NO155667B - Latex av indre mykgjorte addisjonspolymer-partikler og anvendelse av denne i et vandig poleringsmateriale. - Google Patents

Latex av indre mykgjorte addisjonspolymer-partikler og anvendelse av denne i et vandig poleringsmateriale. Download PDF

Info

Publication number
NO155667B
NO155667B NO780888A NO780888A NO155667B NO 155667 B NO155667 B NO 155667B NO 780888 A NO780888 A NO 780888A NO 780888 A NO780888 A NO 780888A NO 155667 B NO155667 B NO 155667B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
polymer
latex
units
weight
accordance
Prior art date
Application number
NO780888A
Other languages
English (en)
Other versions
NO155667C (no
NO780888L (no
Inventor
David Richard Gehman
Joseph Michael Owens
Richard Edward Zdanowski
Original Assignee
Rohm & Haas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/876,285 external-priority patent/US4150005A/en
Application filed by Rohm & Haas filed Critical Rohm & Haas
Publication of NO780888L publication Critical patent/NO780888L/no
Publication of NO155667B publication Critical patent/NO155667B/no
Publication of NO155667C publication Critical patent/NO155667C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09GPOLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00Polishing compositions
    • C09G1/06Other polishing compositions
    • C09G1/14Other polishing compositions based on non-waxy substances
    • C09G1/16Other polishing compositions based on non-waxy substances on natural or synthetic resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F263/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00
    • C08F263/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00 on to polymers of vinyl esters with monocarboxylic acids
    • C08F263/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00 on to polymers of vinyl esters with monocarboxylic acids on to polymers of vinyl acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • C08F265/06Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/003Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en latex av indre mykgjorte addisjonspolymerpartikler, for anvendelse for beleggsmaterialer, klebemidler og bindemidler, inneholdende (A) en tidligtrinnspolymer og (B) en seneretrinnspolymer dannet ved polymerisasjon i nærvær av en emulsjon av polymerpartikler som inneholder polymeren (A), idet hver av polymerene (A) og (B) utgjør minst 10 vekt% av polymermengden i partiklene.
Oppfinnelsen vedrører også anvendelse av latexen i et vandig poleringsmateriale som er i stand til å danne et belegg som har et Knoop-hardhetstall på minst 0,5.
Det er nødvendig at polymeren i en filmdannende latex er myk nok til å danne en film med god helhet, men som likevel er hard nok til at filmen har høy fasthet, lav smussopptaking og en rekke andre beslektede egenskaper som er avhengig av den spesielle anvendelse. Det er kjent at dersom glasstemperaturen (T ) for en polymer ligger under temperaturen hvor filmen dannes, oppnås det en film med god helhet, dvs. som ikke er "ostaktig", ved tørking av et lag av latexen. Men den store mykhet hos latexpartiklene, som fører til god filmdannelse, betyr at den fremstilte film er tilbøyelig til å være myk eller klebrig i motsetning til sterk, hard, slitasjebe-standig og seig. Den vanlige vei ut av dette dilemma er å tilsette til en forholdsvis hard polymer filmdanningshjelpemidler som er flyktige nok til å forlate filmen etter at filmdannelsen har fore-gått. Med større hensyn til luftforurensning foretrekkes det å ute-late de flyktige filmdanningshjelpemidler. Utelatelse av film-danningshjelpemidlene representerer også en kostnadsbesparelse.
En annen løsning på å fremstille polymerer med høy glasstemperatur og lav minimumsfildammdannelsestemperatur er innleiring av en høy andel av hydrofile monomerer (f.eks. slike med hydrok-syl-, amin- eller karboksylfunksjoner) i polymeren. Dette innfører vannsvelling i latexpartiklene, noe som mykner partiklene i latexen. Men i normale polymerkonsentrasjoner følges svelling av meget høye viskositeter, særlig dersom pH ved lagring eller i bruk er slik at karboksylgruppene eller amingruppene nøytraliseres helt eller delvis. En annen ulempe er den ferdige films vannfølsomhet og følsomhet overfor sure eller basiske løsninger. Polymerer av hydrofile monomerer fremstilt ved løsningspolymerisasjon og påført i løsning er kjent fra US-patentskrift 3.935.368, for bruk ved be-legging av vinylkloridgulvbelegg.
En annen løsning av problemet med å frembringe et hardt belegg i form av en film med god helhet er kjent fra US-patentskrift 3.949.107, hvorfra det er kjent å påføre et poleringsmiddel som inneholder en vandig dispersjon av en harpiks med en T på 30-80°C på et gulv, hvorved enten poleringsmidlet eller gulvet er blitt oppvarmet på forhånd til en temperatur over harpiksens T . Latexen ifølge den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at polymeren (A) inneholder minst 10 vekt% av enheter dannet av hydrofile monomerenheter hvorav minst 10 vekt% er ikke-ioniske, og polymeren (B) er mindre hydrofil enn polymeren (A), og at enten (i) polymeren (B) har høyere Tg enn polymeren (A) og minst 0,5% av de hydrofile
enheter i polymeren (A) er ioniske og interpenetreringsparameteren
til polymeren (A) er høyst 8 enheter større enn for polymeren (B), idet polymeren (A) inneholder enheter dannet av monoetylenisk umettede monomerer, eller (ii) polymerpartiklene har en T på over 15°C mens latexen har en viskositet på under 5000 cP målt ved 20 vekt% tørrstoffinnhold over et pH-område på fra 4 til 10 og har en minimumfilmdanningstemperatur som er mer enn 5°C lavere enn polymerpartiklenes beregnete T .
* g
Den fremstilles ved at ved polymerisasjon dannes vanligvis forholdsvis harde (høy T g), forholdsvis hydrofobe polymerer på for-håndsfremstilte, vanligvis forholdsvis myke (lav Tg)# kopolymer-latexpartikler med hydrofil funksjonalitet, til dannelse av latexpartikler som for letthets skyld vil bli benevnt latexpartikler av indre mykgjorte polymerpartikler. Dette frembringer en latex som har lav viskositet, men som likevel danner film ved en temperatur som er lav sammenliknet med den beregnete T for polymeren i partiklene. Viskositeten og minimumsfilmdanningstemperaturen (MFT) måles under betingelser for vanlig bruk, dvs. nøytral til høy pH for syreinneholdende polymerer og nøytral til lav pH for baseinneholdende polymerer. Fortrinnsvis fremstilles latexen ved fremstilling av en vannsvellbar addisjonspolymer under vanlige emul-sjonspolymerisasjonsbetingelser. Denne vannsvellbare polymer kan også være vannløselig ved en egnet pH og er vanligvis løselig ved høy pH når den inneholder sure grupper eller ved lav pH når den inneholder basiske grupper. Under polymeriasjonsbetingelsene løser den seg imidlertid ikke i det vandige mediet, men bibeholdes som en latex. En andre polymer dannes deretter ved polymerisasjon i nærvær av latexen og kan samvirke med og enventuelt trenge inn i den første. Dette oppnås ved å tilsette til den første latex en monomer som vil danne en polymer som er mindre vannfølsom, dvs. mindre hydrofil, og vanligvis hardere enn monomeren i den første latex, og deretter utføre polymerisasjon. Det andre monomersystem er valgt slik at det har tilstrekkelig forenelighet med den første polymer til å svelle denne. Ved å samvirke med den første polymer bevirker den andre polymer begrensning av vannsvellbarheten til den første polymer. Produktet kan således betraktes som en hydroplastisk første polymer, som er gjort mer hydrofob og vanligvis hardere av den andre polymer, eller alternativt som en vanligvis hard, hydrofob andre polymer som er gjort mer hydroplastisk, og vanligvis mykere, ved hjelp av den første polymer. Den indre mykgjorte polymer som dannes har egenskaper som er forskjellige fra egenskapene til en av komponentpolymerene, og heller ikke er egenskapene ganske enkelt summen eller gjennomsnittet av komponentenes egenskaper. Dersom f.eks. den første polymer er fullstendig løselig ved høy pH, har det vist seg at etter at den indre mykgjorte polymer er dannet er denne første polymerandel ikke lenger løselig selv ved meget høye pH-verdier.
