DE3730781C2 - - Google Patents
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- DE3730781C2 DE3730781C2 DE3730781A DE3730781A DE3730781C2 DE 3730781 C2 DE3730781 C2 DE 3730781C2 DE 3730781 A DE3730781 A DE 3730781A DE 3730781 A DE3730781 A DE 3730781A DE 3730781 C2 DE3730781 C2 DE 3730781C2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
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- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
- D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
- D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
- D06P1/52—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing synthetic macromolecular substances
- D06P1/5207—Macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06P1/525—Polymers of unsaturated carboxylic acids or functional derivatives thereof
- D06P1/5257—(Meth)acrylic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2333/00—Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers
- C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
- C08J2333/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
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Description
Die Erfindung betrifft Wasser-in-Öl-Dispersionen von
kationischen, vernetzten Polymeren und die Verwendung
von Wasser-in-Öl-Dispersionen von kationischen, ver
netzten Polymeren zum Verdicken von Wasser und wäßri
gen Lösungen sowie zur Herstellung von Druckpasten
für den Textildruck.
Polymere, die in Wasser oder wäßrigen Salzlösungen
verdickende Eigenschaften zeigen und eine Viskositäts
erhöhung durch das Vorhandensein von wasserquellbaren
Teilchen bewirken, werden in vielen Bereichen der
Technik, Kosmetik bzw. Pharmazie verwendet. Die natür
lich vorkommenden Stoffe, wie Alginate, Guargumme oder
Stärke(ester/aether) werden in zunehmendem Maße durch
synthetische Polymere ersetzt, wobei unter anderem
Polymere von Acrylverbindungen zum Einsatz kommen.
Hierbei werden durch Einbau mehrfunktioneller Verbin
dungen dreidimensionale Netzwerke so hohen Molekular
gewichts geschaffen, daß die Produkte nur noch wasser
quellbar sind. Es können jedoch immer noch wasserlös
liche Anteile vorhanden sein.
Insbesondere Wasser-in-Öl-Emulsionspolymerisate die
ser Acrylverbindungen, hergestellt durch Polymerisation
in "umgekehrter Phase", bieten wegen ihrer leichten
Einbringbarkeit in Wasser Vorteile. Die Herstel
lung von wasserlöslichen Polymeren dieser Substanz
klasse durch Emulsionspolymerisation wird in der
US-PS 32 84 393 und in der DE-OS 22 26 143 beschrie
ben. Der Zusatz des Umkehremulgators erfolgt gemäß
DE-OS 22 26 143 durch Zusatz zur wäßrigen Phase. Nach
der DE-OS 24 31 794 kann der Umkehremulgator auch in
der Emulsion schon mit eingearbeitet sein (selbstin
vertierende Emulsion). Vernetzte, wasserunlösliche
bzw. wasserquellbare Polymere aus der Acrylreihe mit
wasserlöslichen Anteilen für nichtionogene bzw. anion
ische Monomere werden z. B. in der GB-PS 20 07 238 und
in der US-PS 45 54 018 beschrieben.
Wasserlösliche, nicht vernetzte Emulsionspolymerisate
aus der Acrylreihe mit kationischen Monomeren werden
in der DE-OS 27 56 697 beschrieben, deren Herstellung
und Anwendungsweise jedoch auf ihren speziellen Ein
satzzweck (Flockungsmittel) zugeschnitten sind. Als
Verdicker für nicht wäßrige Lösungen werden in der
EP-Anmeldung 01 96 162 schwach vernetzte Emulsionspoly
merisate mit kationischen (Meth)acrylsäureestern
erwähnt.
Entsprechende kationische, vernetzte Polymerisate von
substituierten (Meth)acrylamiden in Emulsionsform
sind neu. Sie lassen sich überraschenderweise mit
sehr guter Verdickungswirkung herstellen.
