DE3622566C2 - - Google Patents
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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- C08F2/08—Organic solvent with the aid of dispersing agents for the polymer
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Description
Fluorhaltige Polymere, wie sie z. B. in derJP-A-1 36 662/
1983 beschrieben sind, eignen sich zur Herstellung von
Überzügen, die imVergleich zu aus anderen organischen
Polymeren gebildeten Überzügen geringe intermolekulare
Kräfte, einen niedrigen Brechungsindex sowie ein hohes
Maß an Wetterfestigkeit, wasser- und ölabweisender
Beschaffenheit, nicht-klebriger Beschaffenheit, fleckenabweisender
Beschaffenheit und chemischer Stabilität aufweisen.
Von derartigen fluorhaltigen Polymeren mit hervorragenden
Anwendungseigenschaften besitzen solche, die
in organischen Lösungsmitteln bei Raumtemperatur löslich
sind, zusätzliche Eigenschaften, die ein leichtes und wirtschaftliches
Aufbringen von Überzügen gestatten. Fluorhaltige
Polymere mit derartigen Eigenschaften werden im
allgemeinen durch Lösungspolymerisation hergestellt. Wenn
bei diesem Verfahren fluorhaltige Monomere in einer Menge,
die zur Bildung von Polymeren, die diese Eigenschaften
in vollem Umfang aufweisen, verwendet werden, neigen die
Polymeren zur Bildung von Überzügen, die in bezug auf andere
Eigenschaften, wie Beständigkeit gegenüber Erweichung
unter Wärmeeinfluß, Haftung auf Substraten, Härte,
Schlagfestigkeit und ähnliche thermische und mechanische
Eigenschaften, beeinträchtigt sind. Insbesondere bringen
fluorhaltige Polymere, die durch Lösungspolymerisation
hergestellt worden sind, Schwierigkeiten bei der Herstellung
von Überzügen, die sowohl die Eigenschaften, die dem
Fluoratom zugeschrieben werden, als auch die bei derartigen
Überzügen erforderlichen Eigenschaften aufweisen,
mit sich. Ferner sind fluorhaltige Monomere wesentlich
teurer als die üblicherweise verwendeten polymerisierbaren
Vinylmonomeren. Demzufolge besteht ein Bedürfnis,
die vorgesehenen Ergebnisse mit einem möglichst geringen
Gehalt an fluorhaltigen Monomeren zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, stabile Dispersionen von
Vinylpolymeren bereitzustellen, die selbst bei niedrigerem
Gehalt an fluorhaltigen Monomeren Überzüge ergeben, die
geringe intermolekulare Kräfte aufweisen, sich sowohl in
bezug auf chemische Stabilität, Nichtklebrigkeit, Wetterfestigkeit,
Wasserabweisung, Ölabweisung und Schmutzabweisung
als auch in bezug auf ihre thermischen und mechanischen
Eigenschaften, einschließlich Wärmebeständigkeit,
Haftung auf dem Substrat, Härte und Schlagfestigkeit hervorragend
verhalten und einen geringen Brechungsindex besitzen.
Gegenstand der Erfindung sind das in Anspruch 1 gekennzeichnete
Verfahren zur Herstellung von stabilen Dispersionen
von Vinylpolymeren und die Verwendung der nach
diesem Verfahren erhältlichen Dispersionen zur Herstellung
von Beschichtungen.
Der Ausdruck "Perfluoralkylrest" bedeutet einen Rest, der
durch Substitution sämtlicher Wasserstoffatome an geradkettigen
oder verzweigten Kohlenwasserstoffresten entsteht.
Erfindungsgemäß wird mindestens ein Polymer, das unter
den vorstehend beschriebenen Polymeren (A), (B) und/oder (C)
ausgewählt ist, als Dispersionsstabilisator verwendet.
Die erfindungsgemäße Verwendung des Dispersionsstabilisators
führt aus folgenden Gründen zu einer Dispersion
von Polymeren, die zur Bildung von Überzügen führt, die
sowohl die den Fluoratomen zuzuschreibenden Eigenschaften
als auch die bei derartigen Überzügen im wesentlichen
erforderlichen Eigenschaften aufweisen. Die kontinuierliche
Phase des aus der erfindungsgemäßen Dispersion gebildeten
Überzugs besteht im wesentlichen aus dem Dispersionsstabilisator
(d. h. den aus dem fluorhaltigen Monomeren gebildeten
Polymeren). Somit weist die Oberfläche des Überzugs vorwiegend
die den Fluoratomen zuzuschreibenden Eigenschaften
auf, wie hervorragende Wetterfestigkeit, Wasserabweisung,
Ölabweisung und Schmutzabweisung, Nichthaftung und geringen
Brechungsindex. Außerdem dienen die Polymerteilchen der
Dispersion dazu, die bei Überzügen erforderlichen thermischenn
und mechanischen Eigenschaften zu verstärken. Da
ferner die Fluoratome nur in der kontinuierlichen Phase
(Dispersionsstabilisator) vorhanden sind und im Innern der
Polymerteilchen der Dispersion nicht vorhanden sein müssen,
zeigt die erfindungsgemäße Dispersion die den Fluoratomen
zuzuschreibenden Eigenschaften in vergleichbarer Weise
wie Überzüge, die aus herkömmlichen Lösungen von durch
Lösungspolymerisation erhaltenen fluorhaltigen Polymeren
erzielbar sind, selbst wenn die erfindungsgemäße Dispersion
im Vergleich zu der Lösung einen wesentlich geringeren
Anteil an fluorhaltigen Monomeren aufweist. Besonders
wichtig ist der Vorteil, daß die erfindungsgemäße Dispersion
die Überzugsbildung in besonders kostengünstiger
Weise gestattet.
Wie bereits erwähnt, handelt es sich beim erfindungsgemäß
verwendeten Dispersionsstabilisator um mindestens ein
Polymer aus der vorstehenden Gruppe (A) bis (C).
Nachstehend wird das Polymer (A) näher beschrieben.
Als Perfluoralkylreste enthaltende Acryl- oder Methacrylmonomere
der Formel (1) können beliebige bekannte Produkte
verwendet werden, sofern sie unter die Formel (1) fallen.