En sterkt vannsvellbar komponentpolymer ville forventes å frembringe en høyviskøs latex, selv om minimumsfilmdannelses-temperaturen var lav sammenliknet med T . Ifølge den foreliggende oppfinnelse resulterer modifiseringen av egenskapene til den vannsvellbare polymer fra det første trinn med polymeren fra det det annet trinn i forholdsvis lav viskositet for latexen.
De foretrukne latexer ifølge oppfinnelsen omfatter i det minste enheten av én av monomerenhetene akrylat, metakrylat, vinylester og vinylaromat. Foretrukne hydrofile, ioniske monomerenheter (dersom slike foreligger) i polymerene er monomerenheter med kar-boksylsyregrupper. Foretrukne hydrofile, ikke-ioniske monomerenheter i polymeren er monomerenheter av hydroksyalkylestre av kar-boksylsyrer eller vinylalkoholmonomerenheter.
Den indre mykgjorte polymer i latexen ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved polymerisas jon av et første ety.lenisk umettet monomersystem som inneholder en forholdsvis hydrofil monomer, vanligvis ved emulsjonspolymerisasjon, og deretter, i nærvær av den resulter-ende latex, emulsjonspolymerisasjon av en andre sats av den etyleniske umettede monomer, idet denne sats av seg selv vil danne en
hardere og mer hydrofob polymer enn polymeren fra den første sats.
Polymeren som dannes i det første sats (trinn) bibeholdes som en emulsjon selv om den er vannsvellbar eller vannløselig. Med "vannløselig" menes det her løselig i vann når vannets pH reguleres ved tilsetning av syre eller base slik at polymeren nøytraliseres helt eller delvis. Med "vannsvellbar" menes det her at polymeren absorberer vann eller kan fåes til å absorbere vann ved en slik pH-regulering. Det foretrekkes at pH-området som ansees for å være anvendbart er fra 4 til 10. Den svellbare polymers svelleforhold, dvs. volumet av polymeren som er svelt i et stort overskudd av vann dividert med volumet av den tørre polymer, er fortrinnsvis større enn to, helst større enn seks.
Det antas at virkemåten til den hydrofile monomer, som foreligger i mengder på fra ca. 10 til 100 deler pr. 100 deler av monomeren fra det første trinn, er forstått. Det synes som om den hydrofile monomer når den er polymerisert kan virke slik at den binder hvilken som helst vannmengde som innføres i materialet, f.eks. ved hydratisering. Enhver monomer som kan polymeriseres i blandingen og som er hydrofil nok til å binde vann effektivt er derfor anvendbar. Egnete hydrofile monomerer er f.eks.: akrylnitril, metakrylnitril, hydroksysubstituerte alkyl- og arylakry-later og -metakrylater, polyeterakrylater og -metakrylater, alkyl-fosfato-alkylakrylater og -metakrylater, alkylfosfono-alkylakrylater og -metakrylater, akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyre, maleinsyreanhydrid, N-vinylpyrrolidon, alkyl- og substituerte alkyl-amider av akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyre (mono- og diamider), fumarsyre (mono- og diamider), itakonsyre (mono- og diamider), akrylamid, metakrylamid, også andre halvsyreformer av de ovenfor angitte dibasiske syrer, såsom halvestre, aminomonomerer såsom aminosubstituerte alkylakrylater og -metakrylater, vinylpyridiner og aminoalkylvinyletrer, samt ureidomonomerer inklusive de med cykliske ureidogrupper. Den hydrofile monomer kan også innføres på annen måte i monomerblandingen, såsom f.eks. når de hydrofile monomerenheter dannes in situ eller etterpå. F.eks. kan det innføres i polymerisasjonsblandingen en monomer som ikke selv er hydrofil, men som forandres ved bearbeidelse eller i et etterfølgende trinn, f.eks. ved hydrolyse, for oppnåelse av hydrofilitet. Anhydrid- og epoksydinneholdende monomerer er eksempler.
Foretrukne egnete hydrofile monomerer er akrylforbindelser, særlig amidene og hydroksyalkylestrene av metakryl- og akrylsyrer, amider og hydroksyalkylestrer av andre syrer foretrekkes også, men mindre enn de tilsvarende metakrylater og -akrylater som også er lettere å polymerisere. Monomerer som inneholder karboksylsyre-grupper er også foretrukne, særlig akrylsyre, metakrylsyre og itakonsyre. Andre foretrukne grupper av hydrofile monomerer er representert ved spesielle eksempler på potensielle hydrofile monomerer som frembringer de aktuelle hydrofile monomerenheter i polymeren ved hydrolyse. Disse monomerer omfatter estrer av vinylalkohol, såsom vinylformiat, vinylacetat, vinylpropionat, vinylbutyrat og vinylversitat. Hydrolyse av disse monomerer frembringer hydrofile vinylalkoholmonomerenheter i polymeren. Den foretrukne monomer blant disse er vinylacetat.
Polymerisert sammen med den hydrofile monomer i det første trinn kan være en annen monomer som er omhyggelig valgt slik at det oppnås andre ønskelige egenskaper i den ferdige polymer. Enhver polyetylenisk umettet monomer er dersom den foreligger av den type hvor de forskjellige etyleniske grupper, dvs. de addi-sjonspolymeriserbare umettede grupper, deltar i polymerisasjonen med omtrent samme hastighet. Fortrinnsvis er ingen fornettende eller podepolymerdannende polyetylenisk umettet monomer til stede i det første trinns monomersystem. Begrepet podedannende monomer er definert i spalte 4, linje 66, til spalte 5, linje 20, i US-patentskrift 3.796.771. Fortrinnsvis inneholder det første trinn en monoetylenisk umettet monomer.
Det er ønskelig at førstetrinnspolymeren er mykere enn andretrinnspolymeren. Hardheten i det første trinn kan reguleres ved valget av den hydrofile monomer og av enhver kopolymer som anvendes sammen med denne. Egnete komonomerer som danner myke polymerer i nærvær av friradikalkatalysatorer er primære og sekundære alkylakrylater med alkylsubstituenter ned opptil 18 eller sogar mer, karbonatomer, primære eller sekundære alkylmetakrylater med alkylsubstituenter på minst 5, f.eks. 18 eller flere, karbonatomer, eller andre etylenisk umettede forbindelser som er polymeriserbare ved hjelp av friradikalkatalysatorer til dannelse av myke, faste polymerer, inklusive vinylestrer av mettede monokarboksylsyrer med mer enn 2 karbonatomer. De foretrukne etylenisk umettede forbindelser er de angitte akrylater og metakrylater, og blant disse er de mest praktiske estrer de med alkylgrupper med høyst 8 karbonatomer.
De foretrukne monomerer som av seg selv gir myke polymerer kan anqis med formelen
hvor R' er hydrogen eller metylgruppen og Rx er, når R<1> er metyl,
en primær eller sekundær alkylgruppe med 5-18 karbonatomer, eller, når R' er hydrogen, en alkylgruppe med ikke mer enn 18 karbonatomer, fortrinnsvis med 1-8 karbonatomer, helst 1-4 karbonatomer.
Typiske forbindelser ifølge den ovenfor angitte definisjon er metylakrylat, etylakrylat, propylakrylat, isopropylakrylat, butylakrylat, isobutylakrylat, sek-butylakrylat, amylakrylat, isoamylakrylat, heksylakrylat, 2-etylheksylakrylat, oktylakrylat, 3,5,5-trimetylheksylakrylat, decylakrylat, dodecylakrylat, cetyl-akrylat, oktadecylakrylat, oktadecenylakrylat, n-amylmetakrylat, sek-amylmetakrylat, heksylmetakrylat, 2-etylbutylmetakrylat, oktylmetakrylat, 3,5,5-trimetylheksylmetakrylat, decylmetakrylat, dodecylmetakrylat, oktadecylmetakrylat, samt de med substituerte alkylgrupper såsom butoksyletylakrylat eller -metakrylat.
Som polymeriserbare, etylenisk umettede monomerer som av
seg selv danner harde polymerer, kan det anvendes alkylmetakrylater som har alkylgrupper med høyst 4 karbonatomer, altså tert-amylmetakrylat, tert-butyl- eller tert-amylakrylat, cykloheksyl-, benzyl- eller isobornylakrylat eller -metakrylat, akrylnitril eller metakrylnitril. Disse utgjør en foretrukket gruppe av de monomerer som av seg selv danner harde polymerer. Styren, vinylklorid, klorstyren, vinylacetat og p-metylstyren, som også danner harde polymerer, kan anvendes.
