NO176246B - Interpolymerer latekser fra estere av metakrylsyre og vinylestere av forgrenede karboksylsyrer - Google Patents

Interpolymerer latekser fra estere av metakrylsyre og vinylestere av forgrenede karboksylsyrer Download PDF

Info

Publication number
NO176246B
NO176246B NO904793A NO904793A NO176246B NO 176246 B NO176246 B NO 176246B NO 904793 A NO904793 A NO 904793A NO 904793 A NO904793 A NO 904793A NO 176246 B NO176246 B NO 176246B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
weight
acid
vinyl ester
acrylic acid
component
Prior art date
Application number
NO904793A
Other languages
English (en)
Other versions
NO904793L (no
NO904793D0 (no
NO176246C (no
Inventor
Henricus Paulus Huber Scholten
Martine Madeleine Chri Slinckx
Marc Stephen Sonderman
Uwe Schulz
Jan Vermeulen
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO904793D0 publication Critical patent/NO904793D0/no
Publication of NO904793L publication Critical patent/NO904793L/no
Publication of NO176246B publication Critical patent/NO176246B/no
Publication of NO176246C publication Critical patent/NO176246C/no

Links

Classifications

    • 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
    • C08F218/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid
    • C08F218/02Esters of monocarboxylic acids
    • C08F218/04Vinyl esters
    • C08F218/10Vinyl esters of monocarboxylic acids containing three or more carbon atoms
    • 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
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1808C8-(meth)acrylate, e.g. isooctyl (meth)acrylate or 2-ethylhexyl (meth)acrylate
    • 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
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52Amides or imides
    • C08F220/54Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56Acrylamide; Methacrylamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08L33/12Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C09D133/12Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår interpolymerer av estere av (met)akrylsyre og vinylestere av karboksylsyrer med forgrenet kjede, samt latekser som inneholder slike interpolymerer.
BP nr. 967 479 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av en stabil lateks omfattende kopolymerisering av en monomerblanding som inneholder
(1) en vinylester av mettede alifatiske monokarboksylsyrer, hvor karboksylgruppene er forbundet med tertiære og/eller kvaternære karbonatomer, (2) en alkylester av en polymeriserbar alfa,beta-etylenisk umettet karboksylsyre, og (3) fra 0,5 til 5 vekt% av total monomer av en alfa,beta-etylenisk umettet karboksylsyre,
i en vandig emulsjon ved en temperatur mellom 0°C og 90°C under anvendelse av en fri-radikal-initiator.
Mer spesielt i eksemplene I - IX anvendes monomer-for-blandinger som startmaterialer, idet disse blandinger som eneste alkylester av alfa,beta-etylenisk umettet karboksyl-syrekomponent omfatter etylakrylat eller propylakrylat eller metylmetakrylat, mens det som vinylester av mettet, forgrenet alifatisk monokarboksylsyre-komponent, blant annet anvendes blandinger av forskjellige karboksylsyrer som inneholder fra 7 til 19 karbonatomer.
Videre er det på s. 3 og i krav 8 i denne publikasjon nevnt som foretrukket kombinasjon av utgangsmonomerer,
monomer av etylakrylat og vinylpivalat med metakrylsyre i mengder fra hhv. 60 til 82 deler etylakrylat, fra 17 til 3 9 deler vinylpivalat og fra 1 til 3 deler metakrylsyre.
Denne fremgangsmåte er blitt funnet å tilveiebringe bare utilstrekkelige polymerisasjonsutbytter, slik at lateksene som oppnås fremdeles inneholder en betydelig mengde rest-monomerer. Nærværet av frie monomerer i lateksene betraktes som ufordelaktig. Disse frie monomerer bidrar i betydelig grad til lukten av lateksene og latekspulverne, de har øde-leggende virkning på lateksstabiliteten, og når det gjelder belegganvendelser, har de vist seg å ha en negativ virkning med hensyn til hardhet, varighet ved utendørs bruk og klebe-motstand for filmer som er dannet ved tørking av lateksene.