Unter diesen Monomeren werden solche bevorzugt, in denen
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt und R f einen geradkettigen
oder verzweigten Perfluoralkylrest mit 1 bis
10 Kohlenstoffatomen bedeutet. Beispiele für derartige
Fluormonomere sind Perfluormethylmethyl-acrylat, Perfluormethylmethyl-methacrylat,
Perfluorpropylmethyl-acrylat,
Perfluorpropylmethyl-methacrylat, Perfluorpropylpropyl-
acrylat, Perfluorpropylpropyl-methacrylat, Perfluoroctylundecyl-acrylat,
Perfluoroctylundecyl-methacrylat, Perfluorisononylmethyl-acrylat,
Perfluorisononylmethyl-methacrylat, 2-Perfluoroctylethyl-
acrylat, 2-Perfluoroctylethyl-methacrylat, 2-Perfluorisononyletyl-acrylat
und 2-Perfluorisononylethyl-methacrylat.
Unter diesen Monomeren werden Perfluormethylmethyl-acrylat,
Perfluorisononylmethyl-methacrylat, 2-Perfluoroctylethyl-acrylat und 2-Perfluoroctylethyl-methacrylat
bevorzugt. Diese Monomeren können allein oder
als Gemisch von mindestens zwei dieser Produkte verwendet
werden.
Das Polymer (A) läßt sich beispielsweise herstellen, indem
man das Monomer der Formel (1) in Gegenwart eines
radikalischen Polymerisationsinitiators polymerisiert.
Beispiele für derartige radikalische Polymerisationsinitiatoren
sind Azoinitiatoren, wie 2,2′-Azobisisobutyronitril und
2,2′-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), sowie
Peroxidinitiatoren, wie Benzoylperoxid, Laurylperoxid und
tert.-Butylperoctoat. Der Polymerisationsinitiator
wird in einer Menge von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen
und vorzugsweise von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen
pro 100 Gewichtsteile des zu polymerisierenden
Monomeren verwendet. Die Polymerisationsreaktion wird erfindungsgemäß
vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel
durch Lösungspolymerisation durchgeführt. Als organische
Lösungsmittel können verschiedene bekannte Lösungsmittel
verwendet werden, z. B. Kohlenwasserstoffe,
fluorhaltige Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ester, Ketone,
Glykolether und Ether. Die Lösungsmittel können
allein oder im Gemisch aus mindestens zwei derartiger Lösungsmittel
in verschiedenen Mischungsverhältnissen verwendet
werden. Die Reaktionstemperatur und der Reaktionsdruck
werden je nach Art des zu verwendenden Polymerisationsinitiators,
nach Art des zu verwendenden Lösungsmittels und
der Reaktionsart in entsprechender Weise festgelegt. Vorzugsweise
wird die Reaktionstemperatur im Bereich von
60 bis 160°C gewählt. Die Reaktion läßt sich im
allgemeinen in 1 bis 15 Stunden beenden. Das
Polymer (A) kann auch durch Polymerisation des Monomeren
der Formel (1) in einem wäßrigen Medium, Entfernen des
Wassers vom erhaltenen Polymeren und Lösen des Polymeren
im organischen Lösungsmittel hergestellt werden.
Vorzugsweise weist das Polymer (A) ein Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von etwa 5000 bis etwa 100 000 (Zahlenmittel
des Molekulargewichts etwa 1000 bis etwa 60 000)
und vorzugsweise von etwa 5000 bis etwa 50 000 auf. Bei
Polymeren mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa
5000 ist es wahrscheinlich, daß sich eine unzureichende
Stabilität der Polymerteilchen in der Dispersion ergibt
und es zu Agglomerations- und Sedimentationserscheinungen
kommt, während Polymere mit einem Molekulagewicht über
etwa 100 000 dazu neigen, die Viskosität der Dispersion
deutlich zu erhöhen, so daß die Dispersion schwer handhabbar
wird.
Nachstehend wird das unter (B) aufgeführte Copolymer (kurz
"Polymer (B)" näher erläutert.
Das Polymer (B) enthält als Copolymerisationskomponente
mindestens etwa 1 Gewichtsprozent und vorzugsweise mindestens
10 Gewichtsprozent des Monomeren der Formel (1).
Beispiele für Monomere, die mit dem Monomeren der Formel
(1) copolymerisierbar sind, sind Produkte, die durch Radikalpolymerisation
polymerisierbar sind (nachstehend als
"radikalisch polymerisierbare Monomere" bezeichnet). Es
sind eine Reihe von Beispielen für derartige Produkte
bekannt. Hierzu gehören Acryl- und Methacrylmonomere, wie
Acrylsäure und Methacrylsäure; N,N-Dimethylaminoethylacrylat
oder -methacrylat und N,N-Diethylaminoethylacrylat
oder -methacrylat; C1-18-Alkylacrylate oder -methacrylate,
wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat,
Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat, Laurylacrylat,
Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat,
Isopropylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat,
Octylmethacrylat und Laurylmethacrylat;
C2-8-Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate, wie Hydroxyethylacrylat,
Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat
und Hydroxypropylmethacrylat.
Diese radikalisch polymerisierbaren Acryl- oder Methacrylmonomeren
können allein oder im Gemisch aus mindestens
zwei dieser Bestandteile verwendet werden. Ggf. kann das
Acryl- oder Methacrylmonomer teilweise oder vollständig
durch andere radikalisch polymerisierbare Monomere ersetzt
werden, z. B. durch Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol
und ähnliche vinylaromatische Verbindungen, Acrylnitril,
Methacrylnitril, Crotonsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid
und dergl.
Das Polymer (B) läßt sich beispielsweise durch Copolymerisation
des Monomeren der Formel (1) mit dem radikalisch
polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart eines radikalischen
Polymerisationsinitiators herstellen. Diese Monomeren
werden in solchen Mengen verwendet, daß das Monomer
der Formel (1) mindestens etwa 1 Gewichtsprozent und vorzugsweise
etwa 10 Gewichtsprozent des erhaltenen Polymeren
ausmacht. Die Art und Menge des zu verwendenden
radikalischen Polymerisationsinitiators und die übrigen
Polymerisationsbedingungen sind die gleichen, die bei der
Herstellung des Polymeren (A) angewandt werden.
Vorzugsweise weist das Polymer (B) ein Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von etwa 5000 bis etwa 100 000 (Zahlenmittel
des Molekulargewichts etwa 1000 bis etwa 60 000)
und vorzugsweise von etwa 5000 bis etwa 50 000 auf. Bei
Polymeren mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa
5000 ist es wahrscheinlich, daß sich eine unzureichende
Stabilität der Polymerteilchen in der Dispersion ergibt
und es zu Agglomerations- und Sedimentationserscheinungen
kommt, während Polymere mit einem Molekulagewicht von
mehr als etwa 100 000 dazu neigen, die Viskosität der Dispersion
deutlich zu erhöhen, so daß die Dispersion schwer
handhabbar wird.