Foretrukne monomerer som av seg selv danner harde polymerer kan angis med formelen
hvor R' er hydrogen eller metylgruppen, og hvor X er en av gruppene
-CN, fenyl, metylfenyl, esterdannende grupper, -COOR", hvor R"
er cykloheksyl, eller, når R' er hydrogen, en tert-alkylgruppe med 4 eller 5 karbonatomer, eller, når R' er metyl, en alkylgruppe med fra 1 til 4 karbonatomer. Noen typiske eksempler på disse er allerede angitt. Andre spesifikke forbindelser er metylmetakrylat, etylmetakrylat, propylmetakrylat, isopropyl-metakrylat, isobutylmetakrylat, n-butylmetakrylat, sek^-butylmetakrylat samt tert-butylmetakrylat. Akrylamid og metakrylamid kan også anvendes som monomerer for å tilføre hardhet til kopolymeren.
Disse monomerer kan inneholde andre funksjonelle grupper
for andre formål, såsom for å bevirke fornetning i polymeren ved herding eller økt adhesjon til et underlag. Eksempler på
slike funksjonelle grupper er karboksyl, i form av den frie syre eller salt, amido inklusive substituert amido, såsom alkoksy-alkylamido og alkylolamido, epoksy, hydroksy, amino inklusive oksazolidinyl og oksazinyl samt ureido. I de fleste tilfeller er disse funksjonelle grupper også hydrofile grupper, og mange av monomerene er hydrofile.
En annen gruppe monomerer som er anvendbare ifølge oppfinnelsen og som ved polymerisasjon av seg selv gir myke polymerer er butadien, kloropren, isobuten og isopren. Disse er monomerer som vanligvis anvendes i gummilatexer sammen med monomerer som frembringer harde polymerer og som også er anvendbare ifølge den foreliggende oppfinnelsen, såsom akrylnitril, styren og andre harde monomerer som angitt ovenfor. Olefinmonomerene, særlig etylen og propylen, er egnete myke monomerer. Særlig anvendbare førstetrinnskopolymerer er etylen/etylakrylatkopolymerer og etylen/vinylacetatkopolymerer som inneholder tilsatte hydrofile monomerer.
En ytterligere klasse av polymerer som er anvendbare ifølge oppfinnelsen er polymerer av estrer av vinylalkohol, såsom vinylformiat, vinylacetat, vinylpropionat, vinylbutyrat og vinylversitat. Foretrukket er polyvinylacetat og kopolymerer av vinylacetat med én eller flere av følgende monomerer: vinylklorid, vinylidenklorid, styren, vinyltoluen, akrylnitril, metakrylnitril, akrylat- eller metakrylatestrer samt de ovenfor angitte monomerer med funksjonelle grupper. I polymerene som i stor utstrekning er vinylesterpolymerer foretrekkes det at
førsfetrinnspolymerene inneholder minst 3 0 vekts-
prosent vinylacetatenheter mens minst 80% er særlig foretrukket. Før polymerisasjon av vinylalkoholestrer er fullstendig foregår vanligvis litt hydrolyse til vinylalkoholmonomerenheter eller utføres bevisst. De derved dannete vinylalkoholmonomerenheter er hydrofile og anses her for å være avledet av vinylalkohol-monomerer. Graden av hydrolyse kan styres ved hjelp av regulering av tiden, temperaturen og pH for reaksjonen, for frembringelse av den ønskete mengde vinylalkohol i produktet. Lengre tidsrom, høyere temperaturer, meget sure eller meget alkaliske betingelser tjener alle til å øke graden av hydrolyse og således mengden av vinylalkohol i sluttproduktet. Graden av hydrolyse kan bestemmes ved hjelp av syre-basetitrering i vann eller i egnete løsnings-middelssystemer.
En foretrukket latex ifølge oppfinnelsen er en latex
hvor monomerenhetene i det første trinn inneholder 65-85 vektsprosent (C-^C^)-alkylakrylat, (C^-C^j) -alkylmetakrylat og/eller styren, 5-10% akrylsyre, metakrylsyre og/eller itakonsyre samt 10-25% hydroksy-(C1~C4)-alkylakrylat og/eller hydroksy-(C1~C4)-alkylmetakrylat, og monomerenhetene i polymeren i det siste trinn inneholder metylmetakrylat og/eller styren. Et annet foretrukket materiale er et materiale hvor monomerenhetene i det første trinn inneholder 50-85 vektsprosent vinylacetat (for etterfølgende hydrolyse), 1-10% akrylsyre, metakrylsyre, itakonsyre og/eller maleinsyre (fremstillbar av maleinsyreanhydrid), samt 8-25 vektsprosent vinylalkohol, og monomerenhetene i det senere trinn inneholder 7 0-100 vektsprosent metylmetakrylat og/ eller styren og 0-30 vektsprosent, fortrinnsvis 10-20 vektsprosent, syreinneholdende monomerenheter, såsom akryl-, metakryl-og/eller itakonsyremonomerenheter. Det er ønskelig at syremono-merenhetene i det første trinn inneholder opptil 5%, beregnet av vekten av førstetrinnspolymeren, av maleinsyreanhydrid eller maleinsyre, idet 0,2-2% foretrekkes. Slik som brukt her menes det med "monomerenhet" i addisjonspolymeren som er avledet fra den angitte monomer ved addisjon til dobbeltbindingen.
Generelt er de foretrukne hydrofile monomerer som anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse monomerer med en løselighet på minst 6 g pr. 100 g vann, idet de med en løselighet på minst 20 g pr. 100 g vann foretrekkes mens de hvor minst 50 g av monomeren er løselig i 100 g vann er mest foretrukket. Førstetrinns-polymeren inneholder minst 10% hydrofile monomerenheter, idet 10-70% foretrekkes, minst 25% er mer foretrukket og området 25-3 5% er mest foretrukket. Av innholdet av hydrofil monomer er det ønskelig å ha minst 0,5% ioniske, hydrofile monomerenheter i form av sure monomerenheter, såsom monomerenheter som inneholder karboksylgrupper, eller basiske grupper såsom aminogrupper, i enten unøytralisert eller nøytralisert form. ig Minst 10% av de hydrofile monomerenheter er ikke-ioniske, dvs. ikke-ioniserbare, såsom hydroksyetylakrylat eller -metakrylat, som kan dannes in situ, såsom ikke-ioniske monomerenheter av hydroksyetylester- og vinylalkoholmonomerenheter.
Sistetrinnspolymeren er mer hydrofob og fortrinnsvis hardere enn førstetrinnspolymeren. Med hydrofob menes at sistetrinnspolymeren alene er mindre vannsvellbar enn førstetrinnspolymeren alene. Med hardere menes at modulene i sistetrinnspolymeren er større enn i førstetrinnspolymeren hvorved målinger utføres på polymerprøver neddykket i vann. Det foretrekkes at sistetrinns-monomeren er monoetylenisk umettet.
Den indre mykgjorte polymer fremstilles
hensiktsmessig ifølge kjente emulsjonspolymerisasjonsprosesser hvor det anvendes en mangetrinns-serieteknikk. Men de kan også fremstilles ved en kontinuerlig polymerisasjon hvor monomer-materialet som tilføres kontinuerlig forandres, enten trinnvis eller kontinuerlig, under polymerisasjonen. Ved slik polymerisasjon kan enhver plutselig eller diskontinuerlig forandring av sammensetningen av monomertilførselen betraktes som en trinn-avslutning. Dersom det ikke er noen slike forandringer i til-førselssammensetningen for indikering av en forandring fra ett trinn til et annet kan den første halvdel av polymertilførselen betraktes til å representere ett trinn og den andre halvdel for å representere et andre trinn. I den enkleste form av latexer ifølge oppfinnelsen dannes den hydrofile monomer i et første trinn, og den mer hydrofobe polymer dannes i et andre trinn. Enhver av komponentpolymerene kan selv også være seriepoly-merisert, dvs. bestå av flere trinn. Monomerene i det første trinn, sammen med initiatorer, sepe eller emulgatorer, polymerisas jonsmodifiseringsmidler eller kjedeoverførere, blandes til begynnelsespolymerisasjonsblandingen og polymeriseres,
f.eks. ved hjelp av oppvarming, blanding, kjøling etter behov,
på velkjent og helt konvensjonell måte inntil monomerene er stort sett brukt opp. Monomerene i det andre og etter tur i eventuelt etterfølgende trinn tilsettes deretter sammen med de egnete andre materialer slik at den ønskete polymerisasjon i hvert trinn foregår i serie inntil monomerene er stort sett oppbrukt. Det er foretrukket at i- hvert trinn etter det første holdes mengdene av initiator og sepe, dersom slike anvendes, på et slikt nivå at polymerisasjon foregår på foreliggende partikler og at det ikke dannes noe betydelig antall nye partikler eller "frø"
i emulsjonen.