Videre er det fra toksisitetssynspunkt ønskelig å mini-mere frie monomerer.
Det er tidligere gjort mange anstrengelser for å øke disse polymerisasjonsutbytter, samt forbedre egenskapene av de til slutt dannede filmer etter tørking av lateksene, f.eks. omfattende beleggblandinger.
US-patent nr. 4 397 984 beskriver en vandig papirbelegg-blanding, som i hovedsak omfatter et fint fordelt pigment og en emulsjons-kopolymer av
(a) fra 30 til 80 vekt% alkylakrylater eller blandinger av slike forbindelser og di(alkyl)maleater, idet alkyl-gruppen inneholder fra 4 til 8 karbonatomer; (b) fra 8 til 3 0 vekt% akrylsyre og/eller metakrylsyre; (c) fra 0 til 50 vekt% vinylpropionat, vinylacetat, metyl-akrylat, etylakrylat og/eller vinyl-a-forgrenet mono-karboksylat inneholdende 10 karbonatomer i karboksyl-syreresten; (d) fra 0 til 5 vekt% akrylamid, metakrylamid, vinylsulfon-syre, 2-akrylamid-2-metylpropansulfonsyre og/eller
akrylnitril; og
(e) fra 0 til 3 0 vekt% av tverrbindende monomerer,
i form av en vandig dispersjon, som eneste bindemiddel eller fortykningsmiddel.
Videre kunne det ikke oppnås en akseptabel omvandlings-grad som lå tett opptil det teoretisk forventede utbytte for polymeriseringen, noe som er årsak til de forannevnte uattraktive egenskaper for beleggfilm, samt toksisitet.
Det er imidlertid fremdeles en generelt forekommende oppfatning blant fagfolk at alkylmetakrylater og/eller alkylakrylater og vinylestere med en stor forgrenet karbonkjede er ekstremt vanskelig å kopolymerisere til en i hovedsak til-feldig kopolymer, på grunn av store forskjeller i reaktivi-teten for de tilhørende monomerer. Kopolymeriseringen av monomerpar til en polymerdispersjon ved lavere temperaturer hvor beleggfilmen har attraktive egenskaper har derfor vært betraktet som heller vanskelig eller til og med umulig, noe som kan utledes fra f.eks. VeoVa Technical Manual VM 2.1, s. 7 og 8, Technical Bulletin, utgitt juni, 1988 (VeoVa er et varemerke).
Denne forestilling kunne også utledes fra forelesninger holdt under ATIPIC-konferansen, Louvain-la-Neuve, Belgia, 11. september, 1989, og under NWT-konferansen, Rotterdam, Neder-land, 23. mai, 1989.
I tillegg kan de teoretisk forventede utbytter ikke oppnås fordi noen av monomerene ikke polymeriserer, og er årsak til de forannevnte uattraktive egenskaper.
På grunn av en økende nødvendighet av miljøvennlige vandige belegg som har mer attraktive egenskaper, og/eller som er oppnådd ved hjelp av en mer pålitelig og effektiv kopolymerisering, ble det rettet intensiv ytterligere forskning mot utviklingen av latekser inneholdende en interpolymer av vinylacetat og vinylestere av én eller flere tertiære karboksylsyrer. Slike latekser som inneholder interpolymerer er kjent for å vise akseptable egenskaper for anvendelse i belegg. Kjente utførelser av slike kopolymerblandinger anvendes som basis for matte emulsjonsmalinger og emulsjonsmalinger med silkefinish, enten som sådanne eller etter tørking under dannelse av latekspulvere, i mørtelblandinger, som kjent fra f.eks. EPA nr. 315 2 78 og US-patent nr. 3 654 209.
Som en følge av krav fra moderne beleggindustri, var det klart at slike interpolymere blandinger måtte forbedres ytterligere når det gjaldt mekaniske egenskaper, kjemisk motstandsdyktighet og vannmotstandsdyktighet for den endelig oppnådde beleggfilm etter tørking av beleggblandingene som inneholder disse interpolymerer.
Mer spesielt vil det være klart at det er et sterkt ønske å forbedre lateksenes egenskaper videre for å kunne tilfredsstille kravene for glans-emulsjonsmalinger og anti-korrosjonsmalinger. Videre er det behov for en effektiv og pålitelig prosess for fremstilling av slike latekser for å muliggjøre en økonomisk attraktiv fremstillingsmåte.
Som et resultat av omfattende forskning og prøving, ble det overraskende funnet slike tilsiktede interpolymer-blandinger som oppviste en svært attraktiv kombinasjon av egenskaper, så som høy monomeromvandling og fryse-/opp-tiningsstabilitet for lateksen, samt kjemisk stabilitet, alkalimotstandsdyktighet, og lysmotstandsdyktighet for lateksfiImen.