Nachstehend wird das Polymer (C) näher erläutert.
Insbesondere enthält das Polymer (C) als wesentlichen Bestandteil
ein Fluorolefin und als Copolymerisationskomponente
mindestens ein ungesättigtes Monomer aus der Gruppe
Alkylvinylether, alicyclische Vinylether, Hydroxyalkyl
vinylether, alicyclische Hydroxyvinylether, Olefine, Halogenolefine,
ungesättigte Carbonsäuren, Ester davon und
Vinylcarboxylate. Das Polymer (C) weist ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von 5000 bis 120 000
(Zahlenmittel des Molekulargewichts 1000 bis
60 000) und vorzugsweise von 5000 bis 50 000 und
einen Fluorgehalt von 1 bis 60 Gewichtsprozent
und vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsprozent auf.
Das Polymer (C) ist in organischen Lösungsmitteln bei
Raumtemperatur löslich.
Die andere wesentliche Komponene des Polymeren (C) ist
mindestens eines der Fluorolefine Tetrafluorethylen, Chlortrifluorethylen,
Vinylfluorid und/oder Vinylidenfluorid.
Nachstehend sind Beispiele für die Copolymerisationskomponente
aufgeführt: Alkylvinylether, wie Ethylvinylether,
Isobutylvinylether und n-Butylvinylether; alicyclische
Vinylether, wie Cyclohexylvinylether und Derivate
davon; Hydroxyalkylvinylether, wie Hydroxybutylvinylether;
alicyclische Hydroxyvinylether,
wie Hydroxycyclohexylvinylether; Olefine
und Halogenolefine, wie Ethylen, Propylen, Isobutylen,
Vinylchlorid und Vinylidenchlorid; Vinylcarboxylate,
wie Vinylacetat und Vinyl-n-butyrat; ungesättigte
Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure und
Crotonsäure, sowie Ester davon, wie C1-18-Alkylacrylate
oder Methacrylate, z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat,
Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat,
Octylacrylat, Laurylacrylat, Methylmethacrylat,
Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat,
Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethacrylat und
Laurylmethacrylat, C2-8-Hydroxyalkylacrylate
oder -Methacrylate, z. B. Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxypropylacrylat und Hyroxypropylmethacrylat,
N,N-Dimethylaminoethylacrylat oder -methacrylat,
N,N-Diethylaminoethylacrylat oder -methacrylat.
Von diesen Ethern werden Alkylvinylether, alicyclische
Vinylether, Hydroxyalkylvinylether, alicyclische
Hydroxyvinylether, Olefine und Halogenolefine bevorzugt.
Diese ungesättigten Monomeren können allein oder in Form
von Gemischen aus mindestens zwei dieser Bestandteile verwendet
werden. Ggf. können die Monomeren teilweise durch
andere radikalisch polymerisierbare Monomere, wie Styrol,
α-Methylstyrol, Vinyltoluol und ähnliche vinylaromatische
Verbindungen, Acrylnitril und Methacrylnitril,
ersetzt werden. Es können auch andere Monomere verwendet
werden, unter Einschluß von Derivaten der vorerwähnten
Monomeren, wie Carboxylgruppen enthaltende Fluorolefine,
Glycidylgruppen enthaltende Vinylether und Carboxylgruppen
enthaltende Vinylether.
Polymere (C) mit einem Fluorgehalt von weniger als
1 Gewichtsprozent besitzen nicht in vollständigem Umfang
die erforderlichen Eigenschaften, während Polymere (C) mit
einem Fluorgehalt von mehr als 60 Gewichtsprozent
eine verminderte Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln
aufweisen.
Das Polymer (C) läßt sich beispielsweise durch Copolymerisation
von Fluorolefinen mit dem ungesättigten Monomeren
in Gegenwart eines radikalischen Polymerisationsinitiators
herstellen. Diese Monomeren werden in solchen Mengen verwendet,
daß das Fluoratom 1 bis 60 Gewichtsprozent
des erhaltenen Polymeren darstellt. In bezug auf
Art und Menge des zu verwendenden Polymerisationsinitiators
und in bezug auf die übrigen Polymerisationsbedingungen
gelten die bezüglich der Herstellung des Polymeren (A) gemachten
Angaben.
Das Polymer (C) weist ein Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von 5000 bis 120 000 (Zahlenmittel
des Molekulargewichts 1000 bis 60 000) auf.
Bei Polymeren mit einem Molekulargewicht von weniger als
5000 besteht die Gefahr einer unzureichenden Stabilität
der Polymerteilchen in der Dispersion und der Bildung
vonAgglomerations- und Sedimentationserscheinungen, während
Polymere mit einem Molekulargewicht von mehr als120 000
zu einer verminderten Löslichkeit im organischen Lösungsmittel
und zu einem erheblichen Anstieg der Viskosität der
Dispersion neigen.
Beispiele für die Polymeren (C) sind Hydroxylgruppen enthaltende
Fluorolefin-vinylether-Copolymere, die in organischen
Lösungsmitteln löslich sind und im folgenden als
"Lumiflon"® bezeichnet werden.
Die erfindungsgemäß als Dispersionsstabilisatoren verwendeten
Polymeren (A), (B) und (C) können mindestens
eine polymerisierbare Doppelbindung im Molekül aufweisen. Die
Doppelbindung kann beispielsweise durch Polymerisation
von Acrylsäure, Methacrylsäure oder ähnlichen Carboxylgruppen
enthaltenden Monomeren als Copolymerisationskomponente
und Umsetzung der Carboxylgruppe des erhaltenen
Copolymeren mit Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat,
Allylglycidylether oder ähnlichen ungesättigten, Glycidylgruppen
enthaltenden Monomeren eingeführt werden. die Einführung
der Doppelbindung kann auch vorgenommen werden,
indem man ein Glycidylgruppen enthaltendes Copolymer herstellt
und die Glycidylgruppen des Copolymeren mit dem
ungesättigten Carboxylgruppen enthaltenden Monomeren umsetzt.
Es sind weitere Kombinationen möglich, z. B. von Säureanhyriden
mit Hydroxylgruppen, Säureanhydriden mit Mercaptangruppen
und Isocyanaten mit Hydroxylgruppen. Die
allgemeinen Bedingungen für die Additionsreaktion zwischen
derartigen Kombinationen von reagierenden Gruppen sind
bekannt. Selbstverständlich hängt die Reaktionstemperatur
von der Kombination der reagierenden Gruppen und der Gegenwart
eines Katalysators ab.