Når polymerisasjoner utføres i multitrinns serieprosesser kan det ytterligere være trinn som i sammensetning og andel er en kombinasjon av to distingte trinn og som frembringer polymerer som har egenskaper som ligger mellom disse. Det hydrofile første trinn er minst 10%, fortrinnsvis 20-80%, mer foretrukket 30-70% og mest foretrukket 4 0-60% av den totale polymer. Det kan selv-følgelig være andre trinn før, mellom eller etter de to som er av hovedinteresse. Disse andre trinn utgjør alltid mindre vekt-andeler av den hele polymer enn begge hovedkomponentpolymerene når de ikke kan anses for å være en del av den ene eller annen av hovedkomponent—polymerene på grunn av sin sammensetning. Det foretrekkes at polymeren ifølge oppfinnelsen er en totrinns-polymer. Fagfolk på et spesielt område vil vanligvis fremstille få indre mykgjorte polymerlatexprøver med avvikende vektforhold mellom første og andre trinn og velge den prøve som har best egenskaper for en gitt anvendelse. Like vektforhøld er det vanlige utgangspunkt for disse forsøk som vanligvis består av et høyere og et lavere forhold med spredningen av forholdene valgt ut fra betraktning av de ønskete sluttegenskaper, f.eks. hardhet, minimumsfilmdanningstemperatur, latexviskositet og klebefrihetstid.
Polymeren fremstilles fortrinnsvis ved emulsjonskopoly-merisasjon av monomerene i de riktige mengdeforhold. Konven-sjonelle emulsjonspolymerisasjonsteknikker er kjent fra US-patentskrif ter 2.754.280 og 2.795.564. Monomerene kan således emulgeres med anioniske, kationiske eller ikke-ioniske disper^-geringsmidler, hvorav det vanligvis anvendes 0,5-10%, regnet av vekten av total monomer. Når det anvendes en vannløselige monomer tjener dispergeringsmidlet til å emulgere enhver annen monomer. En polymerisasjonsinitiator av friradikal typen, såsom ammonium- eller kaliumpersulfat, kan anvendes alene eller sammen med en akselerator, såsom kaliummetabisulfit eller natriumtio-sulfat. Initiatoren og akseleratoren, vanligvis benevnt katalysator, kan anvendes i mengder på ^-2% hver, regnet av vekten av monomeren som skal kopolymeriseres. Polymerisasjonstemperaturen kan være fra romtemperatur til 90°C eller mer etter hva som er hensiktsmessig.
Eksempler på emulgatorer eller seper som er egnet for polymerisasjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse er alkalimetall- og ammoniumsalter av alkyl-, aryl-, alkaryl^- og aralkyl-sulfonater, sulfater samt polyetersulfater, de tilsvarende fos-fater og fosfonater samt etoksylerte fettsyrer, estrer, alkoholer, aminer, amider og alkylfenoler.
Kjedeoverførere, såsom merkaptaner, polymerkaptaner og polyhalogen^forbindelser, er ofte ønskelige i polymerisasjonsblandingen.
En annen måte til å beskrive og definere første- og andre-trinnsmonomerene ifølge oppfinnelsen er å benytte løselighets-parameterbegrepet. "Polymer Handbook", 2. utgave, J. Brandrup og E. H. Immergut, (John Wiley and Sons, Nev? York 1975) avsnitt IV, del 15 med tittelen "løselighetsparameterverdier" av H. Burrell, sider IV-337-IV-359, definerer løselighetsparameter, beskriver hvordan den bestemmes eller beregnes, inneholder tabeller av løselighetsparametrer og gir ytterligere henvisninger til viten-skapelig litteratur om løselighetsparametrer. Løselighetspara-meteren er kvadratroten av kohesjonsenergitettheten som på sin side er tallverdien av den potensielle energi i 1 cm 3 av materialet. Den potensielle energi fremkommer av de van der Wallske tiltrekningskrefter mellom molekylene i en væske eller i et fast stoff. Burrell beskriver forskjellige måter til å beregnet løselighetsparametrene ut fra eksperimentelt bestemte fysikalske konstanter og to måter til å beregne dem ut fra et molekyls strukturformel. Strukturformelmetodene anvendes vanligvis når data for beregningen utfra fysikalske konstanter ikke er tilgjengelige eller anses for å være særlig upålitelige. Ved beregning ut fra strukturformelen anvendes det tabeller for molare gruppetiltrekningskonstanter slik som de som er angitt på side IV-339 i "Polymer Handbook". Tabellen til Small foretrekkes.
Løselighetsparameterbegrepet kan anses for å være en ut-videlse av den gamle regel "like løser like" som er kjent i kjemi-ens tidlige dager. En ikke-fornettet polymer vil vanligvis løse seg i et løsningsmiddel med liknende løselighetsparameter, og en fornettet polymer vil vanligvis bli svelt av et løsningsmiddel med liknende løselighetsparameter. Omvendt vil løsningsmidler med løselighetsparametrer langt fra polymerenes løslighets-parametrer hverken løse eller svelle polymeren. Som angitt av Burrell kan løselighetsparametrene til polymerer bestemmes
blant annet ved måling av svellingen av polymeren i en rekke løsningsmidler. Løselighetsparameteren for polymerer kan også estimeres ved beregning ut fra de ovennevnte molare gruppetiltrekningskonstanter. 1 den vanlige situasjon viser det seg at løsningsmidlene med et område av løselighetsparametrer rundt løselighetsparameteren for polymeren vil løse den ufornettede polymer. Fagfolk på området har tilføyet det ytterligere raffine-ment å klassifisere løsningsmidler som løsningsmidler med svake, moderate og sterke hydrogenbindinger. Det har vist seg at området
av løselighetsparametrer for å løse en gitt ufornettet polymer avviker fra en klasse til den neste selv om det er iakttatt betydelig overlapping. Burrell's tabell 4 som begynner på side IV-349 angir områder for løselighetsparametrer for løsnings-midler med svake, moderate og sterke hydrogenbindinger, for å løse et stort antall polymerer. I tabell 5, som begynner på
side IV-3 54 er det angitt løselighetsparametrer for et antall polymerer bestemt ved beregning og ifølge andre metoder.
For fremstilling av det indre mykgjorte polymer for latexen ifølge oppfinnelsen velges førstetrinnspolymeren og monomerene i det senere trinn slik at de samvirker i en hensiktsmessig grad. Det er både øvre og nedre grenser for graden av ønskelig forenelighet mellom førstetrinnspolymeren og monomerene i de etterfølgende trinn (andre, senere eller siste trinn slik som angitt ovenfor). Det har vist seg at den hensiktsmessige grad av forenelighet kan uttrykkes tallmessig ved hjelp av en egen-skap basert på løselighetsparameter og her benevnt interpenetreringsparameter (lp). Interpenetreringsparameteren kan betraktes som en løselighetsparameter som er regulert for å anbringe løs-ningsmidler med sterke, moderate og svake hydrogenbindinger i samme målestokk. For et gitt molekyl er interpenetreringsparameteren definert som løselighetsparameteren pluss en nedenfor angitt hydrogenbindingsvekstverdi. Løselighetsparametrer for forskjellige molekyler, inklusive et antall monomerer, er angitt i tabellene 1 og 2 i Burrell, med begynnelse på side IV-341. Disse tabeller angir også hydrogenbindingsgruppen for det gitte molekyl. Vekstverdiene, en ny lære ifølge denne oppfinnelse,
er 17,2 for molekyler med sterke hydrogenbindinger, 7,2 for molekyler med moderate hydrogenbindinger og 2,8 for molekyler med svake hydrogenbindinger.