I henhold til dette, er det tilveiebrakt en gruppe interpolymerer som er kjennetegnet ved at de kan fremstilles fra en utgangs-komonomerblanding, som omfatter (a) metylmetakrylat;
(b) 2-etyiheksylakrylat; (c) vinylesteren av syren Versatic® 9, som representerer en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur, og hvor syreandelen inneholder 9 karbonatomer, eventuelt blandet med en ubetydelig mengde av vinylesteren av Versatic-10-syre, som er betegnelsen for en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur, og hvor syreandelen inneholder 10 karbonatomer ; (d) en stabiliserende monomer, valgt fra gruppen som omfatter akrylsyre, metakrylsyre, akrylamid, metakrylamid, diacetonakrylamid og natriumvinylsulfonat og blandinger av disse, idet akrylsyre eller akrylamid er mest foretrukket, i en mengde på fra 0,5 til 5 vekt% i forhold
til den totale monomervekt,
hvor vektprosentene av komponentene (a), (b) og (c), som er beregnet i forhold til den totale vekt av summen av mengdene av disse komponenter, samtidig oppfyller følgende ligninger som hver beskriver blandinger som har like ytelseskonturlinjer i et triangeldiagram:
hvor
Tg betegner glasstemperaturen, som har en verdi i området fra
-10°C til 50°C,
WA betegner vannabsorpsjonsverdien som er maksimalt 30% m/m, målt som beskrevet i det følgende,
WS betegner vannflekkverdien, som er minst 7 etter 24 timer som beskrevet i det følgende,
Xx betegner vektprosenten av komponent (a),
X2 betegner vektprosenten av komponent (b), og
X3 betegner vektprosenten av komponent (c), idet verdiene av X-l, X2 og X3 er i området fra 5 til 95%, beregnet på den totale vekt av komponentene (a), (b) og (c), og hvor de eksakte verdier for koeffisientene a!-a7 og b!-b7 er avhengig av de spesifikke typer av den anvendte stabiliserende monomer og av overflateaktivt middel og av konsentrasjonene av disse.
Ifølge en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes interpolymerer som fremstilles fra komponentene (a) - (d), hvor komponent (d) består av akrylsyre i en mengde på 0,5 - 2 vekt% og fortrinnsvis ca.
1 vekt%, hvor vektprosentene av komponentene (a), (b) og (c), som er beregnet i forhold til den totale vekt av summen av mengdene av disse komponenter, samtidig oppfyller følgende ligninger, som hver beskriver blandinger med like ytelseskonturlinjer i et triangeldiagram:
hvor Tg, WA, WS har de samme verdier som definert i det foregående, og hvor Xx, X2 og X2 har samme betydning og verdier som beskrevet i det foregående.
Det vil forstås av en fagmann at utgangskomonomer-blandinger som inneholder monomerer (a), (b) og (c) i mengder som tilfredsstiller de forannevnte ligninger IV - VI, er repre-sentert ved de skyggelagte områder i fig. 1.
Med betegnelsen "ubetydelig mengde av vinylester av Versatic-10-syre", slik den er anvendt i denne beskrivelse, menes at maksimalt 3 0 vekt% av enhver blanding av Versatic-syre-vinylestere vil utgjøres av Versatic-10-syre-vinylester og fortrinnsvis mindre enn 10 vekt% og mer foretrukket mindre enn 5 vekt%, beregnet på den totale vekt av en slik vinylesterblanding.
Som vinylestere av Versatic-9-syre, eventuelt blandet med vinylestere av Versatic-10-syre, anvendes fortrinnsvis VeoVa® 9, eventuelt blandet med VeoVa 10®.
En mer foretrukket gruppe interpolymerer kan fremstilles av komonomerblandinger, hvor vektfraksjonen av disse komponenter (a), (b) og (c) samtidig oppfyller ligningene IV - VI:
hvor Ts' har en verdi i området fra 0 til 50°C, WA' har en verdi på maksimalt 2 5%, og WS' har en verdi på minst 8 etter 24 timer som beskrevet i det følgende ved anvendelse i beleggfilmer, og hvor komponent (d) er 1 vekt% akrylsyre.
Det skal forstås at disse foretrukne utgangskomonomer-blandinger, som inneholder monomerer (a), (b) og (c) i de egnede mengder, og som tilfredsstiller de forannevnte ligninger VII - IX, representeres ved de skyggelagte områder i fig. 2.