Die Reaktion führt zur Bildung des Polymeren (A), (B) oder
(C) mit durchschnittlich mindestens 0,1 Mol einer polymerisierbaren
Doppelbindung pro 1 Mol des Polymeren. Erfindungsgemäß
müssen die Polymeren (A) bis (C) nicht ausnahmslos
mit polymerisierbaren Doppelbindungen versehen
sein. Die so gebildete Doppelbindung erzeugt eine kovalente
Bindung zwischen dem Dispersionsstabilisator und dem die
Teilchen bildenden Polymeren. Dabei werden Verbesserungen
in bezug auf die Lagerstabilität und die mechanische Stabilität
der Dispersion erzielt.
Die Polymeren (A) bis (C) können allein oder im Gemisch
aus mindestens zwei dieser Bestandteile, die sich in bezug
auf Copolymerzusammensetzung und Molekulargewicht unterscheiden,
verwendet werden. Ggf. kann eine geringe Menge
an anderen Dispersionsstabilisatoren gleichzeitig eingesetzt
werden, z. B. mit Butylgruppen veretherte Melamin-
Formaldehyd-Harze, Alkydharze und übliche Acrylharze, die
das Monomer der Formel (1) nicht als Copolymerisationskomponente
enthalten.
Wird die erfindungsgemäße Dispersion unter Verwendung
der Polymeren (A) oder (B) als Dispersionsstabilisator
hergestellt, so erweisen sich die daraus hergestellten
Überzüge als ausgezeichnet in bezug auf Schmutzabweisung,
Kratzfestigkeit, Wasserabweisung, Ölabweisung und nichthaftender
Beschaffenheit aufgrund der niedrigen Oberflächenspannung,
besitzen einen niedrigen Brechungsindex
und erweisen sich günstig in bezug auf ihre Beständigkeit
gegen Erweichung unter Wärmeeinwirkung, Haftung am Substrat,
Härte, Schlagfestigkeit und Zugfestigkeit.
Bei Verwendung des Polymeren (C) als Dispersionsstabilisator
erhält man Vinylpolymere von beachtlicher Wetterfesigkeit,
chemischer Beständigkeit, Beständigkeit gegen Erweichung
unter Wärmeeinwirkung, Haftung am Substrat, Härte,
Schlagfestigkeit und Zugfestigkeit. Erfindungsgemäß
werden das oder die radikalisch polymerisierbaren
Monomeren in der organischen Flüssigkeit in Gegenwart des
vorstehend beschriebenen Dispersionsstabilisators polymerisiert.
Während die durch Polymerisation gebildeten Polymerteilchen
der Dispersion in der bei der Polymerisation verwendeten
organischen Flüssigkeit nicht in wesentlichem Umfang
gelöst werden, gehen der Dispersionsstabilisator und das
radikalisch polymerisierbare Monomer in der organischen
Flüssigkeit, die als gutes Lösungsmittel wirkt, in Lösung.
Beispiele für derartige organische Flüssigkeiten sind aliphatische
Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan und Octan;
aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und
Xylol; Lösungsmittel vom Alkohol-, Ether-,
Ester- und Ketontyp, wie Isopropylalkohol, n-Butylalkohol,
Isobutylalkohol, Octylalkohol, Cellosolve® (Ethylglykol), Butylcellosolve®
(Butylglykol), Diethylenglykolmonobutylether, Methylisobutylketon,
Diisobutylketon, Ethylacylketon, Ethylhexylketon, Methylhexylketon,
Ethylbutylketon, Ethylacetat, Isobutylacetat, Acylacetat, Hexylacetat und 2-
Ethylhexylacetat. Diese organischen Flüssigkeiten
können allein oder im Gemisch aus zwei oder mehr dieser
Bestandteile verwendet werden. Bevorzugte Beispiele hierfür
sind Lösungsmittel, die vorwiegend aus alipathischen Kohlenwasserstoffen
bestehen, die in geeigneter Weise mit
aromatischen Kohlenwasserstoffen und Lösungsmitteln vom
Alkohol-, Ether-, Ester- oder Ketontyp kombiniert sind.
Das Polymer (A) mit einem hohen Molekulargewicht und das
Polymer (B) mit einem hohen Molekulargewicht und einem
Gehalt an einer großen Menge des Monomeren der Formel (1)
können beim Auflösen im vorgenannten Lösungsmittel Schwierigkeiten
bereiten. Sofern dies der Fall ist, kann das
Lösungsmittel ganz oder teilweise durch gute Lösungsmittel,
wie Trichlortrifluorethan, m-Xylolhexafluorid und Tetrachlorhexafluorbutan,
ersetzt werden.
Hinsichtlich der in der organischen Flüssigkeit in Gegenwart
des Dispersionsstabilisators zu polymerisierenden
Monomeren gibt es keine speziellen Beschränkungen, sofern
es sich um ungesättigte, radikalisch polymerisierbare
Monomere handelt. Es sind eine Reihe von geeigneten Monomeren
bekannt. Nachstehend sind typische Beispiele hierfür
aufgeführt.
- (I) Acrylate und Methacrylate, z. B. C1-18-Alkylacrylate oder -methacrylate, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat, Laurylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethacrylat und Laurylmethacrylat; Glycidylacrylat oder -methacrylat; C2-8-Alkenylacrylate oder -methacrylate, wie Allylacrylat oder -methacrylat; C2-8-Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate, wie Hydroxyethylacrylat oder -methacrylat, Hydroxypropylacrylat oder -methacrylat; und C3-18-Alkenyloxyalkylacrylate oder -methacrylate, wie Allyloxyethylacrylat oder -methacrylat;
- (II) vinylaromatische Verbindungen, wie Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol, p-Chlorstyrol und Vinylpyridin;
- (III) α,β-ethylenisch ungesättigte Säuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure und Itaconsäure;
- (IV) weitere Verbindungen, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylisopropenylketon, Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylpivalat.
Selbstverständlich können für das Polymer (C) auch Monomere
der Formel (1) und/oder Fluorolefine verwendet werden.