Tabellen nedenfor inneholder en liste av monomerer og verdier for deres løselighetsparameter, interpenetreringsparameter og vannløselighet. Hydrogenbindingsklassen for polymeren er også angitt. Løselighetsparameterverdiene og hydrogenbindingsklassen for de fleste av disse monomerer er de som er angitt i tabell 1 i Burrell. Vinylalkohol er et spesialtilfelle på grunn av denne monomer som kjent ikke er stabil. Polymerer som inneholder monomerenheter som svarer til vinylalkohol kan fremstilles ved hydrolyse av en polymer som inneholder den tilsvarende vinyla estermonomerenhet, såsom vinylacetat. Løselighetsparameteren for denne hypotetiske monomer beregnes ifølge metoden til Small som angitt ovenfor. Verdier for andre monomerer som ikke er angitt i tabellen hos Burrell bestemmes eller beregnes ifølge den lære som er angitt av Burrell. Dimensjoner for løselighetsparametrene som er gitt i tabellen er de vanlige, kvadratroten av kalorier pr. cm <3>. Interpenetreringsparameteren har de samme dimensjoner. Vannløselighet er angitt i gram monomer pr. 100 g vann ved 25°C. Hydrogenbindingsklassen sterk, moderat eller svak er frembrakt ved å benytte metoden til C. M. Hansen, Journal of Paint Techno-logy, bind 39, sider 104-117 og 505-514 (1967) .
For en latex ; ifølge den foreliggende oppfinnelse
vil interpenetreringsparameteren i det første trinn være større enn i det annet trinn, fortrinnsvis minst én enhet (kalori pr. cm 3) større. Men interpenetreringsparameteren for det første trinn må ikke være for mye større enn for det annet trinn. Differansen er ikke mer enn 8, og det er ønskelig at den ikke er mer enn 6, fortrinnsvis fra 1 til 6 enheter. Når førstetrinnspolymeren inneholder 65 vektsprosent eller mer av et C^-C^-alkylakrylat, C^-C^-alkylmetakrylat, styren eller en blanding av disse, er det ønskelig at førstetrinns lp ikke er mer enn 6 enheter større enn for de senere trinn, idet en differanse på fra 1 til 4 enheter foretrekkes og fra 2 til 3 enheter er mest foretrukket. Når førstetrinnspolymeren inneholder 50 vektsprosent eller mer vinylacetat er det ønskelig at førstetrinns lp er fra 1 til 8 enheter større enn for det senere trinn, idet en differanse på
fra 2 til 6 enheter foretrekkes og fra 4 til 5 enheter er mest foretrukket. Det bør i denne sammenheng forståes at det andre trinn eller det senere trinn kan inneholde noen hydrofile mono^-merer og likevel være i overensstemmelse med disse regler for differansen mellom interpenetreringsparameteren for det første trinn og for det andre trinn.
Som angitt ovenfor inneholder det første trinn ifølge en foretrukket utførelsesform sure, fortrinnsvis karboksyl, monomerenheter samt de andre hydrofile monomerenheter. Karboksylmonomer-enhetene kommer fortrinnsvis fra monomerene akrylsyre, metakrylsyre eller itakonsyre. De andre hydrofile monomerenheter er fortrinnsvis hydroksy-C^-C^-alkylmetakrylat-, hydroksy-C^-C^-alkylakrylat- eller vinylalkoholenheter.
Viskositeten til den fremstilte polymeremulsjon kan måles
på vilkårlig kjent måte, fortrinnsvis med Brookfield Synchro-Letric viskosimeter modell LV 1, hvorved det ved valg av spindel og hastighet fortrinnsvis velges kombinasjoner som vil resultere i en avlesning i et midtområde. Målinger, ved 20°C, utføres ved pH-verdier i området fra 3 til 10 av emulsjoner som med vann er regulert til tørrstoffinnhold på 20%. pH i syreinneholdende kopolymeremulsjoner reguleres vanligvis ved bruk av en mineral-base, en organisk base, såsom et amin, eller ammoniakk, idet sistnevnte foretrekkes. Indre mykgjorte polymerlatexer som inneholder basiske grupper, såsom aminogrupper eller kvaternære ammoniumgrupper, kan få sin pH regulert ved bruk av mineralsyrer, såsom saltsyre, eller organiske syrer såsom eddiksyre. Latexens viskositet over pH-området fra 3 til 10 er vanligvis under 5000 cP, heller under 500 cP, enda bedre under 150 cP og enda bedre under 40 cP, helst under 10 cP. De lavere verdier er særlig ønskelige for yisse anvendelser, såsom gulvpoleringsmidler.
Minimumsfilmdanningstemperaturen (MFT) bør måles på en film som er dannet av latexen med 20% tørrstoffinnhold og en pH på fra 7,% til 9 for ammoniakknøytraliserte, syreinneholdende polymerer og på fra 3 til 4 for eddiksyrenøytraliserte, baseinneholdende polymerer. Fremgangsmåten ifølge ASTU D2354-68 følges. MFT er mer enn 5°C under den beregnete glasstemperatur (T^) for polymeren når Tg er over 5°C. Det foretrekkes minimumsfilmdanningstempera-turer på under 18°C for polymerer som har en T beregnet for hele polymermaterialet på over 25 C. Begrepet MFT henviser slik det anvendes her for å definere visse polymerer til verdien som er bestemt for en latex ved pH og tørrstoffinnhold som angitt ovenfor. I noen eksempler som er angitt nedenfor er MFT-verdier som er bestemt under andre betingelser, bare gitt for sammenlikningsformål og gjelder ikke for eller henviser til MFT som anvendes for å definere polymerene ifølge oppfinnelsen-.
Hardhet uttrykkes som Knoop-hardhetstall (KHN), og bestemmes ved hjelp av Tukon-mikrohardhetsprøveapparatet på en film som er dannet ved å påføre latexen på et fast underlag, såsom et glasspanel. Det foretrekkes at polymerene har KHN på over 3, hvorved over 5 er mer foretrukket og over 8 mest foretrukket.
Den beregnete T^ for hvert trinn og for den totale polymer bestemmes ved beregning basert på glasstemperaturen for homopolymerer av individuelle monomerer, slik som beskrevet av Fox, Bull. Am. Physics Soc., 1, 3, side 123 (1956). Tabeller
for glasstemperaturen for homopolymerer er angitt i "Polymer Handbook", kapittel III, del 2, av W. A.Lee og R. A. Rutherford. Den ønskete, beregnete glasstemperatur for det første trinn er lavere enn 4 0°C, idet mindre enn 5°C foretrekkes og mindre enn -10°C er mest foretrukket. Den ønskete, beregnete glasstemperatur for det annet trinn er over 3 5°C, idet over 7 5°C foretrekkes og over 100°C er mest foretrukket. Den beregneo te T ^ for polymeren basert på hele polymermaterialet er over 15 C, fortrinnsvis over 20°C, idet over 30°C foretrekkes for gulvpoleringsmidler og liknende bruk. For noen andre anvendelser, såsom klebemidler, bindemidler og malinger, er polymerer med beregnet T -verdier på under ca. 40 C, inklusive verdier under 0, egnet.