En av de mest foretrukne utførelser av interpolymerene ifølge foreliggende oppfinnelse dannes av de som er karakterisert ved at de fremstilles av en utgangskomonomer-blanding som omfatter: (a'') fra 15 til 32 vekt% metylmetakrylat;
(b") fra 10 til 25 vekt% etylheksylakrylat;
(c'') fra 50 til 65 vekt% VeoVa 9 (vinylesteren av en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur og inneholdende 9 karbonatomer) ;
(d'') fra 0,5 til 2 vekt% akrylsyre eller akrylamid.
Det er videre blitt funnet at ved anvendelse av bare én kopolymeriserbar stabiliserende komponent (d), kunne det oppnås latekser som viste et aksepterbart lavt innhold av fri monomer, dvs. < 2 vekt%, basert på innholdet av faste stoffer, samt god stabilitet.
Det skal forstås at foreliggende oppfinnelse også angår latekser som som polymerbestanddel inneholder 30-60 vekt% av en interpolymer som beskrevet i det foregående, og mer foretrukket slike latekser hvor polymerbestanddelen utgjør 40
- 50 vekt%.
Det ble i tillegg funnet at disse attraktive resultater kunne oppnås ved gjennomføring av termisk initiering, såvel som redoks-initiering av utgangsblandingen for reaksjonen i relativ uavhengighet av de virkelige forhold mellom komponentene (a) - (d) i de indikerte områder. Mer foretrukket anvendes termisk initiering av reaksjonsblandingen.
Lateksene som inneholder interpolymerene ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved betingelser som er kjent i tek-nikken, og som generelt omfatter en temperatur på 20 - 100°C. Mer spesielt gjennomføres fremstillingsprosessen i et temperaturområde på 60 - 100°C dersom det anvendes termisk initiering, og fortrinnsvis 75 - 85°C.
I reaksjonsblandingen anvendes i tillegg stabilisatorer, som eventuelt kan kopolymeriseres, én eller flere polymerise-rings-initiatorer, og etter valg buffersubstanser, men mer foretrukket anvendes ingen buffersubstans.
Egnet mengde stabilisatorer utgjør totalt ca. 1 -
4 vekt% av lateksen. Det er foretrukket at stabilisatorene som anvendes i lateksen omfatter minst ett anionisk overflateaktivt middel, noe som antas å ha en fordelaktig effekt på lateksens stabilitet, og spesielt på reaksjonsblandingen
under polymerisasjonsprosessen, noe som underletter dannelsen av miceller hvor interpolymeren dannes, og eventuelt et ikke-ionisk overflateaktivt middel som antas å bidra til lateksens stabilitet; eller minst ett overflateaktivt middel av den
blandede anioniske/ikke-ioniske type.
Egnede anioniske overflateaktive midler omfatter alkyl-arylsulfonater, f.eks. alkylbenzensulfonater; salter av sulforavsyreestere; alkylsulfater, alkylsulfonater, alkyl-arylfosfater, sulfater av hydroksyetylestere av monokarboksylsyrer, sulfater av alkylfenoksypolyetoksyetanoler, sulfater og sulfonater av hydroksypropylestere av monokarboksylsyrer og sulfater av monoglycerider av monokarboksylsyrer, idet slike forbindelser har 12 - 24 karbonatomer; og salter av C9.19-monokarboksylsyrer. Det er passende at 0,05 - 1 vekt% av lateksen utgjøres av anioniske overflateaktive midler, fortrinnsvis 0,1 - 0,5%.
Egnede ikke-ioniske overflateaktive midler omfatter reaksjonsprodukter av hydroksyforbindelser med alkylen-oksyder, så som etylenoksyd eller propylenoksyd, f.eks. en forbindelse med den generelle formel R-C6HA-0- (CH2-CH2-0)n-H, hvor R betyr en C6-16.-, spesielt en C8-9.-alkylgruppe, og n betyr et tall fra 3 til 40; reaksjonsprodukter av etylenoksyd med propylenglykoletere eller med alkoholer hvor det egnede antall karbonatomer er 6 - 20, f.eks. oktyl-, lauryl- eller cetyl-alkohol. Det er passende at 0,5 - 2 vekt% av lateksen utgjøres av ikke-ioniske overflateaktive midler.
Egnede overflateaktive midler av den blandede anioniske/ikke-ioniske type omfatter sulfonater basert på alkylarylpolyglykoletere.
Fortrinnsvis anvendes både et anionisk og et ikke-ionisk overflateaktivt middel. Spesielt foretrukket er anvendelsen av et alkylarylsulfonat sammen med en forbindelse med formelen R-C6H4-0-(CH2-CH2-0)n-H, f. eks. nonylf enoletoksylat.
