DD210696B1

DD210696B1 - Verfahren zur herstellung eines verbundlatex

Info

Publication number: DD210696B1
Application number: DD24413082A
Authority: DD
Inventors: Frans Steffers; Wolfgang Voelzke; Gerhard Haeussler; Norbert Niklas
Original assignee: Buna Chem Werke Veb
Priority date: 1982-10-20
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1986-11-12
Also published as: DD210696A1

Description

-2- 2106%

Die angeführten Mengenangaben und Reaktionsbedingungen sind von wesentlicher Bedeutung für die erfindungsgemäße Herstellung des Verbundlatex. Abweichungen bei den Monomeren und/oder Reaktionsbedingungen führen zu Produkten, die wesentliche Nachteile im Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Produkt aufweisen. So führen höhere Mengen Butadien zu einer Verschmierung der Verbundschichten, eine niedrigere Acrylnitrilmenge zu einer Verschlechterung der Beständigkeit gegen Lösungsmittel, ein höherer Acrylnitrilgehalt zu Sprödigkeit. Eine Abweichung des Emulgatorgemisches kann zu erhöhter Aufladung oder zu einer anderen Teilchengröße bzw. Tellchengiößeverteilung fühien, die wiederum die Adhäsion und Kohäsion negativ beeinflussen. Ein anderes Temperaturfahrregime führt zu Produkten mit völlig anderen Eigenschaften. So führen niedrigere Temperaturen zu einem zu niedrigen Vernetzungsgrad und zu hohe Temperaturen zu einem unvollständigen Acrylnitrileinbau, wodurch eine schlechtere Lösungsmittelresistenz und ein zu hoher Restacrylnitrilgehalt bewirkt wird. Dadurch wird eine weitere Verfahrensstufe zur Entfernung des giftigen Acrylnitrils erforderlich.

Beispiele anionogener Emulgatoren für das erfindungsgemäße Verfahren sind höhere Fettsäuren, Harzsäuren, höhere Fettalkoholsulfate, höhere Alkylsulfonate und Alkylacrylsulfonate sowie deren Kondensationsprodukte mit Formaldehyd, höhere Hydroyalkylsulfonate, Salze der Sulfobernsteinsäureester und sulfatierte Ethylenoxidaddukte. Als nichtionogene Emulgatoren können z. B. die bekannten Umsetzungsprodukte des Ethylenoxids mit Fettalkoholen, mit Fettsäuren sowie deren Amiden und Alkylphenolen, wie Isononylphenol, Anwendung finden. Ferner können die Umsetzungsprodukte des Ethylenoxids mit Alkylmerkaptanen und Alkylthiophenolen oder analoge Umsetzungsprodukte veretherter oder veresterter Polyhydroxyverbindungen, wie Sorbitmonostearat, eingesetzt werden. Auch Blockcopolymere aus Ethylenoxid und Propylenoxid können verwendet werden. Als Initiator eignen sich anorganische Peroxyverbindungen,wie Wasserstoffperoxid, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumperoxydisulfat, Peroxycarbonate und Boratperoxyhydrate, ferner Peroxyverbindungen₍wie Acylhydroperoxide, Diacylperoxide, Alkylhydroperoxide, Diacylperoxide und Ester_twie tert.-Butylperbenzoat.

Ausführungsbeispiele

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundlatex wird anhand von Beispiel 1 erläutert. Beispiel 2 dient als Vergleich mit dem Stand der Technik.

Beispiel 1

In einem 35 I-Polymerisationsbehälter werden 15,6 I destilliertes Wasser, 145 g Natriumsulfat, 6 g Ethylendiamintetraessigsäure, 60 g Natriumlaurylsulfat, 370 g Nonylphenoxypolyethoxyethanol mit 9 Ethoxygruppen, 465 g Methacrylsäure, 100 g Acrylsäure, 20 g Dodecylmerkaptan, 1 256 g Acrylnitril, 1 570 g Butadien und 30 g Kaliumpersulfat 150 min bei etwa 60 °C gerührt, wonach bei 65 ⁰C ohne eine wesentliche Druckerhöhung allmählich eine Mischung aus 80 g Dodecylmerkaptan, 5030 g Acrylnitril und 6287 g Butadien zugegeben wird. Nach 22 Stunden waren alle Monomeren umgesetzt.