Indre mykgjorte polymeremulsjoner ifølge oppfinnelsen kan ha en bemerkelsesverdig kombinasjon av egenskaper, særlig (1) lav minimumsfilmdanningstemperatur sammen med høy hardhet og høy Tg, og (2) lav polymeremulsjonsviskositet selv når den er nøytralisert. Sammenlikningsvis harde latexpolymersystemer kan således anvendes med mye mindre filmdanningshjelpemiddel enn vanlig eller uten noe filmdanningshjelpemiddel i det hele tatt. Dette er særlig verdifullt i situasjoner hvor filmdannings-hjelpemidlet fremkaller sekundære ulemper. På grunn av dette fravær eller minimalisering av tilsatt filmdanningshjelpemiddel i formuleringen kan det av polymerer ifølge oppfinnelsen fremstilles bestrykningsmidler som utvikler hardhet med meget stor hastighet. Andre fordeler som fremkommer ved elimineringen av tilsatt mykner, filmdanningshjelpemiddel eller organiske løs-ningsmiddel er kostnadsreduksjon, senket brennbarhet under bearbeidelse og nedsatt avgivelse av giftige og forurensende gasser under og etter påføring. Disse egenskaper er særlig viktig ved formuleringen og bruken av vannbaserte industrielle bestrykningsmidler, både klare og pigmenterte. Innen trykkfarge-teknologien er fordelene med meget hurtig tørking og ikke-brennbarhet hos indre mykgjorte polymerer meget viktig. I bestrykningsmidler for håndtverksalg bevirker kombinasjonen av høy hardhet og lav minimumsfilmdanningstemperatur et blokkings-bestandig, lufttørkende bestrykningsmiddel. En ytterligere fordel med latexen ifølge oppfinnelsen er at formuleringen er meget lettvint, noe som resulterer i en betydelig kostnadsbesparelse på grunn av de ferre bestanddeler og at disse er lettvint å blande i blandeverk. Lettvintheten ved blanding skyldes sann-synligvis at latexen som er fremstilt ifølge den foreliggende oppfinnelse er bestandig mot det såkalte "sjokk"-fenomen, dvs. at latexen ikke lett flokkulerer eller gelatinerer når den blandes med en annen bestanddel i formuleringen. Bestanddelene kan således vanligvis blandes i vilkårlig rekkefølge i vanlig blandeverkutstyr, og i tillegg etterlates selve utstyret i en mye renere tilstand enn med vanlige latexer.
Som beskrevet ovenfor er polymerlatexen ifølge oppfinnelsen særlig anvendbar for erstatning av systemene latex pluss mykner eller latex pluss filmdanningshjelpemiddel, som omfatter et antall formuleringer som benyttes for mange forskjellige anvendelser av polymerlatexer. Disse latexer er anvendbare for fremstilling av frie filmer og for dannelse av bestrykningsmidler såsom i malinger, lakker, pulverbelegg og liknende. Latexene ifølge oppfinnelsen er også anvendbare som impregneringsmidler og klebemidler for både naturlige og syntetiske stoffer, såsom papir, tekstiler, tre, plast, metall og lær og som bindemidler for ikke-vevet tøy. De kan anvendes for senkning av minimumsfilmdanningstemperaturen eller for å medvirke under filmdannelsen i andre latexsystemer når denne anvendes i kombinasjon med disse. Pigmenter, fargestoffer, fyllstoffer, antioksydanter, antiozonanter, stabilisatorer, flytreguleringsmidler, overflateaktive stoffer eller andre eventuelle bestanddeler kan anvendes i polymermaterialene ifølge oppfinnelsen.
Latexen ifølge oppfinnelsen kan påføres med eller uten et løsningsmiddel ved påføring permanent eller fjernbart på et egnet underlag, særlig for anvendelse som bestrykningsmidler, fyllmasser eller klebemidler. Påføring ved stryking, flyting, dypping, sprøyting og andre kjente måter kan benyttes for å påføre latexen ifølge oppfinnelsen. En av de spesielle fordeler med den foreliggende oppfinnelse er at reaktive polymerer kan fremstilles for bruk som lufttørkende eller termisk tørkende bestrykningsmidler, fyllmasser eller klebemidler uten behov for organiske løsningsmidler, filmdanning-shjelpemidler eller myknere, selv om små mengder av disse materialer kan være ønskelig. Dette er særlig verdifullt på grunn av at elimineringen av flyktige løsningsmidler eller andre flyktige stoffer, såsom filmdanningshjelpemidler, senker en potensiell økologisk risiko.
Det er av spesiell viktighet at syregruppene, hydroksyl-gruppene eller andre funksjonelle grupper i det første trinn av polymerisasjonen forblir tilgjengelige for ytterligere reaksjon, såsom nøytralisasjon eller fornetning. Denne tilgjengelighet skylder den indre mykgjorte polymerlatex fra en latex hvor et andre eller senere trinn således samvirker eller vekselvirker med det første trinn for senkning eller eliminering av tilgjenge-ligheten av de funksjonelle grupper i det første trinn for etter-følgende reaksjoner. Den nevnte fornetning kan være en vilkårlig av de vanlige, såsom en koordineringsfornetning, ionisk fornetning eller dannelsen av kovalente bindinger. Generelt kan reak-sjonene til disse latexer være ioniske eller kovalente reaksjoner. Ioniske reaksjoner illustreres av den ioniske fornetning ved anvendelsen av disse latexer i gulvpoleringsmidler slik som anført nedenfor. Dannelsen av kovalente bindinger ved reaksjon med aminoplaster, epoksier, isocyanater og beta-hydroksyetyl-estrer er velkjent på området.
Polymerlatexene ifølge oppfinnelsen er særlig anvendbare ved formulering av gulvpoleringsmidler og anvendes med fordel i gulvpoleringsmidlene ifølge US-patentskrifter 3.328.325, 3.467. 610 og 3.573.239.
Generelt kan poleringsmidler hvor polymerene ifølge oppfinnelsen anvendes defineres ved følgende mengder av hovedbestand-delene:
Summen av A, B og C bør være 100.
Mengden av C, når denne anvendes, kan være opptil 90% av vekten av kopolymeren A, og fortrinnsvis fra 5 til 25% av vekten av kopolymeren A.
For et ikke-polerbart, selvpolerende materiale bør voksen ikke utgjøre over 35 vektdeler, fortrinnsvis fra 0 til 25 vektdeler av 100 deler totalt av polymer pluss voks ifølge tabellen ovenfor. Tilfredsstillende, ikke-polerbare gu&poleringsmidler er blitt fremstilt uten tilsetning av voks. Voks er således ikke en vesentlig bestanddel i et selvpolerende middel. For et tørt, polerbart poleringsmiddel bør voksen utgjøre minst 35 vektdeler av denne total. Eksempler på fukte- og dispergeringsmidler er alkalimetall- og aminsalter av høyere fettsyrer som har fra 12 til 18 karbonatomer, såsom natrium-, kalium-, ammonium- eller morfolinoleat eller -ricinoleat, samt de vanlige ikke-ioniske overflateaktive stoffer. Ytterligere fuktemiddel bedrer polerings-midlets spredningsvirkning.
For polering av gulv har belegget som dannes av materialet fortrinnsvis et Knoop-hardhetstall på fra 0,5 til 20 ved måling på en film av det som er 12,7-63,5 mikron tykk på glass. Dette hardhetsområde gir god bestandighet mot avslipning og slitasje og kan oppnås ved riktig valg av monomerer som skal polymeriseres.
Foretrukne utførelser av oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor ved hjelp av eksempler hvor deler og prosentandeler er etter vekt med mindre annet er angitt.
Eksempel 1
Fremstilling av indre mykgjort polymeremulsjon.
En latex med verdier for første trinn, andre trinn og gjennomsnittlig Tg på henholdsvis -14°C, 105°C og 34°C ble fremstilt på følgende måte:
A. Utstyr.
En 5-liters firehals kolbe utstyrt med kjøler, røreverk, termometer og monomertilsetningspumper. Varme-, kjøle- og nitrogenoverrislingsanordninger ble anvendt.
C. Fremgangsmåte.
1. I kolben ble vannet og det overflateaktive stoff innført
og omrøring og nitrogenoverrisling påbegynt.
2. Materialene for hver av monomersatsene ble kombinert og
blandet godt for frembringelse av stabile monomeremulsjoner.
3. Kolben ble oppvarmet til 82-84°C under fortsatt omrøring
og nitrogenoverrisling.
4. Katalysatoroppløsning ble innført i kolben, og tilsetningen av monomertrinn 1 ble påbegynt med en slik hastighet at tilsetningen var fullført i løpet av ca. 50 minutter. Temperaturen ble holdt på 82-04°C gjennom hele polymerisasjonen. 5. Etter at monomertrinn 1-tilsetningen var fullstendig
ble temperaturen holdt på 82-84°C i 15 minutter.
6. Etter dette tidsrom ble tilsetningen av monomersats-trinn 2 påbegynt med en slik hastighet at tilsetningen var full-ført i løpet av ca. 60 minutter. Temperaturen ble holdt på 82-84°C gjennom hele polymorisasjonen. 7. Etter at tilsetningen av monomersats trinn 2 var fullstendig ble temperaturen holdt på 82-34°C i 30 minutter hvoretter det ble avkjølt og filtrert.