Gegenstand der Erfindung sind Wasser-in-Öl-Disper
sionen von wasserquellbaren, vernetzten, kationischen
Polymeren, bestehend aus
- A) 30 bis 70 Gew.-% Homo- oder Copolymeren,
- B) 20 bis 50 Gew.-% einer mit Wasser nicht mischbaren organischen Flüssigkeit,
- C) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Wasser-in-Öl-Emulgators,
- D) ggfs. 0,5 bis 10 Gew.-% eines Netzmittels,
- E) Rest auf 100 Gew.-% Wasser,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Homo- oder
Copolymere durch Polymerisation aus
- a) 50 bis 99,99 Gew.-% eines Monomeren der allgemei
nen Formel:
in der
R₁=Wasserstoff oder Methyl-,
R₂ und R₃ Wasserstoff oder Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
R₄ und R₅ Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen,
X=-NH- und
n=eine Zahl von 0 bis 1 bedeuten,
als Salz oder in quaternierter Form, - b) 0 bis 49,99 Gew.-% Comonomeren aus (Meth)acryl amid, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylamidomethylbutan säure und/oder Acrylamidomethylpropansulfosäure und/ oder deren Salzen,
- c) 0,01 bis 5 Gew.-% mehrfunktionellen Verbindungen als Vernetzer
erhältlich sind.
Beispiele kationischer Monomerer sind:
Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid (R₁=H, CH₃; X=
-NH-; n=1; R₂, R₃=H; R₄, R₅=CH₃) und Tetra
methylaminopropyl(meth)acrylamid (R₁=H, CH₃; X=
-NH-; n=1; R₂, R₃, R₄, R₅=CH₃) sowie deren Salze
und quartäre Verbindungen. Die Amidderivate sind
besonders vorteilhaft, da sie wegen der Carbonsäure
amidgruppe bei der Anwendung in wäßriger Lösung bedeu
tend hydrolysebeständiger sind als die (Meth)Acryl
säureester. Die Amidgruppe ist außerdem hydrophiler
als die Estergruppierung und "verstärkt" auf diese
Weise die Wasserquellbarkeit.
Als Salze kommen die Umsetzungsprodukte mit starken
oder schwachen Säuren, vorzugsweise mit Salz- oder
Schwefelsäure in Frage. Zur Quaternierung wird vor
zugsweise Methylchlorid, Natriumchloracetat, Dimethyl
sulfat oder Dimethylcarbonat eingesetzt.
Falls die kationischen, vernetzten Polymeren nicht
als Homopolymer hergestellt werden, sollen im Copoly
meren mindestens 50 Gew.-% vorzugsweise 80 Gew.-%
kationisches Polymer enthalten sein.
Als Comonomere kommen vorzugsweise (Meth)Acrylamid,
(Meth)Acrylsäure sowie Acrylamidomethylpropansulfon
säure und/oder die Salze dieser Säuren in Frage.
Als Ölphase der W/O-Emulsion kommen mit Wasser nicht
mischbare Kohlenwasserstoffe in Betracht, z. B. aroma
tische flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und
Xylol, aliphatische flüssige Kohlenwasserstoffe, wie
Paraffinöle und gesättigte Kohlenwasserstoffe, deren
Siedepunkt bei einem Druck von 1013 hPa im Bereich
von 120 bis 350°C liegt. Man kann reine aliphatische
Kohlenwasserstoffe oder auch Mischungen von zwei oder
mehreren gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen
einsetzen. Die gesättigten Kohlenwasserstoffe
sind dabei n- und/oder i-Paraffine. Ebenso lassen
sich Öle natürlichen Ursprungs einsetzen, die den
Vorteil der leichten biologischen Abbaubarkeit haben.
Als Ölphase eignen sich außerdem chlorierte Kohlenwas
serstoffe, wie Perchloraethylen, Tetrachloraethylen
und Tetrachlormethan. Der Anteil der Ölphase an der
gesamten Emulsion beträgt 20 bis 50 Gew.-%.
Die Technik der Polymerisation mit Bilden der Emul
sion, Homogenisierung derselben und Auslösen der
Polymerisation ist bekannt. Sie erfolgt vorzugsweise
adiabatisch, kann aber genauso isotherm bei Raumtempe
ratur oder bei erhöhter Temperatur erfolgen. Nach
Beendigung der Polymerisation kann die Emulsion in an
sich bekannter Weise mit dem Umkehremulgator versetzt
werden, der später die leichte Verteilung in der
wäßrigen Phase bewirkt. Zu diesem Zeitpunkt kann auch
eine evtl. Nachvernetzung vorgenommen werden.
