbeteg-

nelsen "Polywet KX-4". Dispersjonen av magnetisk jernoksyd fremstilles som angitt i fotnote (2) i den følgende tabell. Dispersjon oppnås ved å anvende en ultrasonisk sonde 3 ganger, som går ved 90 % kapasitet i 5 minutter hver gang. Dispersjonen får stå natten over, og toppsjiktet som inneholder det kolloidale dispergerte pigment dekanteres og bevares for den påfølgende polymerisasjon.

II. Polymerisering

Hver av de foran nevnte pigmentdispersjoner utsettes for følgende emulsjonspolymerisasjonsmetode.

En blanding av 14,5 g av en av de pigmentdispersjoner som er spesifisert i tabell I, 150 g avionisert vann og 1,7 g av IN NaOH fremstilles ved anvendelse av en ultrasonisk sonde som opererer ved 90 % kapasitet i 4 minutter. Denne blanding satses til en 1 liters trehalskolbe forsynt med rører, kjøler og to tilsetningstrakter. Blandingen oppvarmes under agitering under nitrogen til 90°C. En monomerstrøm som består av 20 g styren og 20 g butylakrylat og en vandig strøm som består av 45 g avionisert vann, 1,5 g av en 40 % løsning av Polywet KX-4 i vann, 1 g av IN NaOH og 0,75 g natriumpersulfat tilsettes hver i en hastighet av ca. 2 ml/min. Etter tilsetning av av monomeren og den vandige strøm holdes den resulterende reaksjonsblanding under nitrogen og med agitering ved 90°C i 40 minutter. Den resulterende lateks anbringes under vakuum med agitering for fjerning av uomsatt monomer og vann, og det tilveiebringes derved en lateks, her kalt "en dispersjon av et matrisepartikkelstoff".

De forskjellige vandige dispersjoner av matrisepartikkel-stof f er er beskrevet i tabell I.

Eksempel 6

Under anvendelse av en Waring blender dispergeres en 150 g porsjon av titandioksyd. som har gjennomsnittlig par-tikkelstørrelse i området 0,2-0,4 Mm, i 350 g avionisert vann som inneholder 0,3 g av et etanolert alkylguanidinamin-kompleks med handelsbetegnelsen

Aerosol C-6. Den resulterende dispersjon kombineres deretter ved blanding med 240 g avionisert vann som inneholder 15 g av en 40 % løsning av Polywet KX-4 i vann.

Dispersjonen (471 g) kombineres med 248 g avionisert vann, 4 g av en 40 % løsningav Polywet KX-4 i vann, 3 g IN NaOH og 0,8 g av en 1 % løsning av pentanatriumsaltet av (karboksymetylimino)bis(etylen-nitril)tetraeddiksyre i vann. Den resulterende blanding satses til en 3-halskolbe som er forsynt med rører, to tilsetningstrakter og kjøler. Blandingen omrøres og oppvarmes under nitrogen til 90°C. Ved denne temperatur innføres (1) en monomers.trøm som består av 40 g styren og 40 g butylakrylat og (2) en vandig strøm som består av 80 g avionisert vann, 10 g av en 40 % løsning av Polywet KX-4 i vann, 2,2 g Na2S20Q og 9 g av IN NaOH i kolben, idet hver strøm innføres i en hastighet av ca.

2 ml/min. Etter tilsetningen av monomeren og de vandige strømmer holdes den resulterende blanding ved 90°C under nitrogen og med agitering i ytterligere 30 minutter. Den resulterende lateks som inneholder 19,4% faststoff konsentreres via evakuering til en dispersjon med faststoffinnhold 55%, som er en bimodal dispersjon hvor én modus har en gjennomsnittlig partikkeldiameter på 0,65 /im og den annen modus en gjennomsnittlig partikkeldiameter på

0,11 /im.

Det fremstilles et belegg av lateksen som oppviser utmerket opasitet.

Claims (9)

1. Stabil, fluid, vandig, kolloidal dispersjon, karakterisert ved at den består av en kontinuerlig vandig fase og en dispers fase av polymer/uorganisk faststoff, hvor de uorganiske partiklene i den disperse fase som har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn 0,6 /im, er dispergert i en matrise av vann-uløselig polymer av en hydrofob monomer slik at alle de uorganiske partikler holdes adskilt i bestemt avstand fra hverandre ved hjelp av den hydrofobe polymer.

2. Dispersjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at det uorganiske faststoff er magnetisk og at dispersjonen oppviser de karakteristika som et magnetisk kolloid har.

3. Fremgangsmåte for fremstilling av en dispersjon i henhold til krav 1 av et partikkelformig stoff av kolloidal størrelse, karakterisert ved følgende trinn: (1) å emulgere minst én hydrofob emulsjonspolymeriserbar monomer i en vandig kolloidal dispersjon av atskilte partikler av et uorganisk faststoff som har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn 0,6 /im, idet dispersjonen holdes i stabil tilstand med et kjemisk dispergeringsmiddel og/eller overflateaktivt middel, og (2) å utsette den resulterende emulsjon for emulsjonspolymeriseringsbetingelser slik at det dannes en stabil, fluid, vandig, kolloidal dispersjon av partikkelstoffet, hvor hver partikkel av det uorganiske faststoff belegges med den hydrofobe polymer som resulterer fra polymerisasjonen, slik at i alt vesentlig alle de uorganiske partikler holdes adskilt i en viss avstand fra hverandre ved hjelp av den hydrofobe polymer.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at den vandige dispersjon av det uorganiske faststoff fremstilles ved å bringe faststoffet i kontakt med en vandig løsning av et vannløselig overflateaktivt middel og at det samme overflateaktive middel anvendes for emulgering av monomeren i den vandige dispersjon av uorganisk faststoff.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at et vannløselig overflateaktivt middel anvendes for å emulgere den hydrofobe monomer, idet det overflateaktive middel er et kaliumsalt av en funksjonalisert oligomer eller et salt av en fettsyre.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at det som monomer anvendes en monovinyliden-aromatisk monomer, en alkylester av en etylenisk umettet karboksylsyre eller en blanding derav.

7. Partikkelformig stoff som har partikler av kolloidal størrelse, for anvendelse ved fremgangsmåten i henhold til krav 3, karakterisert ved at partiklene består av en hydrofob polymermatrise og adskilte kolloidale partikler av et uorganisk faststoff med en gjennnomsnittlig diameter under 0,6 dispergert i matrisen.

8. Partikkelformig stoff som angitt i krav 7, karakterisert ved at det uorganiske faststoff er jernoksyd, titandioksyd, kalsiumkarbonat, silisiumdioksyd, sinkoksyd eller leire, og at det partikkelformige stoff inneholder 1-70 vekt% av uorganisk faststoff og 30-99 vekt% av matrisepolymer.

9. Partikkelformig stoff som angitt i krav 7, karakterisert ved at det uorganiske faststoff er titandioksyd og at det partikkelformige stoff er et som er bimodalt hvor den ene modus har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse i området 0,1-0,15 /im og den annen modus har en gjennomsnittlig partikkeldiameter i området 0,6-0,75 /im.