En prøve av latexen ble nøytralisert til pH 9 med ammoniakk. MFT var under 15°C, og viskositeten var 15 cP (Brookfield-viskositet, 20% tørrstoff). En film av den nøytraliserte latex hadde en hardhet på 12,1 KHN.
Eksempel 2
Satsforhold.
Ved samme generelle fremgangsmåte som i eksempel 1 ble det fremstilt tre indre mykgjorte polymerlatexer som hadde samme sammensetning i første og andre trinn, men som var forskjellig når det gjalt vektforholdet mellom det første og det andre trinn. Detaljer er angitt i tabell I.
Det viste seg at egenskapsbalansen, lav minimumsfilmdanningstemperatur og samtidig lav viskositet i emulsjonen var følsom overfor vektforholdet mellom den harde, hydrofobe andre trinns sats og den myke, hydrofile, første trinns sats. Dette gjør det klart at for en gitt monomersammensetning kan det være nødvendig med noen få enkle forsøk for å bestemme satsforholdet som er nødvendig for å oppnå et produkt ifølge oppfinnelsen. Tabell I viser virkningene av å forandre satsforholdet. Forsøk 2B hadde lav minimumsfilmdanningstemperatur, lav viskositet i nøytral tilstand og en høy T . Det fremgår at forsøk 2B er en latexpolymer ifølge oppfinnelsen, mens forsøk 2A har altfor høy viskositet ved pH 9 og 2C for høy minimumsfilmdanningstemperatur. Forsøkene 2A og 2C er derfor bare for sammenlikningsformål.
Eksempel 3
Polymerisasjon.
Forskjellen mellom en enkel emulsjonskopolymer, en indre mykgjort polymer og en fysikalsk blanding av to polymerer fremgår av data i tabell II. Alle polymerene ble fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon ved stort sett å følge fremgangsmåten i eksempel 1 med unntagelse av at det ikke er noen andre sats ved utførelsen av forsøkene 3A og 3C som derfor bare ble utført for sammenlignings skyld. Den totale sammensetning av hvert av de tre eksempler var den samme. Den beregnete T var 47°C.
Det fremgår av tabell II at polymeren fra forsøk 3A med eneste sats hadde en minimumsfilmdanningstemperatur i nærheten av den beregnete T . Den fysikalske blanding, dvs. forsøk 3C, en blanding av en emulsjon som hadde sammensetningen til polymeren fra første trinn i forsøk 3B med en som hadde sammensetningen fra det andre trinn i forsøk 3B, var så viskøs ved høy pH at emulsjonen gelatinerte selv etter fortynning til 20% tørrstoffinnhold før pH-regulering. Bemerk at nøytralisert til en pH på 9 hadde den indre mykgjorte polymer en mye lavere mini-mumsf ilmdanningstemperatur og bare en moderat høyere viskositet enn polymeren med den eneste sats.
Eksempel 4
Balanse mellom hydrofil og hydrofob karakter i trinnene.
Under anvendelse av polymeremulsjonen fra forsøk 23 som en kontroll ble sammensetningsforholdet mellom den vannsvelte førstetrinnspolymer og polymeren fra det andre trinn variert. Vekselvirkning mellom førstetrinnspolymeren og andretrinnspolymeren viste seg ved oppnåelse av indre mykgjøring, ved kontrollert viskositet, av i rekkefølge chargerte (1) myke, hydrofile og funksjonelle og (2) harde og hydrofobe kopolymerer. Denne indre mykgjøring viste seg å avhenge av balansen mellom hydrofob og hydrofil karakter hos de to monomercharger ved de data som er angitt i tabell III.
Resultatene i tabell III viser at i forhold til forsøk 4a er den hydrofob, dvs. mindre hydrofil, førstetrinnspolymer god, 4B, at et mer hydrofilt førstetrinn, 4C, fører til høy viskositet, at et for hydrofobt andre trinn, 4D, fører til meget høy viskositet ved høy pH, for høy for de fleste anvendelser.
Eksempel 5
Interpenetreringsparameter.
Emulsjonspolymerer med flere sammensetninger, som avvek i interpenetreringsparameter (lp) for de to trinn, ble fremstilt ved fremgangsmåten ifølge eksempel 1 (forsøk 5A-r5D, 5F-5H, 5J^5L og 5N-5R) eller eksempel 8 (forsøk 5E, 51 og 511) som angitt nedenfor. Bestemmelser av emulsjonsviskositet og MFT, utført med emulsjonen nøytralisert til en pH på 7,5-8,5 med ammoniakk og fortynnet til 20% polymertørrstoff, og av filmhardheten viser hvilke av materialene som har dannet indre mykgjorte polymerer. Tabell IV.A og B angir disse data.
I w w vj w f Anmerkninger til tabell IV.B: 1) Viskositeten ble målt med latexen med 20% tørrstoffinn-hold brakt på en pK på 9 med ammoniakk med unntagelse av forsøk 5H som var ved pH 3 med eddiksyre.
2) MFT i °C, latex med 20% tørrstoffinnhold regulert til
pH 9 med ammoniakk med unntagelse av forsøk 5H (pH 3 som ovenfor). 3) Hardhet var Knoop-hardhetstall (KHN) bestemt ved fremgangsmåten som er angitt i Resin Review, bind XVI, nr. 2, fra side 9 (1966), en publikasjon fra Rohm og Haas Company.
4) Tg ble beregnet for en høypolymer ved fremgangsmåten
til Fox, v.s. "(1)" og "(2)" representerer første og andre eller senere trinn og "gjennomsnitt" verdien som ble beregnet for materialet i sin helhet. 5) lp ble beregnet for det første trinn (1) og det andre trinn (2). Differansen mellom disse Ip-verdier ble angitt under "(1-2)" .
Data i tabell IV.B viser at det er oppnådd en indre mykgjort polymer, indikert ved glasstemperaturen, minimumsfilmdanningstemperatur en, emulsjonsviskositeten og hardhetsverdien, når interpenetreringsparameterverdien for førstetrinnspolymeren er større enn for andretrinnspolymeren, men ikke for mye høyere. Forsøk 5J, en kjent polymerlatex, inneholder ikke indre mykgjorte partikler, noe som fremgår av at T^ ligger opptil MFT.
Som angitt i tabell IV.A inneholder denne polymer bare 7% hydrofile monomerenheter i førstetrinnspolymeren. Forsøk 5K inneholder ikke indre mykgjorte partikler ifølge oppfinnelsen, noe som fremgår av den høye viskositet. Som angitt i tabell IV.B er dens sammensetning slik at det foreligger en uønsket høy differanse i lp mellom polymerene fra de to trinn. Forsøk 5L er ikke ifølge oppfinnelsen, dens viskositet er så høy at det dannes en gel. Bemerk at Ip-differansen mellom polymerene i de to trinn er for lav, den er under 0. Forsøk 5Q og 5R, kjente polymerlatexer, har MFT-verdier over T^-verdiene. Ingen av dem inneholder ikke-ioniske, hydrofile monomerer i det første trinn.
Eksempel 6
Gulvpoleringsmiddel.
Det ble fremstilt et gulvpoleringsmiddel ved blanding av bestanddelene i følgende resept (med unntagelse av forsøk 6A og 6E som angitt nedenfor):
Gulvpoleringsmidlet ble påført og prøvet ved fremgangsmåten som er beskrevet i detalj i "P.esin Review", bind XVI, nr. 2, 1966, utgitt av Rohm and Haas Company, unntatt når en annen fremgangsmåte er angitt. De anvendte polymeremulsjoner og de oppnådde prøveresultater er angitt i tabell V.A og V.B. 1)<:> Forsøk 6A er illustrerende for kjent teknikk. I dette ble det anvendt en gulvpoleringsmiddel-polymeremulsjon som inne-holdt 1,6 5% zinkioner som tverrbindingsmiddel. Dette poleringsmiddel ble fremstilt ved blanding av bestanddelene i følgende resept: 2) Påføring av gulvpoleringsmidlene er beskrevet i ASTM D14 3 6-64, metode B. Prøvemetoder, i parentes, er angitt nedenfor . 3) Forsøk 6D ble formulert med 1,25% zinkioner regnet av emulsjonspolymertørrstoffet. 4) Resepten for poleringsmidlet i forsøk 6E avvek fra resepten for 6B, 6C og 6D ved at voks og antiskummiddel ble utelatt mens det ble tilsatt to deler filmdanningshjelpemiddel, dietylenglykolmonometyleter.
