Verfahren zur Verbesserung der Stabilität wässriger Polymerisatdispersionen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Stabilität wässriger Polymerisatdispersionen gegenüber thermischen und/oder mechanischen Belastungen (= Einwirkungen).
Wässrige Polymerisatdispersionen stellen auf Grund der großen Oberfläche der dispergierten Polymerteilchen metastabile Systeme dar. Sie neigen dazu, unter Vergrößerung der in ihnen enthaltenen Polymerteilchen ihre Oberfläche zu verringern und auf diese Weise einen energetisch vorteilhafteren Zustand zu erreichen. In der Regel sind wässrige Polymerisatdispersionen gegenüber diesen Ver- änderungen kinetisch stabil. Werden sie hingegen thermischen oder mechanischen Belastungen ausgesetzt, dann besteht die Gefahr der Teilchenvergrößerung. Thermische Belastungen von Polymerisatdispersionen treten beispielsweise auf beim physikalischen Desodorieren, z. B, beim Strippen der wässrigen Dispersionen mit Was- serdampf oder beim .Abdestillieren von Lösungsmitteln. Mechanische Belastungen erfahren wässrige Polymerisatdispersionen insbesondere bei Prozessen, bei denen Scherkräfte auftreten, z. B. beim Rühren, Pumpen oder beim Filtrieren der Dispersionen.
Eine unkontrollierte Veränderung der Polymerteilchengrößen in wässrigen Polymerisatdispersionen ist aus verschiedenen Gründen nicht erwünscht. Zum einen besteht die Gefahr, dass sich hierbei Mikrokoagulate (Stippen) bilden oder die Dispersion koaguliert und unbrauchbar wird. Zum anderen hängen eine Reihe anwendungs- technischer Eigenschaften, beispielsweise Viskosität und Filmbildung, von der konkreten Größe bzw. der Größenverteilung der Polymerisatteilchen in der wässrigen Polymerisatdispersion ab. Eine nicht reproduzierbare Veränderung dieser Teilchengrößen ist daher im Hinblick auf die hohen anwendungstechnischen Anforderungen an wässrige Polymerisatdispersionen zu vermeiden.
Grundsätzlich ist bekannt, dass oberflächenaktive Substanzen wie Emulgatoren und Schutzkolloide, letztere können als polymere Emulgatoren aufgefasst werden, die Stabilität wässriger Polymeri- satdispersionen verbessern. Die üblicherweise zu diesem Zweck verwendeten oberflächenaktiven Substanzen sind jedoch nicht in der Lage, wässrige Polymerisatdispersionen wirksam gegen Veränderungen der Teilchengrößenverteilung der dispergierten Polymerteilchen bei thermischen und/oder mechanischen Belastungen zu stabilisieren.
Die Verwendung von Natriumsalzen von Sulfobernsteinsäuredialkyle- stern zur Verbesserung des Netzvermögens wässriger Polymerisatdispersionen ist bekannt (Technische Information der BASF, TI/ED 1342d, 1992). J. Schwartz (J. Coating Tech. 64, No. 812, 1992, S. 62) beschreibt die Verwendung des Natriumsalzes des Di-n-octyl- sulfobernsteinsäureesters zur Verbesserung der Qualität von Beschichtungen auf Basis wässriger Polymerisatdispersionen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ver- fahren bereitzustellen, das eine Stabilisierung wässriger Polymerisatdispersionen wirksam gegenüber Veränderungen der Teilchengrößenverteilung erlaubt.
Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch Zugabe von Salzen der Bis-C4-Cχ8-Alkylester sulfonierter Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 C-Atomen zu wässrigen Polymerisatdispersionen gelöst.
Demnach betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung der Stabilität wässriger Polymerisatdispersionen gegen- über thermischen und/oder mechanischen Einwirkungen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man wenigstens ein Salz eines Bis-C -Cχ8- Alkylesters einer sulfonierten Dicarbonsäure mit 4 bis 8 C-Atomen (= Salze S) zu der wässrigen Polymerisatdispersion gibt.