Als Vernetzer werden mehrfach ungesättigte Vinyl-,
Acryl- oder Allylverbindungen sowie Verbindungen mit
mehreren Epoxygruppen verwendet. Für eine Vernetzung
während der Polymerisation erweisen sich Methylenbis
acrylamid sowie quartäre Verbindungen des Triallyl
amins, insbesondere Tetraallyl- bzw. Triallylmethyl
ammoniumchlorid, aber auch Allylglycidylaether, Ethy
lenglykoldiglycidylaether, Glycerintriglycidylaether
sowie Glycidyl(meth)acrylat als geeignet. Für eine
Vernetzung nach der eigentlichen Polymerisation kom
men vorzugsweise die Epoxyverbindungen in Frage. Die
Verbindungen sind sowohl einzeln als auch in Kombina
tion einsetzbar.
Beim Einbringen der erfindungsgemäßen Dispersion der
vernetzten, kationischen Polymeren in Wasser tritt
praktisch sofortige Verteilung mit starker Verdickung
des Mediums ein, so daß keine aufwendigen Rührvorrich
tungen etc. nötig sind, was erhebliche Vorteile bie
tet. Somit stellen die Dispersionen effektive Ver
dickungsmittel für wäßrige Lösungen dar, die in spezi
ellen Anwendungsgebieten, bei denen das Vorhandensein
kationischer Gruppen von Wichtigkeit ist, zum Tragen
kommen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung
von Wasser-in-Öl-Dispersionen von wasserquellbaren,
vernetzten, kationischen Polymeren, bestehend aus
- A) 30 bis 70 Gew.-% Homo- oder Copolymeren,
- B) 20 bis 50 Gew.-% einer mit Wasser nicht mischbaren organischen Flüssigkeit,
- C) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Wasser-in-Öl-Emulgators,
- D) ggfs. 0,5 bis 10 Gew.-% eines Netzmittels,
- E) Rest auf 100 Gew.-% Wasser,
wobei die Homo- oder Copolymeren durch Polymerisation
aus
- a) 50 bis 99,99 Gew.-% eines Monomeren der allgemei
nen Formel:
in der
R₁=Wasserstoff oder Methyl-,
R₂ und R₃ Wasserstoff oder Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
R₄ und R₅ Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen,
X=-NH- oder -O- und
n=eine Zahl von 0 bis 1 bedeuten,
als Salz oder in quaternierter Form, - b) 0 bis 49,99 Gew.-% Comonomeren aus (Meth)acryl amid, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylamidomethylbutan säure und/oder Acrylamidomethylpropansulfosäure und/ oder deren Salzen,
- c) 0,01 bis 5 Gew.-% mehrfunktionellen Verbindungen als Vernetzer
erhältlich sind, zur Herstellung von Druckpasten für
den Textildruck.
Als Ausgangsmonomeren kommen jetzt also einmal die
bereits erwähnten kationischen (Meth)Acrylamidderiva
te in Frage, außerdem jedoch auch die kationischen
(Meth)Acrylsäureester. Somit lassen sich Dimethylami
noaethyl(meth)acrylamid (R₁=H, CH₃; X=-O-; n=0 ;
R₂, R₃=H; R₄, R₅=CH₃) und Tetramethylaminopropyl
(meth)acrylamid (R₁=H, CH₃; X=-O-; n=0; R₂, R₃,
R₄, R₅=CH₃) ebenfalls verwenden.
Die erfindungsgemäßen Polymerisate können die bisher
beim kationischen Textildruck verwendeten Benzinemul
sionen ersetzen, so daß die bisher beim Druckvorgang
unumgänglichen Kohlenwasserstoffemissionen in die
Luft vermieden werden können.
Die Erfindung wird durch nachfolgende Beispiele
näher erläutert.