Beispiel 2

(Stand der Technik; nicht erfindungsgemäß)

In einem 35 I-Polymerisationsbehälter werden 15,6 I Kondensat, 145 g Natriumsulfat, 6 g Ethylendiamintetraessigsäure, 110 g Natriumsulfat, 120 g Nonylphenoxypolyethoxyethanol, 465 g Methacrylsäure, 100 g Acrylsäure, aber auch 15% einer Mischung, bestehend aus 100 g Dodecylmerkaptan, 6286 g Acrylnitril und 7857 g Butadien mit 30 g Kaliumpersulfat, vorgelegt und etwa 30 min bei 65 ⁰C anpolymerisiert, wonach innerhalb von 12 Stunden die restliche Menge Monomergemisch allmählich zugefahren wurde.

Nach Ende der Zugabe wurde noch etwa 8 Stunden nachreagiert bis keine wahrnehmbare Reaktion mehr stattfand.

Beide Laticas wurden unter gleichen Bedingungen analysiert und geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Gesamtfeststoff - %

Restmonomergehalt — %

Viskosität mPa-s (Hopper)

Trennkraft (Naß) P

Zugfestigkeit mPa

Zugfestigkeit nach 24

Stunden in Perchlor-

äthylen mPa 28,9 12,4

Beide Latices wurden nach bekannten Verfahren mit 40% Kreide verschäumt und geprüft; die Ergebnisse folgen in Tabelle 2.

Beispiel 1	Beispiel 2
47,6	45,1
unter 0,05	0,93
12,9	13,2
310	120
52	47

Tabelle 2	Beispiel 1	Beispiel 2
Trennkraft (Naß) P	220	55
Zugfestigkeit mPa	38	17
Zugfestigkeit nach 24
Stunden in Perchloräthy-
len mPa	197	43

Aus den Ergebnissen sowohl der reinen Filme als auch der geschäumten Schichten gehen die hervorragenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verbundlatex hervor.

Claims

E rfindune*« «Spruch ·

_u ..,,. η p,nes Verbundlatex durch Emulsionspolymerisation von 53 bis 54 Gew % Butadien, 42 bis 43 Gew.-% • *r.» ..or .v.r .- ^ (vjonocarbonsaure m Anwesenheit bekannter Poiymerisationshiifsstoffe, eines Ernulgatorgemisches aus Acramin is ^_{Q enen un}d 14 bis 86 Teilen eines nichtionogenen Emulgators, durch Umsetzung von 20 bis 25% der ö>s ·" en eine ^ ^ ^ unter 65"C und Polymerisation der Restmenge der Monomeren bei 64 bis 66⁰C, gekennzeichnet

ro 15 min nicht mehr als 0,02 MPa zunimmt und nach maximal 24 Stunden alle Monomeren umgesetzt

Anwendungsgebiet der Erfindung

D·* Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines speziellen Verbundlatex, der insbesondere geeignet ist. Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung miteinander zu verbinden, ohne jedoch die vorhandene Losungsmittelbestandigkeit nachteilig ;u beeinflussen

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

! % gibt eine Vielzahl bekannter Verbundhilfsmittel, die auf der Basis von Hochpolymeren hergestellt werden Solche \ erbundhilfsmittel werden auch noch Haftvermittler, Klebstoff oder ähnlich genannt So wird ζ B nach DD-PS 152 568 zur f rhohung der Haftung von Schaumbeschichtungen auf zu beflockenden oder bereits beflockten Tragermatenalien aus , nthetischen Polymeren, vor allem aus Polyolefinen, als Haftvermittler eine Latexlösung mit 5 bis 80 Ma -% Feststoff angewendet · Speziell wird ein Latex aus Butadien Styrol mit 52% Feststoff, Kreide, Vulkanisationspaste und Kahtextilseife vorgeschlagen Dieser Methode haften jedoch mehrere Nachteile an Durch Anwendung von u a Schwefel in der Vulkanisationspaste sind entwerteter I uhere Vulkanisationstemperaturen notwendig, die jedoch den Tragermatenalien aus synthetischen Fasern, die einen relativ " edrigen Schmelzpunkt haben, nicht zuträglich sind, oder die Vulkanisationstemperaturen werden unter etwa 140⁰C gehalten, was ι ntweder zur ungenügenden Vulkanisation oder zu unwirtschaftlich langen Trocknungszeiten fuhrt Das gleiche Prinzip wird auch hei der Vorverfestigung von Teppichen oder Fußbodenbelagen angewendet, wonach meistens noch eine Schaumschicht aufgebracht wird Diese Methode wird u a ausführlich in „De Tex 27" (1968) No 1 (Januar) Seite 48 bis 53 beschrieben In „Chemiefasern/Textilindustrie" März 1973 Seite 238 bis 243 wird u a auch die Verwendung synthetischer Latices mit Carboxylgruppen (Carboxyllatices) vorgeschlagen In der DD PS 152 376 wird die Herstellung von Kunstleder beschrieben Dort wird die Anwendung einer Schaumzwischenschicht, wie sie in DE OS 2 343 294 beschrieben ist, kritisiert Auch die in DE OS 2 108 883 beschriebene polymere Schaumzwischenschicht wird wegen mehrerer negativer Eigenschaften und wegen Unwirtschaftlichkeit verworfen Insbesondere ist die ungenügende Schichtentrennfestigkeit ein großes Problem Auch die Schnittkantenfestigkeit ist unzureichend