Unter C -Cι8-Alkyl versteht man lineares oder verzweigtes Alkyl mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, z. B. n-Butyl, 2-Butyl, Isobutyl, 2-Methylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1 , 3-Dimethylbutyl, n-Pentyl, 2-Pen- tyl, 2-Methylpentyl, n-Hexyl, 2-Methylhexyl, 2-Ethylhexyl, n-Hep- tyl, 2-Heptyl, 2-Methylheptyl, 2-Propylheptyl, n-Octyl, 2-Methy- loctyl, n-Nonyl, 2-Methylnonyl, n-Decyl, 2-Methyldecyl, n-Unde- cyl, 2-Methylundecyl, n-Dodecyl, 2-Methyldodecyl, n-Tridecyl, 2-Methyltridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl und n-Octadecyl. Beispiele für sulfonierte Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 C-Atomen sind sulfonierte Bernsteinsäure, sulfonierte Glutarsäure, sulfonierte Adipinsäure, sulfonierte Phthalsäure und sulfonierte Isophthal- säure.
Bevorzugte Salze S sind die Salze von Bis-C -Cι8-Alkylestern sulfonierter Bernsteinsäure, insbesondere die Salze von Bis-C6-Cι - Alkylestern sulfonierter Bernsteinsäure.
Bevorzugt ist ferner, wenn es sich bei den Salzen S um die Kalium-, Calcium-, Ammonium- und insbesondere um die Natrium-Salze der vorgenannten, sulfonierten Dicarbonsäureester handelt. Ganz besonders bevorzugte Salze S sind die Natrium-Salze des Bis-n-oc- tylesters und des Bis-2-ethylhexylesters der Sulfobernsteinsäure .
rf-. tt» l t t in o in o in o in O in
Änderung der mittleren Teilchengröße bzw. der Teilchengrößenverteilung in der wässrigen Polymerisatdispersion hin.
In der Regel wird das Polymer in der wässrigen Polymerisatdisper- sion eine Glasübergangstemperatur TG im Bereich von -80 bis
+110 °C aufweisen. Die stabilisierende Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt vorzugsweise dann zum Tragen, wenn das Polymer in der wässrigen Polymerisatdispersion eine Glasübergangstemperatur unterhalb 80 °C und insbesondere unterhalb 50 °C aufweist. Besonders bevorzugt kommt das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung, wenn das Polymer in der wässrigen Polymerisatdispersion eine Glasübergangstemperatur unterhalb 30 °C, insbesondere unterhalb 20 °C und ganz besonders bevorzugt unterhalb 10 °C aufweist. Vorzugsweise wird das Polymer in der wässrigen Polymerisatdisper- sion eine Glasübergangstemperatur oberhalb -60 °C und insbesondere oberhalb -50 °C aufweisen. Eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Stabilisierung wässriger Polymerisatdispersionen, deren einpolymerisierte Polymerisate eine Glasübergangstemperatur TG im Bereich von 0 bis -40 °C aufweisen. Die angegebenen Werte der Glasübergangstemperatur beziehen sich auf die sog. "Mid-point-temperature" , wie sie gemäß ASTM D 3418-82 mittels DSC (differential scanning calorimetry) ermittelt wird.
Die Glasübergangstemperatur von Polymeren, die aus ethylenisch ungesättigten Monomeren M aufgebaut sind, kann auch nach bekannten Verfahren abgeschätzt werden. Nach Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. (Ser. II) 1, 123 [1956] und Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie, Weinheim (1980), S. 17, 18) gilt für die Glasübergangstemperatur von Mischpolymerisaten bei großen Molmassen in guter Nährung
wobei X
1, X
2, ..., X
n die Massenbrüche 1, 2, ..., n und T
g 1, T
g 2, ... , T
g n die Glasübergangstemperaturen der jeweils nur aus einem der Monomeren 1, 2, ..., n aufgebauten Polymeren in Grad Kelvin bedeuten. Letztere sind z. B. aus Ullmann's Encyclopedia of Indu- strial Chemistry, VCH, Weinheim, Vol. A 21 (1992) S. 169 oder aus J. Brandrup, E.H. Im ergut, Polymer Handbook 3
rd ed, J. Wiley, New York 1989 bekannt.
In der Regel wird das erfindungsgemäße Verfahren auf wässrige Polymerisatdispersionen angewendet, deren Polymere aus ethylenisch ungesättigten Monomeren M aufgebaut sind. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf wässrige Dispersionen anderer Polymere, beispielsweise auf wässrige Polyurethandispersio-
nen oder Polyesterdispersionen, angewendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl auf solche Polymerisatdispersionen angewendet werden, die durch Überführung von Polymerlösungen oder Polymerschmelzen in wässrige Dispersionen erhältlich sind (sog. Sekundärdispersionen), als auch auf solche Polymerisatdispersionen, die durch radikalische, wässrige Emulsionspolymerisation ethylenisch ungesättigter Monomere M erhältlich sind (sog. Primärdispersionen).