Verwendete Abkürzungen | |
DMAEA | |
= Dimethylªminoaethylªcrylat | |
DMAEMA | = Dimethylªminoaethylmethªcrylat |
DIMAPA | = Dimethylªminopropylªcrylamid |
TEMAPA | = Tetramethylªminopropylªcrylamid |
TAAC | = Tetraªllylªmmoniumchlorid |
TAMAC | = Triªllylmethylªmmoniumchlorid |
ABAH | = Azo-bis-(2-ªmidinopropan-hydrochlorid) |
AeO | = Aethylenoxid |
Man löst 640 g DMAEA · CH₃Cl und 160 g Acrylamid in
600 g Wasser und fügt 0,5 ml Thioglykolsäure, 0,5 g
Trilon® B, 2,5 g TAMAC und 0,6 g ABAH zu. Man stellt
den pH-Wert mit Phosphorsäure auf 5,0 ein und gießt
die Lösung unter Rühren in eine Lösung von 40 g Sorbi
tanmonoisostearat in 480 g Isohexadecan. Nach Ausbil
den der Voremulsion wird mit einem haushaltsüblichen
Mixstab homogenisiert (Viskosität der Emulsion 2500 mPA · s,
gemessen bei 20°C mit Brookfield RVT MK 2/5)
und die Emulsion durch Einblasen von Stickstoff unter
Rühren sauerstofffrei gemacht. Man isoliert das Reak
tionsgefäß mit Styropor und startet bei 20°C die
Polymerisation durch Zugabe von 4 mg tert.-Butylhydro
peroxid und 8 mg Schwefeldioxid. Nach 30 Min. ist die
Spitzentemperatur von 88°C erreicht. Man läßt 1 h
nachrühren und versetzt mit 40 g Nonylphenol-6-AeO
und 20 g Nonylphenol-9-AeO. Man erhält eine gelbliche
opake Emulsion mit einer Viskosität von 3500 mPa · s
(Brookfield RVT 2/5, 20°C).
Mit Hilfe eines schnellaufenden Rührers werden 27,5 g
dieser Emulsion in 1 l Wasser, das 0,8 g Natriumsul
fat enthält, eingebracht, wobei sich eine milchige
Lösung bildet, die praktisch sofort verdickt. Nach 5 Min.
Rühren werden die folgenden Viskositäten gemessen
(Brookfield RVT, MK 4, 20°C):
Geschw. 1/73 000 mPa · s, 2,5/35 000 mPa · s, 4/5 20 000 mPa · s.
Man löst 858 g DMAEA · CH₃Cl und 80 g Acrylamid in
470 g Wasser und fügt 0,5 ml Thioglykolsäure, 0,5 g
Trilon® B, 2,5 g TAMAC und 0,6 g ABAH zu. Mit Salz
säure wird pH=5,0 eingestellt, und man gießt die
Lösung unter Rühren in eine Lösung von 40 g Sorbi
tanmonoisostearat in 480 g Isohexadecan. Nach Aus
bilden der Voremulsion wird homogenisiert, wobei eine
Viskosität von 2500 mPA · s gemessen wird. Durch Ein
blasen von Stickstoff wird der Sauerstoff aus der
Emulsion entfernt und die Polymerisation durch Zugabe
von 4 mg tert.-Butylhydroperoxid und 8 mg Schwefeldi
oxid ausgelöst. Nach 20 Min. ist eine Spitzentempera
tur von 90°C erreicht, nach 60 Min. Rühren wird abge
kühlt und wie in Beispiel 1 aktiviert. Die Lösung in
0,8-gew.-%iger Natriumsulfatlösung verdickt praktisch
sofort und weist folgende Viskositäten auf (Brook
field RVT, MK 4, 20°C):
1/98 000 mPa · s; 2,5/46 000 mPa · s; 5/26 200 mPa · s.