Was meist nicht erkannt wird, sind die Folgen einer zu niedrigen Resistenz gegen Flüssigkeiten mit bestimmter Aggressivität So werden ζ B Haftschichten von Kunstleder durch Schweiß abgebaut, wodurch die Haftung allmählich verloren geht Bei Hdftungsschichten, die in der Teppichindustrie angewendet werden, sind chemische Substanzen, die zur Reinigung eingesetzt werden die Ursache des Ablosens von Schichten Allmählich ist es dem Fachmann auch bewußt geworden, daß fur spezielle Anwendungen und zur Erreichung spezieller Eigenschaften Polymerstoffe mit ganz bestimmten Eigenschaften notwendig sind Solche Eigenschaften bewegen sich nur innerhalb sehr enger Grenzen So haben ζ Β solche Angaben wie Polymerisationstemperaturen zwischen 40⁰C und 100⁰C überhaupt keinen Wert, da Polymere mit gleicher Zusammensetzung, hergestellt bei 40⁰C, völlig verschiedene Eigenschaften aufweisen Das trifft auch fur Polymere, hergestellt bei 90°C zu Auch sind Polymere mit 40 oder 50% Butadien im Prinzip nicht miteinander zu vergleichen Jede Änderung der Roh und HilfsStoffe in einer Polymensationsrezeptur, des Fahrregimes und der Herstellungstechnologie fuhrt trotz gleicher Einsatzstoffe zu Produkten mit unterschiedlichen Eigenschaften Diese Erkenntnis setzt sich auch in Beschreibungen von Patentanmeldungen immer mehr durch So ist bekannt, daß durch Vorpolymerisation der Einsatzstoffe oder durch Verwendung von Emulgatormischungen das Eigenschaftsbild der Produkte verändert wird (DD-PS 112 276, DD-PS 136 618) Auch die Reinheit der Rohstoffe spielt eine nicht unbedeutende Rolle, bestimmte Verunreinigungen, schon in ppm-Konzentrationen, ergeben Produkte mit anderen Eigenschaften Ausführlich wird auf diese Problemein „Metallges A G Mitt Arbeitsbereich N F " Heft 12 (1968) Seite 33 bis 45 und in ,Pulp and Paper Magazine of Canada" vom 19 Dezember 1969 Seite 79 bis 88 eingegangen

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen speziellen Verbundlatex herzustellen, der geeignet ist. Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung miteinander zu verbinden ohne Beeinträchtigung der Losungsmittelbestandigkeit

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundlatex zu entwickeln, der den obigen Anforderungen genügt Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß ein Kopolymerisatlatex wie folgt hergestellt wird In wäßriger Emulsion werden 53 bis 54 Gew -% 1,3-Butadien, 42 bis 43 Gew % Acrylnitril, 3 bis 4 Gew % Monocarbonsaure bzw ein Gemisch von Monocarbonsäuren in Anwesenheit eines Emulgatorgemisches aus 14 bis 17 Teilen eines amonogenen Emulgators und 83 bis 86 Teilen eines Gemisches von nichtionogenen Emulgatoren und weiteren bekannten Polymerisationshilfsstoffen so polymerisiert, daß 20 bis 25% der Monomeren mindestens 120 min unter 65⁰C umgesetzt werden und die restliche Menge der Monomeren bei 64 bis 66 °C allmählich so dosiert wird, daß der Druck pro 15 min nicht mehr als 0,02 mPa zunimmt und nach maximal 24 Stunden alle Monomeren umgesetzt sind.