Vorzugsweise sind die Polymere in den wässrigen Polymerisatdispersionen aus ethylenisch ungesättigten Monomeren M aufgebaut, d. h. durch Polymerisation, insbesondere durch radikalische, wässrige Emulsionspolymerisation der Monomere M erhältlich.
Geeignete Monomere M umfassen in der Regel wenigstens ein Monomer Ml, das ausgewählt ist unter vinylaromatischen Monomeren wie Sty- rol, α-Methylstyrol, ortho-Chlorstyrol oder Vinyltoluolen, den Vinylethern aliphatischer Monocarbonsäuren mit 1 bis 12 C-Atomen wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat, vi- nylhexanoat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Vinyldecanoat, Vinyllaurat und Vinylversatat® (Vinylester verzweigter, aliphatischer Carbonsäuren mit 6 bis 11 C-Atomen, die als Versatic® X-Säuren der SHELL AG im Handel sind) . Weiterhin kommen Ester α,ß-ethylenisch ungesättigter C3-C8-Mono- oder C-C8-Dicarbonsäuren, mit Cι-Cι2- und insbesondere Ci-Cs-Alkanolen oder Cs-Cs-Cycloalkanolen als Monomere Ml in Frage. Geeignete Cι-C_2-Alkanole sind beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol, Isobutanol, tert .-Butanol, n-Hexanol und 2-Ethylhexanol. Geeignete Cycloalkanole sind beispielsweise Cyclopentanol oder Cyclo- hexanol. Geeignet sind insbesondere Ester der Acrylsäure, der Me- thacrylsäure, der Crotonsäure, der Maleinsäure, der Itaconsäure, der Citraconsäure oder der Fumarsäure. Speziell handelt es sich hierbei um (Meth)acrylsäuremethylester, (Meth)acrylsäureethyle- ster, (Meth)acrylsäure-n-butylester, (Meth)acrylsäureisobutyle- ster, (Meth)acrylsäure-tert.-butylester, (Meth) crylsäure-1-hexy- lester, (Meth) acrylsäure-2-ethylhexylester, Maleinsäuredimethyle- ster oder Maleinsäuredi-n-butylester . Die Monomere Ml umfassen auch Monomere wie Butadien, C -C6-01efine wie Ethylen, 1-Propen, 1-Buten, Isobuten und 1-Hexen sowie Vinyl- und Vinylidenchlorid.
In der Regel machen die Monomere Ml wenigstens 50 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere 90 bis 99,9 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 95 bis 99,5 Gew.-%, der zu polymeri- sierenden Monomere M aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Monomere Ml:
25 bis 100 Gew.-%, insbesondere 50 bis 99 Gew.-% und ganz be- sonders bevorzugt 30 bis 95 Gew.-% wenigstens eines Monomers Mla, ausgewählt unter den Cι-Cι2-Alkylestern, insbesondere unter den C2-C8-Alkylestern der Acrylsäure und
0 bis 75 Gew.-%, insbesondere 1 bis 50 Gew.-% und ganz beson- ders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% wenigstens eines Monomers Mlb, ausgewählt unter den Cι-C-Alkylestern der Methacrylsäure, z. B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat und tert .-Butylmethacrylat, und vinylaromatischen Monomeren, z. B. Styrol und α-Methylstyrol,
wobei sich das Gewicht der Monomere Mla und Mlb zu 100 Gew.-% addiert.
Die in den erfindungsgemäß zu stabilisierenden wässrigen Polyme- risatdispersionen dispergierten Polymere enthalten häufig auch Monomere einpolymerisiert, die eine saure funktioneile Gruppe aufweisen. Dies gilt insbesondere für solche Polymere, die vinyl- aromatische Verbindungen und/oder einen oder mehrere der vorgenannten Alkylester ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren einpo- lymerisiert enthalten. Beispiele für Monomere M2 mit sauren funktioneilen Gruppen sind ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren, z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamidoglykol- säure, Crotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, ferner die Halbester ethylenisch ungesättigter Dicarbonsäuren mit Cι-C_2- Alkanolen, z. B. Monomethylmaleinat und Mono-n-butylmaleinat. Zu den Monomeren M2 zählen auch Monomere mit Sulfonsäuregruppen und/ oder Phosphonsäuregruppen oder deren Salze, insbesondere deren Alkalimetallsalze. Beispiele hierfür sind Vinyl- und Allylsulfon- säure, (Meth)acrylamidoethansulfonsäure, (Meth)acrylamido-2-me- thylpropansulfonsäure, Vinyl- und Allylphosphonsäure, (Meth)acry- loxyethylphosphonsäure, (Meth)acrylamidoethanphosphonsäure und (Meth)acrylamido-2-methylpropanphosphonsäure. Die Monomere M2 werden, sofern erwünscht, in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Ge- samtgewicht der Monomere M, verwendet.