Egnede initiatorer er forbindelser som danner frie radi-kaler ved reaksjonsbetingelsene for den vandige emulsjonspolymerisering, enten ved termisk nedbryting, redoks-reaksjon eller fotoinitiering. Initiatorer omfatter organiske vann-løselige peroksyder, hydroperoksyder og persulfater. Eksempler er hydrogenperoksyd og natrium-, ammonium- eller spesielt kalium-persulfat. Egnet mengde initiator som anvendes er 0,1 - 1%, fortrinnsvis 0,4 - 0,7% initiator, basert på vekten av reaksjonsblandingen.
Buffersubstanser, dersom de trenges, som er egnet for anvendelse i polymerisasjonsprosessen, er vannløselige forbindelser som kan forhindre blandingens pH-verdi fra å falle under ca. 4. Foretrukne buffersubstanser omfatter boraks og en organisk syre, idet en egnet syre kan være eddiksyre, eller alkalimetallkarbonat eller -bikarbonat, eller acetat.
Ifølge en foretrukket utførelse anvendes termisk initiering, og reaksjonen gjennomføres i en inert atmosfære, idet nitrogen er egnet for anvendelse for å skylle ut reak-sjonskaret før reaksjonens begynnelse.
Ifølge en ytterligere foretrukket utførelse fremstilles en emulsjons-forblanding i demineralisert vann fra en del av én eller flere overflateaktive midler, og en del eller én av flere redoks-initiatorer og komonomerer (a) , (b) , (c) og (d) . Reaktoren skylles med nitrogen, og fylles med omtrent like store mengder demineralisert vann og de resterende mengder av det overflateaktive materiale eller de overflateaktive materialer, samt initiatoren.
Reaktoren oppvarmes til en temperatur i det angitte område, f.eks. 80°C, nitrogenstrømmen stoppes, og tilsetningen av emulsjons-forblandingen startes. Tilsetningen strekker seg normalt over en periode på fra 2 til 5 timer, idet den opprinnelig innjusterte temperatur opprettholdes. En periode for etterpolymerisering på fra 1 til 3 timer etter at tilsetningen av forblanding er slutt, anvendes normalt ved en temperatur på f.eks. 80°C.
Etter denne etterpolymerisering avkjøles den oppnådde lateks og filtreres om nødvendig.
De generelt oppnådde latekser har et totalt innhold av faste stoffer i området fra 3 0 til 60 vekt% av lateksen, fortrinnsvis fra 40 til 50 vekt%, og en vektmidlere partikkeldiameter i området fra 90 til 170 nm, avhengig av fordelingen av overflateaktivt middel mellom emulsjons-forblandingen og den opprinnelige reaktorsats.
Et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse angår en lateks fremstilt ved hjelp av prosessen beskrevet i det foregående. En interpolymer kan dannes ved fysisk tørking av en slik lateks, f.eks. for å danne et belegg på et substrat, eller et pulver bestemt for rekondisjonering som en lateks eller anvendelse i en sement eller i et annet lateksbasert sluttprodukt.
Latekser i henhold til oppfinnelsen kan finne anvendelse i betong, lakk, maling, trebelegg, antikorrosive malinger og strukturmalinger. De er av spesiell interesse for formulering av lakk og maling på grunn av de gode filmdannende egenskaper, vannmotstandsdyktighet, den høye bindekraft for pigment, fleksibilitet, mangel på klebrighet for filmene, alkalimotstandsdyktighet og motstandsdyktighet mot ultra-fiolett lys. Malinger som inneholder lateksen ifølge oppfinnelsen inneholder pigmenter, og vil vanligvis inneholde ytterligere bestanddeler, f.eks. fyllstoffer, koløsemidler, fortykningsmidler, dispergeringsmiddel, preservativer, korro-sjonsinhibitorer og skumdempende midler.
Oppfinnelsen skal nå ytterligere beskrives under henvisning til de følgende eksempler.
Eksempel l
En 3-liters reaksjonskolbe, utstyrt med en sentral og fire perifere åpninger, ble utstyrt med en tilbakeløpskjøler, rører, termometer, nitrogentilførselsrør og tilførselsrør for emulsj ons-forblandingen.