Man löst 858 g DMAEA · CH₃Cl und 81 g Acrylsäure in
470 g Wasser und fügt 0,5 ml Thioglykolsäure, 0,5 g
Trilon® B, 2,5 g TAMAC und 0,6 g ABAH zu, wobei man
einen pH-Wert von 5,7 erhält. Man gießt diese Lösung
unter Rühren in eine Lösung von 40 g Sorbitanmono
isostearat in 480 g Isohexadecan. Nach Ausbilden der
Voremulsion und Homogenisieren erhält man eine Visko
sität von 1560 mPA · s bei 20°C. Durch Einblasen von
Stickstoff wird der Sauerstoff aus der Emulsion ent
fernt und die Polymerisation durch Zugabe von 3 mg
tert.-Butylhydroperoxid und 6 mg Schwefeldioxid ge
startet. Nach 30 Min. ist eine Spitzentemperatur von
92°C erreicht, nach 60 Min. Rühren wird abgekühlt und
wie in Beispiel 1 aktiviert.
Neben praktisch sofortiger Verdickung weist eine
Lösung von 27,5 g Emulsionspolymerisat in 1 Liter 0,8-
gew.-%iger Natriumsulfatlösung bei 20°C folgende
Viskositäten auf:
1/86 000 mPa · s; 2,5/39 000 mPa · s; 5/22 000 mPa · s.
Man löst 1076 g DMAEA · CH₃Cl in 340 g Wasser und
fügt 0,5 ml Thioglykolsäure, 0,5 g Trilon® B, 2,5 g
TAMAC und 0,6 g ABAH zu, wonach man den pH-Wert mit
Salzsäure auf 5,0 einstellt. Die Bildung der Emulsion
erfolgt wie in Beispiel 1 (Viskosität bei 20°C: 1840 mPa · s).
Es wird mit 6 mg tert.-Butylhydroperoxid und
12 mg Schwefeldioxid die Polymerisation ausgelöst,
wobei innerhalb von 30 Min. 95°C Spitzentemperatur
erreicht werden. Nach weiteren 60 Min. kühlt man ab
und aktiviert wie in Beispiel 1.
Unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhält
man in wäßriger Lösung neben praktisch sofortiger
Verdickung folgende Viskositäten:
1/89 000 mPa · s; 2,5/42 000 mPa · s; 5/25 000 mPa · s.
Man löst 920 g DMAEMA · CH₃Cl und 80 g Acrylamid in
400 g Wasser und fügt 0,5 ml Thioglykolsäure, 0,5 g
Trilon® B, 2,5 g TAMAC und 0,6 g ABAH zu. Der pH-Wert
wird mit Salzsäure auf 6,4 eingestellt. Die Bildung
der Emulsion erfolgt wie in Beispiel 1 (Viskosität:
1400 mPa · s bei 20°C). Es wird mit 6 mg tert.-Butylhy
droperoxid und 12 mg Schwefeldioxid katalysiert,
wobei innerhalb von 150 Min. 72°C Spitzentemperatur er
reicht werden. Nach 60 Min. Rühren kühlt man ab.
27,5 g dieser Emulsion werden unter Zusatz von 2,7 g
Nonylphenol-9-AeO in 1 Liter 0,8-gew-%iger Natrium
sulfatlösung eingebracht, wobei die Lösung praktisch
sofort verdickt und bei 20°C folgende Viskositäten
aufweist:
1/43 000 mPa · s; 2,5/24 000 mPa · s; 5/15 000 mPa · s.
Man löst 341,5 g DIMAPA · CH₃Cl und 80 g Acrylamid in
270 g Wasser und fügt 0,5 ml Thioglykolsäure, 0,25 g
Trilon® B, 1,25 g TAMAC und 0,3 g ABAH zu. Man stellt
den pH-Wert mit Salzsäure auf 5,0 ein und gießt die
Lösung unter Rühren in eine Lösung von 20 g Sorbitan
monoisostearat in 240 g Isohexadecan. Nach Homogeni
sieren auf eine Viskosität von 3200 mPa · s bei 20°C
wird durch Einblasen von Stickstoff der Sauerstoff
entfernt. Man startet die Polymerisation mit 3 mg
tert.-Butylhydroperoxid und 6 mg Schwefeldioxid. Nach
60 Min. ist eine Spitzentemperatur von 88°C erreicht.
Man rührt 1 Stunde nach, kühlt ab und aktiviert mit
20 g Nonylphenol-6-AeO und 10 g Nonylphenol-9-AeO.