Die Polymerisation des oder der Monomeren wird unter Verwendung
eines radikalischen Polymerisationsinitiators
durchgeführt. Beispiele für geeignete radikalische Polymerisationsinitiatoren
sind Azoinitiatoren, wie 2,2′-Azobisisobutyronitril
und 2,2′-Azo-bis-(2,4-dimethylvaleronitril),
und Peroxidinitiatoren, wie Benzoylperoxid,
Laurylperoxid und tert.-Butylperoctoat. Der Polymerisationsinitiator
wird in einerMenge von 0,2 bis
10 Gewichtsteilen und vorzugsweise von 0,5 bis
5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des oder der
zu polymerisierenden Monomeren verwendet.
Die Menge des Dispersionsstabilisators kann je nach dessen
Art stark variieren, beträgt aber 5 bis
80 Gewichtsprozent und insbesondere 10 bis
60 Gewichtsprozent, bezogen auf die kombinierte Menge der
zu polymerisierenden Monomeren und des Stabilisators.
Sind weniger als 5 Gewichtsprozent an Dispersionsstabilisator
vorhanden, so besteht die Gefahr einer Verringerung
der Lagestabilität der Dispersion, während bei
einem Gehalt über 80 Gewichtsprozent die Tendenz zur
Gelbildung unter Erhöhung der Viskosität besteht.
Die Gesamtkonzentration des oder der Monomeren und des
Dispersionsstabilisators in der organischen Flüssigkeit
kann je nach dem Verwendungszweck der Dispersion variieren
und unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Vorzugsweise
liegt diese Gesamtkonzentration im Bereich von
30 bis 70 Gewichtsprozent und vorzugsweise von
30 bis 60 Gewichtsprozent.
Zur Herstellung der Dispersion kann die Polymerisation
nach üblichen Verfahren durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatur
beträgt 60 bis 160°C. Die Reaktion
kann im allgemeinen in 1 bis 15 Stunden beendet
werden.
Die nach dem vorerwähnten erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte nicht-wäßrige Dispersion von Polymerteilchen
besitzt eine beträchtliche Dispersionsstabilität und kann z. B.
zur Herstellung von Überzugsmassen, Formkörpern, Klebstoffen
und Füllstoffen verwendet werden.
Die erfindungsgemäß hergestellte Dispersion kann zwar direkt ohne
weitere Zusätze verwendet werden, wird aber ggf. mit
Additiven, wie farbgebenden Mitteln, Weichmachern und Härtern,
vermischt. Beispiele für farbgebende Mittel
sind Farbstoffe, organische Pigmente, anorganische
Pigmente und metallische Pigmente.
Als Weichmacher kommen bekannte Produkte in Frage
wie Dimethylphthalat, Dioctylphthalat und ähnliche niedermolekulare
Weichmacher, Vinylpolymer-Weichmacher, Polyester-
Weichmacher und ähnliche hochmolekulare Weichmacher.
Diese Weichmacher können mit der Dispersion vermischt
werden oder sie können bei der Herstellung der Dispersion
im radikalisch polymerisierbaren Monomeren gelöst werden,
so daß sie den dabei gebildeten Polymerteilchen der Dispersion
einverleibt werden. Als Härter kommen Aminharze,
Epoxyharze, Polyisocyanate und ähnliche Vernetzungsmittel
in Frage. Die erfindungsgemäß hergestellte Dispersion kann auch z. B. mit
Cellulose, Cellulosederivaten, anderen Acrylharzen, Alkydharzen,
Polyesterharzen oder Epoxyharzen vermischt
werden. Ferner kann die erfindungsgemäß hergestellte Dispersion bei
Umgebungstemperatur oder erhöhten Temperaturen getrocknet
oder gehärtet werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen und
Vergleichsbeispielen näher erläutert. Sämtliche Teil- und
Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.
Isobutylacetat40 Teile
Toluol40 Teile
Die vorerwähnten Verbindungen werden unter Rückfluß erwärmt.
Die nachstehend aufgeführten Monomeren und der
Polymerisationsinitiator werden innerhalb von 3 Stunden
tropfenweise zugesetzt. Nach der Zugabe läßt man das
Gemisch 2 Stunden altern.
2-Perfluoroctylethylmethacrylat50 Teile
Styrol10 Teile
Isobutylmethacrylat19 Teile
2-Ethylhexylmethacrylat10 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat10 Teile
Methacrylsäure1 Teil
2,2′-Azobisisobutyronitril2 Teile
Der erhaltene Acrylharzlack enthält 55 Prozent nicht-
flüchtige Bestandteile und weist die Viskosität G (Gardner,
25°C; dies gilt auch für die nachstehenden Ausführungen)
und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa
16 000 auf.
Heptan93 Teile
Dispersionsstabilisator (I)98 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben. Anschließend
läßt man das Gemisch 2 Stunden altern.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat40 Teile
Acrylnitril30 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat1,5 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 53 Prozent
nicht-flüchtige Anteile und weist die Viskosität A und
eine Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,2 bis 0,3 µm
(elektronenmikroskopische Messung; dies gilt auch für die
nahstehenden Ausführungen) auf. Man läßt die Dispersion
3 Monate bei Raumtemperatur stehen, wobei weder Niederschläge
noch grobe Teilchen gebildet werden.
Die Dispersion wird auf eine Glasplatte aufgetragen und
bei Raumtemperatur getrocknet. Der getrocknete Überzug
weist eine Oberflächenenergie von nur 14 dyn/cm (gemessen
mittels des Kontaktwinkels unter Verwendung von Wasser
und Paraffin; dies gilt auch für die nachstehenden Ausführungen)
auf.
Isobutylacetat40 Teile
Toluol40 Teile
Die vorerwähnten Verbindungen werden unter Rückfluß erwärmt.
Die nachstehend aufgeführten Monomeren und der
Polymerisationsinitiator werden innerhalb von 3 Stunden
tropfenweise zugesetzt. Nach der Zugabe läßt man das
Gemisch 2 Stunden altern.
Perfluorisononylmethyl-methacrylat30 Teile
Styrol15 Teile
Isobutylmethacrylat30 Teile
Laurylmethacrylat14 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat10 Teile
Methacrylsäure1 Teil
2,2′-Azobisisobutyronitril1,8 Teile
Der erhaltene Acrylharzlack enthält 55 Prozent nicht-
flüchtige Anteile und weist die Viskosität J und ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von etwa 18 000 auf.
Heptan82 Teile
Dispersionsstabilisator (II)121 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugesetzt. Anschließend
läßt man das Gemisch 2 Stunden altern.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat30 Teile
Acrylnitril40 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
2,2′-Azobisisobutyronitril2 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 55 Prozent
nicht-flüchtige Bestandteile und weist die Viskosität C
und eine Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,15 bis
0,20 µm auf. Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur
stehen, wobei weder Niederschläge noch grobe
Teilchen gebildet werden.