Weiterhin können die dispergierten Polymere auch Monomere M3 einpolymerisiert enthalten, die eine erhöhte Wasserlöslichkeit, d. h. größer 60 g/1 bei 25 °C, aufweisen und die im Unterschied zu den Monomeren M2 keine neutralisierbare, saure Gruppe enthalten. Hierzu zählen die Amide der vorgenannten ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z. B. Acrylamid und Methacrylamid, N-Vinyllac-
tarne, z. B. N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylcaprolactam, ferner Acrylnitril und Methacrylnitril. Die Monomere M3 werden, sofern erwünscht in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zu polymerisierenden Monomere M, eingesetzt, wo- bei die Monomere Acrylnitril und Methacrylnitril auch in Mengen bis zu 50 Gew.-%, und vorzugsweise bis zu 30 Gew.-% vorliegen können .
Weiterhin können die dispergierten Polymere auch solche Monomere M4 einpolymerisiert enthalten, die die Vernetzungsdichte der Polymere erhöhen. Diese werden in untergeordneter Menge, in der Regel bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise bis 5 Gew.-% und insbesondere bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der zu polymerisierenden Monomere, mit einpolymerisiert. Die Monomere M4 umfassen Ver- bindungen, die neben einer polymerisierbaren Doppelbindung wenigstens eine Epoxy-, Hydroxy-, N-Alkylol- oder eine Carbonylgruppe enthalten. Beispiele hierfür sind die N-Hydroxyalkyl- und N-Alky- lolamide der α,ß-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 10 C-Atomen wie 2-Hydroxyethyl(meth)acrylamid und N-Methy- lol(meth)acrylamid, die Hydroxyalkylester besagter ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, z.B. Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- und Hydroxybutyl(meth)acrylat, ferner die ethylenisch ungesättigte Glycidylether und -ester, z.B. Vinyl-, Allyl- und Methal- lylgl cidylether, Glycidylacrylat und -methacrylat, die Diaceto- nylamide der obengenannten ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z.B. Diacetonyl(meth)acrylamid, und die Ester der Acetyles- sigsäure mit den obengenannten Hydroxyalkylestern ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, z. B. Acetylacetoxyethyl(meth)acrylat . Weiterhin umfassen die Monomere M4 Verbindungen, die zwei nicht- konjugierte, ethylenisch ungesättigte Bindungen aufweisen, z.B. die Diester zweiwertiger Alkohole mit α,ß-monoethylenisch ungesättigten C3-Cιo-Monocarbonsäuren. Beispiele für derartige Verbindungen sind Alkylenglykoldiacrylate- und -dimethacrylate, wie Ethy- lenglykoldiacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat, 1, 4-Butylengly- koldiacrylat, Propylenglykoldiacrylat, Divinylbenzol, Vinylmetha- crylat, Vinylacrylat, Allylmethacrylat, Allylacrylat, Diallylma- leat, Diallylfumarat, Methylenbisacrylamid, Cyclopentadienylacry- lat, Tricyclodecenyl(meth)acrylat, N,N'-Divinylimidazolin-2-on oder Triallylcyanurat.
Je nach Anwendungszweck können die dispergierten Polymere auch modifizierende Monomere einpolymerisiert enthalten. Hierzu zählen hydrophob modifizierende Monomere, Monomere welche die Nasshaftung von Beschichtungen auf Basis wässriger Polymerisatdispersio- nen erhöhen, und solche Monomere, welche die Pigmentbindekraft wässriger Polymerisatdispersionen verbessern, sofern die Polyme-
oxide wie tert . -Butylhydroperoxid oder Alkaliperoxodisulfate und/ oder Ammoniumperoxodisulfat verwendet werden. Ebenfalls bevorzugte Initiatoren sind Peroxodisulfate, wie Natriumperoxodisul- fat. Vorzugsweise beträgt die Menge der eingesetzten radikali- sehen Initiatorsysteme, bezogen auf die Gesamtmenge der zu poly- merisierenden Monomeren, 0,1 bis 2 Gew.-%.