Die Prüfung in 0,8%iger Natriumsulfatlösung wie in
Beispiel 1 ergibt neben praktisch sofortiger Ver
dickung folgende Viskositätswerte:
1/173 000 mPa · s; 2,5/77 000 mPa · s; 5/42 000 mPa · s.
Unter Kühlung läßt man bei ca. 20°C zu 234 g 25,7
gew.%iger Salzsäure 258 g DIMAPA langsam zulaufen.
Man fügt 80 g Acrylamid und 140 g Wasser sowie
0,26 ml Thioglykolsäure, 0,25 g Trilon® B, 1,25 g
TAMAC und 0,3 g ABAH zu. Mit Salzsäure stellt man pH=7,0
ein und bildet mit 20 g Sorbitanmonoisostearat
in 235 g Isohexadecan die Emulsion, die nach Homogeni
sieren 2800 mPa · s bei 20°C aufweist. Nach Entfernen
des Sauerstoffs durch Ausblasen mit Stickstoff wird
mit 5 mg tert.-Butylhydroperoxid und 10 mg Schwefeldi
oxid katalysiert, wobei sich nach 90 Min. eine Spit
zentemperatur von 79°C einstellt. Nach 1 h kühlt man
ab und aktiviert mit 20 g Nonylphenol-6-AeO und 10 g
Nonylphenol-9-AeO.
Die Prüfung in 0,8%iger Natriumsulfatlösung wie in
Beispiel 1 ergibt neben praktisch sofortiger Ver
dickung folgende Viskositätswerte:
1/103 000 mPa · s; 2,5/47 000 mPa · s; 5/26 000 mPa · s.
Man löst 388 g TEMAPA · CH₃Cl und 80 g Acrylamid in
240 g Wasser und fügt 0,26 ml Thioglykolsäure, 0,25 g
Trilon® B, 1,25 g TAMAC und 0,3 g ABAH zu. Man stellt
den pH-Wert mit Salzsäure auf 5,0 ein und gießt die
Lösung unter Rühren in eine Lösung von 20 g Sorbi
tanmonoisostearat in 235 g Isohexadecan. Nach Homoge
nisieren auf eine Viskosität von 3800 mPa · s bei 20°C
wird der Sauerstoff entfernt und mit 5 mg tert.-Butyl
hydroperoxid und 10 mg Schwefeldioxid die Polymerisa
tion gestartet. Nach 60 Min. ist eine Spitzentempera
tur von 89°C erreicht, nach weiteren 60 Min. wird
abgekühlt und wie im vorherigen Beispiel aktiviert.
Neben praktisch sofortiger Verdickung in 0,8-gew.-%iger
Natriumsulfatlösung werden bei 20°C folgende
Viskositätswerte gemessen:
1/212 000 mPa · s; 2,5/96 000 mPa · s; 5/54 000 mPa · s.
Das folgende Beispiel erläutert die Verwendung der
erfindungsgemäßen Polymerisate in Textildruckpasten
für das Acramin-F-Druckverfahren, beschrieben in der
Firmenbroschüre der Bayer AG "Acramin-F-Verfahren",
überarbeitete Fassung des Kundenrundschreibens Le 378,
Sept. 1954, Ausgabe 3.77.
Acramin F = Bindemittel
Acrapon A = Emulsionsverdickung, hergestellt aus Emulgator, Wasser und Benzin
Acrafix FH = Vernetzer
Acrapon A = Emulsionsverdickung, hergestellt aus Emulgator, Wasser und Benzin
Acrafix FH = Vernetzer
sind eingetragene Warenzeichen der Bayer AG.
Es wurden folgende Druckpastenrezepturen angesetzt
(Mengen in g):
Rezeptur A stellt eine reine Benzinemulsion dar. Die
Verdickung erfolgt durch Acrapon A, das eine Emulsion
von Schwerbenzin (Siedebereich 140 bis 200°C, aroma
tenarm) in Wasser darstellt. Rezeptur B ist eine
Rezeptur auf wäßriger Basis mit Carboxymethylcellulo
se als Verdicker. Die Rezepturen C, D, E und F sind
Rezepturen mit Polymerisaten gemäß Erfindung.