Bestanddelene i reaksjonskolben oppvarmes til 80°C. Når temperaturen når 80°C, stoppes nitrogenstrømmen, og til-setning av emulsjons-forblandingen startes. Den monomere foremulsjon tilsettes kontinuerlig i løpet av en periode på 3 timer, og det opprettholdes en temperatur på 80°C. Det anvendes en etter-reaksjonstid (ved samme temperatur) på 2 timer. Etter etterkokingen kjøles lateksen og filtreres om nødvendig. Generelt har disse latekser et totalt innhold av faste stoffer på 45%, og den vektmidlere partikkeldiameter er ca. 150 nm.
De oppnådde latekser ble utprøvd med henblikk på vannabsorpsjon, vannflekkmotstand for latekspolymerfilm, idet det også ble målt monomeromvandling, partikkelstørrelse, viskosi-tet, minimum filmdannelse, temperatur, glasstemperatur, strekkfasthet og flyteverdi, samt overflatehardhet.
Eksempler II - VI
På samme måte som beskrevet i eksempel I, ble det fremstilt polymere latekser fra forskjellige sett komonomerer.
De forholdsmessige mengder av de anvendte monomer-bestanddeler i vektprosent i forhold til den totale utgangs-blanding og de relevante egenskaper for de oppnådde latekser er angitt i den følgende tabell.
Vannabsorpsjonen
for latekspolymer og emulsjons-malingsfilmer (testmetode for tykk film) ble målt som beskrevet i det følgende.
En våt film med en tykkelse på 2 mm påføres en poly-etylenfolie (lateksen holdes på folien ved anvendelse av et tettingsmiddel for biler på foliens kanter). For å unngå for hurtig fordamping av vann og som et resultat av dette alvor-lig sprekkdannelse i massen, tildekkes teststykkene med materiale som tillater gjennomgang av vanndamp og oppbevares ved 20°C over Tg i en uke. Tildekningen fjernes etter at det er dannet klare filmer. Tre stykker på 2 x 2 cm skjæres ut av filmen etter at den er fjernet fra glassunderlaget, og stykkene veies med en nøyaktighet på 0,1 mg. Disse teststykker oppbevares i demineralisert vann ved 23°C, og veies igjen etter 1, 2, 4, 7 og eventuelt etter 14 dager (etter fjerning av vannoverskudd ved hjelp av filterpapir). Vann-absorps j onen beregnes ut fra den iakttatte vektøkning. Det tas et gjennomsnitt av tre målinger og vanligvis tegnes relasjon mellom neddykkingstid og vannabsorpsjon opp grafisk.
Vannflekkmotstanden
for lateks-polymerfilmer ble målt som beskrevet i det følgende.
En våt lateksfilm med en tykkelse på 200 /xm påføres et teststykke av glass, og tillates å tørke i 1 uke ved 20°C over Ts. Etter avkjøling til 23°C, bringes en dråpe vann på filmen, og teststykket plasseres på en mørk bakgrunn. Etter 5, 10, 15 og 60 minutter og etter 24 timer bedømmes hvit-ningseffekten visuelt. En gradering mellom 10 (ingen inn-flytelse på filmen) og 0 (filmen er fullstendig hvit) angis i hvert tilfelle. Etter 1 time adderes de fire tallverdier og divideres med 4 (maks. tallverdi 40). Dersom tallverdiene for filmen er svært høye, er det verdt å fortsette testen i ytterligere 23 timer og å gi en 24-timers bedømmelse mellom 0 og 10. For å unngå fordamping av vanndråpen, kan den tildekkes over natten av et urglass.
Måling av strekkfasthet
En våt film med en tykkelse på 2 mm påføres en poly-etylenfolie. For å unngå for hurtig fordamping av vann dekkes filmen med materiale som slipper gjennom vanndamp, og oppbevares for tørking ved en temperatur på 40°C i 1 uke. Etter at klare filmer er dannet, fremstilles teststykker ved hjelp av en form. Teststykkene har en lengde på 25,0 mm og en tykkelse på ± 1 mm.
Prøvene trekkes så ut, slik at de brister, i et strekk-testapparat med en forkraft på 0,5 N og en trekkhastighet på 500 mm/jLtm. Sammenhengen mellom den påførte kraft og forlengelsen er ført opp i fig. 3.
Punkter som må tas i betraktning er flyteverdien og forlengelsen i forbindelse med denne, samt ødeleggelse ved brudd og denne verdis tilhørende forlengelse. Det første punkt sier noe om fleksibiliteten og det andre sier noe om filmens styrke.
Fryse-tine-stabilitetstest
Lateksen anbringes i en 100 ml polyetylenflaske. Etter ju-stering av pH-verdien til 8, oppbevares flasken ved en temperatur på -18°C i 24 timer og undersøkes så med henblikk på stabi-litetstap. Forsøket gjentas fem ganger dersom ikke stabilitets-tap opptrer tidligere.