Die Dispersion wird auf eine Glasplatte aufgetragen und
bei Raumtemperatur getrocknet. Der getrocknete Überzug
weist eine Oberflächenenergie von nur 16 dyn/cm auf.
Isobutylacetat40 Teile
Toluol40 Teile
Die vorerwähnten Verbindungen werden unter Rückfluß erwärmt.
Die nachstehend aufgeführten Monomeren und der Polymerisationsinitiator
werden innerhalb von 3 Stunden tropfenweise
zugesetzt. Nach der Zugabe läßt man das Gemisch
2 Stunden altern.
Perfluormethylmethylacrylat60 Teile
Styrol15 Teile
Laurylmethacrylat14 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat10 Teile
Methacrylsäure1 Teil
2,2′-Azobisisobutyronitril1,8 Teile
Der erhaltene Acrylharzlack enthält 55 Prozent nicht-flüchtige
Anteile und weist die Viskosität L und ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von etwa 19 000 auf.
Heptan82 Teile
Dispersionsstabilisator (III)121 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator
werden innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben.
Anschließend läßt man das Gemisch 2 Stunden altern.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat30 Teile
Acrylnitril40 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
2,2′-Azobisisobutyronitril2 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 55 Prozent
nicht-flüchtige Anteile und weist die Viskosität D und
eine Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,15 bis
0,20 µm auf. Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur
stehen, wobei weder Niederschläge noch grobe Teilchen
gebildet werden.
Die Dispersion wird auf eine Glasplatte aufgetragen und
bei Raumtemperatur getrocknet. Der getrocknete Überzug
weist eine Oberflächenenergie von nur 19 dyn/cm auf.
80 Teile m-Xylolhexafluorid werden erwärmt und bei 110°C
belassen. Das nachstehend aufgeführte Monomere und der
Polymerisationsinitiator werden innerhalb von 3 Stunden
tropfenweise zugegeben. Nach der Zugabe läßt man das Gemisch
2 Stunden altern.
2-Perfluoroctylethyl-acrylat100 Teile
2,2′-Azobisisobutyronitril2 Teile
Der erhaltene Acrylharzlack enthält 55 Prozent nicht-
flüchtige Anteile und weist die Viskosität C und ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von etwa 16 000 auf.
Cyclohexan20 Teile
m-Xylolhexafluorid62 Teile
Dispersionsstabilisator (IV)121 Teile
Die vorstehenden Bestandteile werden in einen Kolben gegeben,
unter Rückfluß erwärmt und bei 95°C belassen. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator
werden innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben.
Anschließend läßt man das Gemisch 2 Stunden altern.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat42 Teile
Acrylnitril20 Teile
Glycidylmethacrylat5 Teile
Acrylsäure3 Teile
2-Hydroxyethylacrylat15 Teile
2,2′-Azobisisobutyronitril2 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 55 Prozent nicht-
flüchtige Anteile und weist die Viskosität B und eine Teilchengröße
der Polymerteilchen von 0,18 bis 0,20 µm auf.
Das Teilcheninnere ist durch Umsetzung der Epoxygruppe
von Glycidylmethacrylat und der Carboxylgruppe von Acrylsäure
vernetzt. Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur
stehen, wobei weder Niederschläge noch grobe
Teilchen gebildet werden. Ein durch Auftragen der Dispersion
auf eine Glasplatte und Trocknen bei Raumtemperatur
gebildeter Überzug weist eine Oberflächenenergie von nur
11 dyn/cm auf.
Isobutylacetat50 Teile
Toluol30 Teile
Die vorerwähnten Verbindungen werden unter Rückfluß erwärmt.
Die nachstehend aufgeführten Monomeren und der
Polymerisationsinitiator werden innerhalb von 3 Stunden
tropfenweise zugegeben. Nach der Zugabe läßt man das Gemisch
3 Stunden altern.
2-Perfluoroctylethyl-methacrylat50 Teile
Styrol10 Teile
Isobutylmethacrylat19 Teile
2-Ethylhexylmethacrylat10 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat10 Teile
Methacrylsäure1 Teil
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat3 Teile
Der erhaltene Acrylharzlack enthält 55 Prozent nicht-
flüchtige Anteile und weist die Viskosität H und ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von etwa 16 000 auf.
Der gesamte Lack wird mit folgenden Bestandteilen versetzt:
Glycidylmethacrylat0,8 Teile
4-tert.-Butylbrenzcatechin0,02 Teile
Dimethylaminoethanol0,1 Teil
Das Gemisch wird zur Einführung einer copolymerisierbaren
Doppelbindung in die Molekülkette des Dispersionsstabilisators
5 Stunden unter Rückfluß erwärmt. Der Anteil der
eingeführten Doppelbindungen beträgt etwa 0,6 Mol pro
1 Mol des Dispersionsstabilisators, ermittelt durch Messung
der Säurezahl des Harzes.
Heptan93 Teile
Dispersionsstabilisator (V)98 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben. Anschließend
läßt man das Gemisch 2 Stunden altern.
Styrol10 Teile
Methylmethacrylat45 Teile
Acrylnitril25 Teile
2-Perfluoroctylethyl-methacrylat5 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat1,5 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 55 Prozent nicht-
flüchtige Anteile und weist die Viskosität H und eine
Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,2 bis 0,3 µm auf.
Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur stehen, wobei weder
Niederschläge noch grobe Teilchen gebildet werden. Die
Dispersion wird auf eine Glasplatte aufgebracht und bei
Raumtemperatur getrocknet. Der getrocknete Überzug weist
eine Oberflächenenergie von nur 13 dyn/cm auf.
Isobutylacetat40 Teile
Toluol40 Teile
Die vorerwähnten Verbindungen werden unter Rückfluß erwärmt.
Die nachstehend aufgeführten Monomeren und der Polymerisationsinitiator
werden innerhalb von 3 Stunden tropfenweise
zugesetzt. Nach der Zugabe läßt man das Gemisch 2 Stunden
altern.
Styrol10 Teile
Isobutylmethacrylat69 Teile
2-Ethylhexylmethacrylat10 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat10 Teile
Methacrylsäure1 Teil
2,2′Azobisisobutyronitril2 Teile
Der erhaltene Acrylharzlack enthält 55 Prozent nicht-
flüchtige Anteile und weist die Viskosität H und ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von etwa 16 000 auf.