Die Farbausbeute der Druckpasten wurde visuell beur
teilt.
Verdickung | |
Beurteilung der Farbausbeute | |
Rezeptur A | |
gute Farbausbeute | |
Rezeptur B | schlechte Farbausbeute |
Rezeptur C | besser als die Benzinemulsion (A) |
Rezeptur D | ähnlich wie bei Benzinemulsion (A) |
Rezeptur E | ähnlich wie bei Benzinemulsion (A) |
Rezeptur F | ähnlich wie bei Benzinemulsion (A) |
Zur Beurteilung des Griffes beim Pigmentdruck wird
der "Fingertest" angewandt.
Zu diesem Zweck wird der Stoff gefaltet. Durch Beta
sten und Bestreichen der gefalteten Stoffbahn wird
der Griff vergleichend bestimmt.
Als Vergleichsgröße bei der Beurteilung der Drucke
dient der Griff der Benzinemulsion.
Verdickung | |
Beurteilung des Griffes | |
Rezeptur A | |
weicher Griff, der für den Markt entsprechend ist | |
Rezeptur B | harter Griff |
Rezeptur C | härterer Griff als die Benzinemulsion und weicherer als die Carboxymethylcellulose |
Rezeptur D | etwas härterer Griff als die Benzinemulsion |
Rezeptur E | gleicher Griff wie bei Benzinemulsion |
Rezeptur F | härterer Griff als (D) |
Die Druckpasten wurden auf Baumwolle und BW/PES (50/
50) gedruckt und luftgetrocknet bzw. 5 Min. bei 100°C
und 3 Min. bei 150°C kondensiert.
Die Reibechtheiten wurden nach DIN 54021 geprüft und
die Ergebnisse in den nachfolgenden Tabellen festge
halten.
Die Waschechtheiten wurden nach dem Graumaßstab bewer
tet, indem man vergleicht, um wieviel sich die Origi
naldrucke von den gewaschenen Drucken in der Farbtie
fe geändert haben.
Die Ergebnisse wurden in den nachfolgenden Tabellen
festgehalten.
Wie aus den vorstehend vergleichenden Untersuchungen
hervorgeht, sind die Produkte gemäß Erfindung dem
bekannten Produkt auf Basis einer Benzinemulsion
vergleichbar (Farbausbeute, Griff, Reib- und Wasch
echtheit). Dem Produkt B auf Basis eines wäßrigen
Verdickungsmittels mit Carboxylmethylcellulose sind
die Produkte gemäß Erfindung deutlich hinsichtlich
Farbausbeute und Griff bei sonst vergleichbaren Eigen
schaften überlegen.
Claims (14)
1. Wasser-in-Öl-Dispersionen von wasserquellbaren,
vernetzten, kationischen Polymeren, bestehend aus
- A) 30 bis 70 Gew.-% Homo- oder Copolymeren,
- B) 20 bis 50 Gew.-% einer mit Wasser nicht mischbaren organischen Flüssigkeit,
- C) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Wasser-in-Öl-Emulgators,
- D) ggfs. 0,5 bis 10 Gew.-% eines Netzmittels,
- E) Rest auf 100 Gew.-% Wasser,
dadurch gekennzeichnet, daß die Homo- oder Copolymere
durch Polymerisation von
- a) 50 bis 99,99 Gew.-% eines Monomeren der allgemei
nen Formel:
in der
R₁=Wasserstoff oder Methyl-,
R₂ und R₃ Wasserstoff oder Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
R₄ und R₅ Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen,
X=-NH- und
n=eine Zahl von 0 bis 1 bedeuten,
als Salz oder in quaternierter Form, - b) 0 bis 49,99 Gew.-% Comonomeren aus (Meth)acryl amid, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylamidomethylbutan säure und/oder Acrylamidomethylpropansulfosäure und/ oder deren Salzen,
- c) 0,01 bis 5 Gew.-% mehrfunktionellen Verbindungen als Vernetzer
erhältlich sind.