Claims (9)

1. Interpolymerer oppnådd ved emulsjonspolymerisering av en komonomerblanding som blant annet omfatter vinylesteren(e) av én eller flere tertiære alifatiske karboksylsyrer og én eller flere estere av akrylsyre og/eller alkylakrylsyre hvor ester-gruppen(e) er umettet, karakterisert ved at det er anvendt en monomerblanding som omfatter (a) metyImetakrylat; (b) 2-etylheksylakrylat; (c) vinylesteren av en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur og inneholdende 9 karbonatomer, eventuelt blandet med en liten mengde av vinylesteren av en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur og inneholdende 10 karbonatomer ; og (d) en stabiliserende monomer, valgt fra akrylsyre, metakrylsyre, akrylamid, metakrylamid, diacetonakrylamid og natriumvinylsulfonat og blandinger av disse, idet akrylsyre eller akrylamid er mest foretrukket, i en mengde på fra 0,5 til 5 vekt% i forhold til den totale monomervekt, idet vektprosentene av komponentene (a), (b) og (c), som er beregnet i forhold til den totale vekt av summen av mengdene av disse komponenter, samtidig oppfyller følgende ligninger som hver beskriver blandinger som har like ytelseskonturlinjer i et triangeldiagram: hvor Tg betegner glasstemperaturen, som har en verdi i området fra -10°C til 50°C, WA betegner vannabsorpsjonsverdien som er maksimalt 30% m/m, WS betegner vannflekkverdien, som er minst 7 etter 24 timer, Xx betegner vektprosenten av komponent (a) , X2 betegner vektprosenten av komponent (b), og X3 betegner vektprosenten av komponent (c), idet verdiene av Xlf X2 og X3 er i området fra 5 til 95, beregnet på den totale vekt av komponentene (a), (b) og (c), og hvor de eksakte verdier for koeffisientene a!-a7 og bi-b7 er avhengig av de spesifikke typer av den anvendte stabiliserende monomer og av overflateaktivt middel og av konsentrasjonene av disse.
2. Interpolymerer ifølge krav 1, karakterisert ved at det som stabiliserende monomer (d) er anvendt akrylsyre eller akrylamid.
3. Interpolymerer ifølge krav 1-2, karakterisert ved at det som komponent (c) er anvendt vinylesteren av en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur og inneholdende 9 karbonatomer, eventuelt blandet med mindre enn 5 vekt%, beregnet på den totale vekt av en slik vinylesterblanding, av vinylesteren av en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur og inneholdende 10 karbonatomer.
4. Interpolymerer ifølge krav 1-3, karakterisert ved at komponent (d) består av akrylsyre i en mengde på 0,5 - 2 vekt% og fortrinnsvis ca. 1 vekt%, og hvor de respektive vektprosenter av komponentene (a), (b) og (c), beregnet i forhold til den totale vekt av summen av mengdene av disse komponenter, samtidig oppfyller følgende ligninger, som hver beskriver blandinger med like ytelseskonturlinjer i et triangeldiagram: hvor Ts, WA, WS, X, Xlr X2, X3 er som angitt i krav 1.
5. Interpolymerer ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at de er fremstilt av komonomerblandinger som omfatter metylmetakrylat (a), etylheksylakrylat (b), vinylesteren av en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur og inneholdende 9 karbonatomer og (c) akrylsyre i en mengde i området fra 0,5 til 2,0 vekt%.
6. Interpolymerer ifølge krav 5, karakterisert ved at vektfraksjonene av komponentene (a), (b) og (c) samtidig oppfyller ligningene IV - VI, som hver beskriver blandinger som har like ytelseskonturlinjer i et triangeldiagram: hvor Ts' har en verdi i området fra 0 til 50°C, WA' har en verdi på maksimalt 25%, og WS' har en verdi på minst 8 etter 24 timer, ved anvendelse i beleggfilmer, og hvor komponent (d) er 1 vekt% akrylsyre.
7. Interpolymerer ifølge krav 5 og 6, karakterisert ved at de er fremstilt av et utgangsmateriale som omfatter (a'') fra 15 til 32 vekt% metylmetakrylat; (b'') fra 10 til 25 vekt% etylheksylakrylat; (c'') fra 50 til 65 vekt% av vinylesteren av en syntetisk, mettet monokarboksylsyre med sterkt forgrenet struktur og inneholdende 9 karbonatomer; (d'') fra 0,5 til 2 vekt% akrylsyre eller akrylamid.
8. Lateks, karakterisert ved at den som polymer bestanddel inneholder 30-60 vekt% av en interpolymer ifølge krav 1 - 7.
9. Lateks ifølge krav 8, karakterisert ved at den polymere bestanddel er til stede i en mengde fra 4 0 til 50 vekt%.
NO904793A 1989-11-06 1990-11-05 Interpolymerer latekser fra estere av metakrylsyre og vinylestere av forgrenede karboksylsyrer NO176246C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB898924983A GB8924983D0 (en) 1989-11-06 1989-11-06 Interpolymer latices from esters of(meth)acrylic acid and vinyl esters of branched chain carboxylic acids