Heptan93 Teile
Dispersionsstabilisator (VI)98 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben. Anschließend
läßt man das Gemisch 2 Stunden altern.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat40 Teile
Acrylnitril30 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat1,5 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Dispersion von
milchigem Aussehen. Sie enthält 53 Prozent nicht-flüchtige
Anteile und weist die Viskosität B und eine Teilchengröße
der Polymerteilchen von 0,2 bis 0,3 µm auf. Man läßt die
Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur stehen, wobei weder
Niederschläge noch grobe Teilchen gebildet werden.
Die Dispersion wird auf eine Glasplatte aufgetragen und
bei Raumtemperatur getrocknet. Der getrocknete Überzug
weist eine Oberflächenenergie von 35 dyn/cm auf, was im
wesentlichen dem Wert für einen aus einem üblichen Acrylharzlack
gebildeten Überzug entspricht.
Ein aus dem Dispersionsstabilisator (IV) auf einer Glasplatte
gebildeter Überzug weist eine Oberflächenenergie
von nur 11 dyn/cm auf, erweist sich aber als klebrig. Demgegenüber
erweisen sich Überzüge, die aus den Dispersionen
der vorstehenden Beispiele unter Einschluß von Beispiel 4
hergestellt worden sind, alle als fest.
Ein aus dem Dispersionsstabilisator (II) auf einer Glasplatte
gebildeter Überzug weist eine Oberflächenenergie
von 16 dyn/cm auf. Der aus der Dispersion von Beispiel 2
gebildete Überzug besitzt im wesentlichen die gleiche
Oberflächenenergie wie der aus dem Dispersionsstabilisator
(II) gebildete Überzug, weist aber, bezogen auf den Überzug
aus dem Stabilisator (II) einen Perfluoralkylmonomer-
Gehalt von nur 40 Prozent auf.
Hepan102 Teile
n-Butylacetat8 Teile
Dispersionsstabilisator (VII)
("Lumiflon LF 200"®, Gewichtsmittel des Molekulargewichts etwa 50 000,
Fluorgehalt 30 Prozent, Hydroxylzahl
etwa 50, nicht-flüchtige Anteile
60 Prozent)108 Teile
("Lumiflon LF 200"®, Gewichtsmittel des Molekulargewichts etwa 50 000,
Fluorgehalt 30 Prozent, Hydroxylzahl
etwa 50, nicht-flüchtige Anteile
60 Prozent)108 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben. Nach der
Zugabe läßt man das Gemisch 2 Stunden altern. Anschließend
werden 26 Teile n-Butylacetat zugesetzt.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat40 Teile
Acrylnitril30 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat1,5 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 47 Prozent
nicht-flüchtige Anteile und weist die Viskosität A und
eine Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,15 µm auf.
Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur stehen,
wobei weder Niederschläge noch grobe Teilchen gebildet
werden.
Heptan102 Teile
n-Butylacetat8 Teile
Dispersionsstabilisator (Chlortri-
fluorethylen/Cyclohexylvinylether/
Hydroxybutylvinylether- Copolymer,
Fluorgehalt 50 Prozent,
Hydroxylzahl 60, Gewichtsmittel des
Molekulargewichts etwa 10 000,
nicht-flüchtige Anteile 60 Prozent)108 Teile
fluorethylen/Cyclohexylvinylether/
Hydroxybutylvinylether- Copolymer,
Fluorgehalt 50 Prozent,
Hydroxylzahl 60, Gewichtsmittel des
Molekulargewichts etwa 10 000,
nicht-flüchtige Anteile 60 Prozent)108 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben. Anschließend
läßt man das Gemisch 2 Stunden altern, wonach 26
Teile n-Butylacetat zugesetzt werden.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat40 Teile
Acrylnitril30 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat1,5 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 53 Prozent
nicht-flüchtige Anteile und weist die Viskosität A3 und
eine Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,15 µm auf.
Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur
stehen, wobei weder Niederschläge noch grobe Teilchen gebildet
werden.
Heptan102 Teile
n-Butylacetat8 Teile
Dispersionsstabilisator (VII)108 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
innerhalb von 3 Stunden tropfenweise zugegeben. Anschließend
läßt man das Gemisch 2 Stunden altern, wonach 26 Teile
n-Butylacetat zugesetzt werden.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat17 Teile
Acrylnitril30 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
Glycidylmethacrylat20 Teile
Methacrylsäure3 Teile
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat1,5 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 46 Prozent
nicht-flüchtige Anteile und weist die Viskosität B und
eine Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,12 µm auf.
Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur stehen,
wobei weder Niederschläge noch grobe Teilchen gebildet
werden.
200 Teile "Lumiflon LF 400"® (nicht-flüchtige Anteile
50 Prozent, Säurezahl 5, Fluorgehalt 30 Prozent, Hydroxylzahl
etwa 50, Gewichtsmittel des Molekulargewichts etwa
50 000) werden mit folgenden Bestandteilen versetzt:
Glycidylmethacrylat0,8 Teile
4-tert.-Butylbrenzcatechin0,02 Teile
Dimethylaminoethanol0,1 Teil
Das Gemisch wird zur Einführung einer copolymerisierbaren
Doppelbindung in die Molekülkette des Dispersionsstabilisators
5 Stunden unter Rückfluß erwärmt.
Es erfolgt eine Verringerung der Säurezahl des Harzes auf
weniger als 0,02, um etwa 1 Mol Doppelbindung pro Mol Dispersionsstabilisator
einzuführen.
Heptan80 Teile
n-Butylacetat8 Teile
vorstehend erhaltener
Dispersionsstabilisator130 Teile
Dispersionsstabilisator130 Teile
Die vorerwähnten Bestandteile werden in einen Kolben gegeben
und unter Rückfluß erwärmt. Die nachstehend aufgeführten
Monomeren und der Polymerisationsinitiator werden
tropfenweise innerhalb von 3 Stunden zugegeben. Anschließend
läßt man das Gemisch 2 Stunden altern, wonach
26 Teile n-Butylacetat zugesetzt werden.
Styrol15 Teile
Methylmethacrylat40 Teile
Acrylnitril30 Teile
2-Hydroxyethylmethacrylat15 Teile
tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat1,5 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
von milchigem Aussehen. Sie enthält 47 Prozent
nicht-flüchtige Anteile und weist die Viskosität D und
eine Teilchengröße der Polymerteilchen von 0,18 µm auf.