Für die Durchführung der Emulsionspolymerisation geeignete grenzflächenaktive Substanzen sind die üblicherweise für diese Zwecke eingesetzten Schutzkolloide und Emulgatoren. Die grenzflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% und insbesondere 0,2 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomere eingesetzt.
Geeignete Schutzkolloide sind beispielsweise Polyvinylalkohole, Stärke- und Cellulosederivate oder Vinylpyrrolidon enthaltende Copolymerisate. Eine ausführliche Beschreibung weiterer geeigneter Schutzkolloide findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme- Verlag, Stuttgart 1961, S. 411-420. Auch Gemische aus Emulgatoren und/oder Schutzkolloiden können verwendet werden. Vorzugsweise werden als grenzflächenaktive Substanzen ausschließlich Emulgatoren eingesetzt, deren relative Molekulargewichte im Unterschied zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 2000 liegen. Sie kön- nen sowohl anionischer als auch nichtionischer Natur sein.
Zu den anionischen Emulgatoren zählen Alkali- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C8-Cι_), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (EO-Grad: 2 bis 50, Alkylrest: Ci2 bis C18) und ethoxylierter Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest:
C -C9), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: Cι -Cι8) und von Alkyla- rylsulfonsäuren (Alkylrest: Cg bis C_8). Weitere geeignete Emulgatoren finden sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 192-208. Geeignete anionische Emulgatoren sind auch die vorgenannten Salze S, insbesondere die Salze sulfonierter Bernsteinsäure-di-C4-C_8-alkylester, und hierunter besonders bevorzugt die Natriumsalze.
Bevorzugte anionische Emulgatoren sind auch Mono- und Di-C -C24- Alkylderivate des zweifach sulfonierten Diphenylethers bzw. seiner Salze. Besonders bevorzugt sind die Mono- und Di-C6-C18-Alkyl- derivate. Häufig werden technische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis 90 Gew.-% des monoalkylierten Produktes aufwei- sen, beispielsweise Dowfax® 2A1 (Warenzeichen der Dow Chemical
Company). Die Verbindungen sind z. B. aus der US-A-4, 269, 749 bekannt und im Handel erhältlich.
Neben den genannten anionischen Emulgatoren können auch nichtio- nische Emulgatoren verwendet werden. Geeignete nichtionische Emulgatoren sind araliphatische oder aliphatische nichtionische Emulgatoren, beispielsweise ethoxylierte Mono-, Di- und Trialkyl- phenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C4-C9), Ethoxylate langket- tiger Alkohole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C8-C36), sowie Poly- ethylenoxid/Polypropylenoxid-Blockcopolymere. Bevorzugt werden Ethoxylate langkettiger Alkanole (Alkylrest: Cι0-C 2, mittlerer Ethoxylierungsgrad: 3 bis 50) und darunter besonders bevorzugt solche auf Basis von nativen Alkoholen oder Oxoalkoholen mit einem linearen oder verzweigten Cι2-C_8-Alkylrest und einem Ethoxi- lierungsgrad von 8 bis 50.
Das Molekulargewicht der Polymerisate kann durch Zugabe geringer Mengen, in der Regel bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf die zu polyme- risierenden Monomere, einer oder mehrerer, das Molekulargewicht regelnder Substanzen, z. B. organische Thioverbindungen, Silane, Allylalkohole oder Aldehyde eingestellt werden.
Die Emulsionspolymerisation kann sowohl kontinuierlich als auch nach der Batchfahrweise, vorzugsweise nach einem halbkontinuier- liehen Verfahren erfolgen. Dabei können die zu polymerisierenden Monomere kontinuierlich, einschließlich Stufen- oder Gradienten- fahrweise, dem Polymerisationsansatz zugeführt werden.
Neben der saatfreien Herstellungsweise kann zur Einstellung einer definierten Polymerteilchengröße die Emulsionspolymerisation nach dem Saatlatex-Verfahren oder in Gegenwart von in situ hergestellten Saatlatex erfolgen. Verfahren hierzu sind bekannt und können dem Stand der Technik entnommen werden (siehe EP-B 40419, EP-A-614 922, EP-A-567 812 und dort zitierte Literatur sowie 'En- cyclopedia of Polymer Science and Technology', Vol. 5, John Wiley & Sons Inc., New York 1966, S. 847).