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO904793D0 NO904793D0 (no) 1990-11-05
NO904793L NO904793L (no) 1991-05-07
NO176246B true NO176246B (no) 1994-11-21
NO176246C NO176246C (no) 1995-03-01

Family

ID=10665787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO904793A NO176246C (no) 1989-11-06 1990-11-05 Interpolymerer latekser fra estere av metakrylsyre og vinylestere av forgrenede karboksylsyrer

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0432811B1 (no)
JP (1) JP3283507B2 (no)
KR (1) KR0185668B1 (no)
CA (1) CA2029308A1 (no)
DE (1) DE69025869T2 (no)
ES (1) ES2084649T3 (no)
GB (1) GB8924983D0 (no)
NO (1) NO176246C (no)
PT (1) PT95792B (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9013722D0 (en) * 1990-06-20 1990-08-08 Shell Int Research Interpolymer dispersions from vinyl esters of branched chain carboxylic acids and ethylenically unsaturated acids and/or their esters
WO1994014891A1 (en) * 1992-12-18 1994-07-07 Exxon Chemical Patents Inc. Neo-acid ester acrylic adhesives
DE4305355A1 (de) * 1993-02-20 1994-08-25 Roehm Gmbh Verbesserte Plastisole
ZA942350B (en) * 1993-04-08 1994-11-17 Shell Res Ltd Polymers and polymer latices for use in anticorrosive paints and a process for preparing the same
DE19962566A1 (de) 1999-12-23 2001-07-05 Wacker Polymer Systems Gmbh Verfahren zur Herstellung von Vinylester-(Meth)acrylsäureester-Mischpolymeri- saten
KR100645399B1 (ko) * 2005-01-31 2006-11-14 학교법인 대양학원 안료 분산제용 고분자 공중합체 및 이를 사용한 안료분산액 및 티에프티 엘시디 컬러필터
JP7204642B2 (ja) * 2016-09-29 2023-01-16 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 水性ポリマー分散液およびインキ定着プライマーとしてのその使用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL279922A (no) * 1961-06-02
DE1289936B (de) * 1965-07-03 1969-02-27 Reichhold Albert Chemie Ag Waermehaertbare UEberzugsmittel auf der Grundlage von organischen Loesungsmitteln, thermoplastische Hydroxylgruppen enthaltenden Mischpolymerisaten und Aminoplastharzen
DE3128062A1 (de) * 1981-07-16 1983-02-03 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Waessrige copolymerisat-dispersionen, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung der dispersionen
GB8725869D0 (en) * 1987-11-04 1987-12-09 Shell Int Research Vinyl ester latices

Also Published As

Publication number Publication date
JP3283507B2 (ja) 2002-05-20
KR0185668B1 (ko) 1999-05-15
ES2084649T3 (es) 1996-05-16
GB8924983D0 (en) 1989-12-28
NO904793L (no) 1991-05-07
NO904793D0 (no) 1990-11-05
DE69025869D1 (de) 1996-04-18
KR910009751A (ko) 1991-06-28
EP0432811B1 (en) 1996-03-13
CA2029308A1 (en) 1991-05-07
DE69025869T2 (de) 1996-09-19
EP0432811A1 (en) 1991-06-19
JPH03170513A (ja) 1991-07-24
PT95792A (pt) 1991-09-13
NO176246C (no) 1995-03-01
PT95792B (pt) 1998-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5708093A (en) Core/shell copolymer dispersion whose shell comprises hydrolyzable organosilicon comonomers
NO176247B (no) Interpolymerer og latekser fra estere av metakrylsyre og vinylestere av forgrenede karboksylsyrer
EP3433286A1 (en) Aqueous cross-linkable polymer dispersions
NO176246B (no) Interpolymerer latekser fra estere av metakrylsyre og vinylestere av forgrenede karboksylsyrer
EP2641922B1 (en) Aqueous binder systems and their use in producing coating compositions
JPH01149811A (ja) ビニルエステルラテックス
US11098147B2 (en) Aqueous polymer dispersions
JP3308574B2 (ja) (メタ)アクリル酸のエステルと分枝鎖カルボン酸のビニルエステルとからの共重合体ラテックス
EP0614919A1 (en) A latex composition containing polymer particles having core/shell structure
EP0516202B1 (en) Polymer latices from esters of (meth)acrylic acid and a vinyl ester of a branched chain carboxylic acid
WO2019236375A1 (en) Polymer dispersions, their preparation and use
AU619933B2 (en) Vinyl ester latices
EP0516201B1 (en) Polymer latices from vinyl acetate and vinyl esters of branched chain carboxylic acids
NO179523B (no) Polymerer eller latekser som inneholder slike, oppnådd ved emulsjonspolymerisasjon i nærvær av et beskyttende kolloid, samt beleggblandinger omfattende lateksene
US20110105648A1 (en) Process of copolymerization in emulsion of 1-alkenes and vinyl esters with high conversion and their use

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN MAY 2003