Die Dispersion wird 3 Monate bei Raumtemperatur stehengelassen,
wobei weder Niederschläge noch grobe Teilchen gebildet
werden.
Das allgemeine Verfahren von Beispiel 6 wird wiederholt,
mit der Abänderung, daß folgende Bestandteile verwendet
werden:
Dispersionsstabilisator (II)60 Teile
"Lumiflon LF 200"®54 Teile
Heptan96 Teile
Man erhält eine stabile und niedrig-viskose Polymerdispersion
(Dispersion XI) von milchigem Aussehen. Sie enthält
47 Prozent nicht-flüchtige Anteile und weist die
Viskosität A2 und eine Teilchengröße der Polymerteilchen
von 0,2 µm auf. Man läßt die Dispersion 3 Monate bei Raumtemperatur
stehen, wobei weder Niederschläge noch grobe Teilchen
gebildet werden.
Die Dispersion wird auf eine Glasplatte aufgetragen und
gehärtet. Der gehärtete Überzug weist eine Oberflächenenergie
von nur 21 dyn/cm auf.
Aus den Dispersionen der Beispiele und der Vergleichsbeispiele
sowie aus "Lumiflon L 200"® und den Dispersionsstabilisatoren
(II), (IV) und (VI) werden Proben von
klaren Beschichtungsmassen hergestellt, wobei als Härtungsmittel
für die Dispersion jeweils Polyisocyanat
in einem OH/NCO-Molverhältnis von 1 : 1 und
als Härtungskatalysator Dibutylzinndilaurat in einer Menge
von 0,03 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Harzkomponente
verwendet werden. Die Proben der klaren Beschichtungsmassen
werden zur Bildung eines in trockenem
Zustand 50 µm dicken Überzugs auf ein Substrat aufgebracht
und durch 7tägiges Stehenlassen bei Raumtemperatur (25°C)
gehärtet. Es wird ein Substrat mit einem Silbermetallüberzug
verwendet, der durch Auftragen
einer hitzehärtbaren Überzugsmasse vom Acrylharztyp
auf eine
oberflächenbehandelte Stahlplatte mit einer Elektrobeschichtung
und einer Zwischenschicht und durch Brennen
hergestellt worden ist. Die Eigenschaften der beschichteten
Substrate werden untersucht. Die Ergebnisse sind in
den Tabellen I und II zusammengestellt.
Die Messung der in den Tabellen I und II angegebenen Eigenschaften
erfolgt gemäß nachfolgenden Angaben.
Erweichung unter Wärmeeinwirkung: Der Überzug wird 7 Tage
getrocknet und auf 50°C erwärmt, wonach die Bleistifthärte
gemessen wird.
Haftung: Das beschichtete Substrat wird zur Bildung von
100 Quadraten von 1 mm Kantenlänge mit einem Messer kreuzweise
eingeschnitten. Ein Klebecellophanband wird auf die
Überzugsfläche der einzelnen Probestücke aufgebracht und
mit einer starken Ziehbewegung abgelöst. Die Anzahl der am
Klebeband haftenden Quadrate wird ermittelt.
Zugfestigkeit: Die Messung erfolgt mit einem Dehnungsmeßgerät
bei 20°C unter Verwendung eines Überzugs mit einer Dicke von
50 µm. Die Dehnungsgeschwindigkeit beträgt 4 mm/min.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von stabilen Dispersionen
von Vinylpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man
mindestens ein radikalisch polymerisierbares Monomer
in einer organischen Flüssigkeit, in der das Monomer
löslich ist und in der das aus dem Monomeren gebildete
Polymer unlöslich ist, und in Gegenwart von 5 bis 80 Gew.-% eines Dispersionsstabilisators,
bezogen auf die kombinierte Menge
der zu polymerisierenden Monomeren und des
Stabilisators,
polymerisiert, wobei der Dispersionsstabilisator
mindestens eines der folgenden Polymeren
(A), (B) und/oder (C) ist:
- (A) Polymere von einem Perfluoralkylrest enthaltenden Acryl- oder Methacrylmonomeren der Formel in der R Wasserstoff oder Methyl bedeutet, n eine ganze Zahl von 1 bis 11 ist und Rf einen geradkettigen oder verzweigten Perfluoralkylrest mit 1 bis 21 Kohlenstoffatomen bedeutet;
- (B) Copolymere aus einem radikalisch polymerisierbaren Monomeren und 1 Gewichtsprozent oder mehr, bezogen auf das Copolymer, eines einen Perfluoralkylrest enthaltenden Acryl- oder Methacrylmonomeren der Formel (1);
- (C) Polymere aus mindestens einem Fluorolefin, das ausgewählt ist unter Tetrafluorethylen, Chlortrifluorethylen, Vinylfluorid und/oder Vinylidenfluorid, und mindestens einem ungesättigten Monomeren, das ausgewählt ist unter Alkylvinylethern, alicyclischen Vinylethern, Hydroxyalkylvinylethern, alicyclischen Hydroxyvinylethern, Olefinen, Halogenolefinen, ungesättigten Carbonsäuren, deren Estern und/oder Vinylcarboxylaten, wobei die Polymeren (C) in einem organischen Lösungsmittel löslich sind und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 5000 bis 120 000 und einen Fluorgehalt von 1 bis 60 Gewichtsprozent aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem einen Perfluoralkylrest enthaltenden
Acryl- oder Methacrylmonomeren der Formel (1) um ein
Monomer handelt, in dem n eine ganze Zahl von 1 bis 4
ist und R f einen geradkettigen oder verzweigten Perfluoralkylrest
mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem einen Perfluoralkylrest enthaltenden
Acryl- oder Methacrylmonomeren der Formel (1) um mindestens
ein Monomer aus der Gruppe Perfluormethyl-
methyl-acrylat, Perfluorisononylmethyl-methacrylat,
2-Perfluoroctylethyl-acrylat und 2-Perfluoroctylethyl-
methacrylat handelt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Copolymer (B) mindestens 10
Gewichtsprozent des einen Perfluoralkylrest enthaltenden
Acryl- oder Methacrylmonomeren der Formel (1) enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das als Dispersionsstabilisator
verwendete Polymer durchschnittlich mindestens 0,1 Mol
polymerisierbare Doppelbindungen pro Mol des Polymeren
aufweist.
6. Verwendung der nach dem Verfahren eines der Ansprüche
1 bis 5 erhältlichen Dispersionen zur Herstellung von
Beschichtungen.
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1986
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