2. Wasser-in-Öl-Dispersionen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß als Monomere der allgemeinen
Formel Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid (R₁=H,
CH₃; X=-NH-; n=1; R₂, R₃=H; R₄, R₅=CH₃) und/
oder Tetramethylaminopropyl(meth)acrylamid (R₁=H,
CH₃; X=-NH-; n=1; R₂, R₃, R₄, R₅=CH₃) verwendet
werden.
3. W/O-Dispersionen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Monomeren der allgemeinen
Formel mit Mineralsäuren neutralisiert oder quater
niert sind.
4. W/O-Dispersionen nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Vernetzer mehrfunktionelle,
ethylenisch ungesättigte Verbindungen und/oder mehr
funktionelle Epoxide verwendet werden.
5. W/O-Dispersionen nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß sie durch Umkehrphasen-Emulsions
polymerisation hergestellt werden.
6. W/O-Dispersionen nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sie nach der Polymerisation teil
weise oder vollständig entwässert werden.
7. W/O-Dispersionen nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ihnen ein Netzmittel zum leichte
ren Einbringen in Wasser zugesetzt wird.
8. Verwendung der W/O-Dispersionen nach Ansprüchen 1
bis 7 zum Verdicken von Wasser und wäßrigen Lösungen.
9. Verwendung der W/O-Dispersionen von wasserquellba
ren, vernetzten, kationischen Polymeren, bestehend
aus
- A) 30 bis 70 Gew.-% Homo- oder Copolymeren,
- B) 20 bis 50 Gew.-% einer mit Wasser nicht mischbaren organischen Flüssigkeit,
- C) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Wasser-in-Öl-Emulgators,
- D) ggfs. 0,5 bis 10 Gew.-% eines Netzmittels,
- E) Rest auf 100 Gew.-% Wasser,
wobei die Homo- oder Copolymere durch Polymerisation
aus
- a) 50 bis 99,99 Gew.-% eines Monomeren der allgemei
nen Formel:
in der
R₁=Wasserstoff oder Methyl-,
R₂ und R₃ Wasserstoff oder Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
R₄ und R₅ Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen,
X=-NH- oder -O- und
n=eine Zahl von 0 bis 1 bedeuten,
als Salz oder in quaternierter Form, - b) 0 bis 49,99 Gew.-% Comonomeren aus (Meth)acryl amid, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylamidomethylbutan säure und/oder Acrylamidomethylpropansulfosäure und/ oder deren Salzen,
- c) 0,01 bis 5 Gew.-% mehrfunktionellen Verbindungen als Vernetzer
erhältlich sind, zur Herstellung von Druckpasten für
den Textildruck.
10. Verwendung der W/O-Dispersionen nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß zu ihrer Herstellung als
Monomere der allgemeinen Formel Dimethylaminoaethyl
(meth)acrylat (R₁=H, CH₃; X=-O-; n=0; R₂, R₃=
H; R₄, R₅=CH₃), Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid
(R₁=H, CH₃; X=-NH-; n=1; R₂, R₃=H; R₄, R₅=
CH₃) Tetramethylaminopropyl(meth)acrylat (R₁=H,
CH₃; X=-O-; n=1; R₂, R₃, R₄, R₅=CH₃), und/oder
Tetramethylaminopropyl(meth)acrylamid (R₁=H, CH₃; X
=-NH-; n=1; R₂, R₃, R₄, R₅=CH₃) verwendet
werden.
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DE19873730781 DE3730781A1 (de) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | Wasser-in-oel-dispersionen von kationischen, vernetzten polymeren und verwendung von wasser-in-oel-dispersionen von kationischen, vernetzten polymeren zum verdicken von wasser und waessrigen loesungen sowie zur herstellung von druckpasten fuer den textildruck |
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-
1987
- 1987-09-12 DE DE19873730781 patent/DE3730781A1/de active Granted
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DE3730781A1 (de) | 1989-03-23 |
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