Vorzugsweise wird die Polymerisation in Anwesenheit von 0,01 bis 3 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 1,5 Gew.-% eines Saatlatex (Feststoffgehalt des Saatlatex, bezogen auf Gesamtmonomermenge) , vorzugsweise mit vorgelegtem Saatlatex (Vorlagensaat) durchgeführt. Der Latex weist in der Regel eine gewichtsmittlere Teilchengröße von 10 bis 100 nm und insbesondere 20 bis 50 n auf. Seine konstituierenden Monomere sind beispielsweise Styrol, Me- thylmethacrylat, n-Butylacrylat und Mischungen davon, wobei der Saatlatex in untergeordnetem Maße auch Monomere M2 oder M3 , vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
tf-> #- uι to to y- (-• in o in O in o iπ o in
tu 0J to to P1 P1 ιn o in o in o in o in
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Tabelle 1
DisperMonomere ;Gew . - S- 1 Emulgatoren1) LD [ %]2) sion [Gew.-%] vor nach
Dl 84 BA; 15 MMA; 1AS 0,3 E2; 0,4 El 35 15
D2 84 BA; 13 S; 3 AS 0,6 El; 0,4 E3 35 8
D2a 84 BA; 13 S; 3 AS 0,6 El; 0,4 E2 33 14
D2b 84 BA; 13 S; 3 AS 0,6 E3; 0,4 E2 33 9
D3 51 BA; 33 EHA; 13 S; 0,6 El; 0,4 E3 33 6 3 AS
D4 74 BA; 25 S; 1 AS 0,4 El; 0,3 E2 28 14
D5 84 BA; 15 MMA; 1 AS 0,5 El; 0,3 E2 37 13
D5a 84 BA; 15 MMA; 1 AS 0,5 E3; 0,3 E2 36 17
1) Emulgatormenge , bezogen auf Gesamtmonomermenge
2) Lichtdurchlässigkeit der nicht nachgeseiften Dispersion vor und nach der Scherung
BA n-Butylacrylat
EHA 2-Eth lhexylacrylat
MMA Methylmethacrylat
S Styrol
AS Acrylsäure
El DOWFAX® 2A1 ( DOWCHEMICAL) ; Dodecylphenoxybenzol- disulfonsäure-Natriumsalz
E2 -Sulfo-ω-dodecyloxypolyethylenoxid (ca. 30 EO-
Einheiten); DISPONIL FES 77 der Fa. HENKEL KGaA
E3 Bis-2-ethylhexylsulfobernsteinsäure-Natriumsalz
in . Bestimmung der Stabilität nachgeseifter Polymerisatdispersionen
Die Bestimmung der Stabilität erfolgte durch Ermittlung der Scherstabilität der wässrigen Polymerisatdispersionen. Zu diesem Zweck behandelte man die wässrige Polymerisatdispersion in einer Scherapparatur (Dispermat, VMA Getzmann GmbH, D-51580 Reichshof) mit einer rotierenden Scheibe (Dissolver- Scheibe; 0 20 mm mit 5 mm Innenloch, 16 Zähne; VMA Getzmann GmbH) bei 10 000 U/min für 10 min. Die Lichtdurchlässigkeit wurde vor und nach der Scherung ermittelt. Eine .Z-bweichung der Lichtdurchlässigkeit um mehr als 2 Prozentpunkte weist auf eine Änderung der Größenverteilung der Polymerisatteilchen in der wässrigen Polymerisatdispersion hin. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2a, 2b, 3 und 4 zusammengestellt.
Tabelle 2a
1) nachträglich zugegebener Emulgator, bezogen auf das Gewicht des Polymeristats in der Dispersion
2) Lichtdurchlässigkeit der Dispersion vor und nach der Scherung
El DOWFAX® 2A1 (DOWCHEMICAL) E2 DISPONIL FES 77 (HENKEL KGaA) E3 Bis-2-ethylhexylsulfobernsteinsäure-Natriumsalz E4 Natriumlaurylsulfat
Tabelle 2b
1) nachträglich zugegebener Emulgator, bezogen auf das Gewicht des Polymeristats in der Dispersion
2) Lichtdurchlässigkeit der Dispersion vor und nach der Scherung
E5 Dodecylbenzolsulfonat-Natriumsalz E6 -Sulfo-ω-dodecyloxypolyethylenoxid-Natriumsalz
(2,5 EO)
E7 ethoxiliertes iso-Tridecanol (8 EO)
Tabelle 3
1) nachträglich zugegebener Emulgator, bezogen auf das Gewicht des Polymeristats in der Dispersion
2) Lichtdurchlässigkeit der Dispersion vor und nach der Scherung
Tabelle 4
1 ) Emulgator während der Polymerisation
2 ) Emulgator nach Polymerisation
3) Lichtdurchlässigkeit vor und nach der Scherung
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