Prøvemetoder for tabell V.A, angitt i parentes i tabellen: 1. Skliing: ASTM-metode 02047-72, panelene ble kondisjonert ved 25°C og 55% relativ fuktighet.
2. Pulverisering: ASTM-metode D2048-69.
3. 60° glans: ASTM-metode D1455-64, vinylflis ("Kentile" nr. R-44). anvendt istedenfor OTVA-flis i denne prøve. 4. Vannbestandighet: ASTM-metode D1793-66, dynamisk prøve-utførelse. 5. Gummihelmerkemotstand: CSMA-metode 9-7 3 (Chemical Specialities Manufacturers Association, Washington, D.C.), prøven modifisert ved rotering i 15 minutter i hver retning. 6. Vaskemiddelbestandighet ble utført på sort vinylasbestflis under anvendelse av 10 ml 5 prosentig, vandig "Forward"-vaskemiddel, 50 sykluser i 1 dags prøven, 75 i 3 dagers prøven og 100 sykluser i 7 dagers prøven. 7. Fjernbarhet ble utført med 75 sykluser under anvendelse av 10 ml 3 prosentig "Spic and Span" og 1 prosentig, vandig ammoniakk på sort vinylasbestflis.
Slitasjeprøver ble utført i en korridor som hadde et vinyl-asbestf lisgulv som ble utsatt for en daglig trafikkbelastning på fra 3500 til 4000 fotgjengerpasseringer. Et avsnitt av korridoren (ca. 3,5 m bredt og ca. 7,3 m lang) ble avsperret, resterende poleringsmiddel ble fjernet og avsnittet ble polert igjen slik som en vaktsmester typisk ville gjøre på følgende måte: Støv på gulvet ble moppet for fjerning av løst smuss ved påføring av en 1:1 vandig løsning av "Step-Off" ved hjelp av en strengmopp i en mengde på ca. 24 5 cm 2/l. Etter en bløteperiode på 5 minutter ble gulvet skrubbet med en ca. 41 cm sort gulv-pussepute "Scotch Brite Slim Line Floor Pad" nr. 61-6520-0101-0 på en gulvmaskin med 3 00 omdr./min. (Mercury Floor Machines Inc., Englewood, New Jersey, modell H-15-c), det pussete gulv ble overrislet grundig to ganger med dampmopping med rent vann og fikk tørke. Det pussete gulv ble inndelt i avsnitt på ca. 1,8 meter vinkelrett på den vanlige retning for trafikken i korridoren.
På hvert av disse avsnitt ble det påført et strøk av poleringsmidlet som skulle prøves, med en strengmopp, én mengde på ca.
490 cm 2/l. Etter tørking av dette strøk av poleringsmiddel i en time ble et andre strøk påført på samme måte. Poleringsmidlenes utseende ble rangert i begynnelsen og etter 1 og 2 uker sterk trafikk. Resultatene fra disse iakttagelser og andre prøver, oppnådd ved fremgangsmåtene som ble benyttet for å oppnå data i tabell V.A, fremgår av tabell V.B:
Eksempel 7
Lakk og maling.
Polymerlatexen i eksempel 1 ble formulert på følgende måte: Forsøk 7A: Latexen med 4 0% tørrstoffinnhold ble regulert til pH 9 med 14 prosentig, vandig ammoniakk.
Forsøk 7B: Til 100 vektdeler av latexen som var regulert til pH 8,5 med 14 prosentig, vandig ammoniakk, ble det tilsatt en blanding av 9,7 deler vann og 15,3 deler butoksyetanol.
Forsøk 7C: Følgende bestanddeler ble blandet:
Blandingen ble revet i et hurtigdispergeringsapparat (ca. 1250 omdr./min) i 15 min. og tynnet under omrøring med:
Polymerlatex 7 0,4
Nøkkellakk- og -malingegenskaper ble bestemt ved å følge de vanlige fremgangsmåter innen malingindustrien. Resultatene av bestemmelsene på filmer fremstilt av materialene ved påføring på metallplater er angitt i tabell VI.
^ Resultater bestemt på ca. 38,1 mikron tykke filmer som var brent 1 time ved 121°C for prøver av filmen med mindre andre betingelser er angitt.
2' ) Lufttørkete filmer har verdier pa 0,9/0,45.
Data i tabell VI.A viser at latexen i forsøk 7A tørker meget hurtig til full hardhet hvorved det dannes en film som er både hard og elastisk uten hjelp av filmdanningshjelpemiddel. Filmdanningshjelpemiddel senker hardhetsutviklingen og har en skadelig virkning på noen av bestandighetsegenskapene. Brenning er nødvendig for å maksimalisere visse egenskaper. Bestandighetsegenskapene er gode generelt selv om vannfuktings-og alkoholbestandighetsresultatene ikke er så gode som de andre resultater.
Forsøk 7C viser at latexen fra eksempel 1 kan anvendes til fremstilling av pigmenterte filmer med forholdsvis lite filmdanningshjelpemiddel. De fysikalske egenskaper for de dannete filmer er parallell med egenskapene til de upigmenterte filmer. Andre prøver av den dannete film fra forsøk 7C viste: moderat rusting for en prøve som ble eksponert 5 dager i et fuktighets-kabinett, tegn på svikt etter 3 dager i et salttåkekammer og forandring av glansen etter 3 2 timer ved 38°C i et "Cleveland" kondensasjonskabinett som følger:
Eksempel 8
Indre mykgjort polymeremulsjon basert på vinylacetat.
En latex med førstetrinns-, andretrinns- og gjennomsnittlig Tg verdier på henholdsvis 25, 100 og 58°C og Ip-verdier på 17,5 og 12,1 for henholdsvis det første og det andre trinn ble fremstilt på følgende måte:
A. Utstyr.
En 5-liters firehals kolbe ble utstyrt med en kjøler, en effektiv rører, et termometer, tilsetningstrakter og varme-, kjøle- og nitrogenoverrislingsanordninger.
B. Materialsatser.
C. Fremgangsmåte.
Monomersatsene og kolbesatsene ble veiet separat og hver av dem blandet til dannelse av en emulsjon. Initiatorblandingen ble tilberedet og innført i kolben. Effektiv omrøring i kolben ble utført under hele reaksjonen. Reaksjonsvarmen driver kolbe-temperaturen fra 22°C til et maksimum, ca. 60°C i løpet av ca.
7 minutter. Ved maksimumstemperaturen ble tilsetning av monomersats 1 påbegynt med en hastighet på 13 ml/min., og tilsetning av katalysatorløsningen og aktivatorløsningen ble påbegynt som separate matestrømmer med en hastighet på 1 ml/min. Reaksjons-temperaturen ble holdt på ca. 62°C hele tiden. Etter at tilsetningen av halve monomersats 1 var fullført (ca. 22 minutter) ble sats IA blandet med resten av monomerene fra sats 1 og tilsetningen fortsatt. Etter 45 minutter var tilsetningen av denne monomersats (1 + IA) fullstendig, og kolbeinnholdet ble holdt på 62°C i 15 minutter. Tilsetning av monomersats 2 ble deretter påbegynt med en hastighet på 13 ml/min. Denne andre tilsetning var fullført i løpet av 1 time, og kolbeinnholdet ble holdt på 62°C
i 10 minutter mens tilsetningen av katalysator- og aktivator-satsene ble fullført. Reaksjonsblandingen ble holdt på 62°C i ytterligere 15 minutter og fikk deretter kjølne til 55°C. Kjede-overføreren ble nå tilsatt hurtig og reaksjonsblandingen holdt på 50-60°C i 15 minutter. Produktet fikk kjølne til romtemperatur og ble pakket.
En prøve av produktlatexen ble nøytralisert til pH 8,5
med ammoniakk og viste seg å ha en viskositet på 4 0 cP (2 0% tørrstoff, Brookfield Synchro-Lectric viskosimeter modell LVl, spindel 1 ved 60 omdr/min.) og en MFT under 15°C. En film av denne prøve hadde en hardhet på 17 KHN.
Eksempel 9
Indre mykgjort polymeremulsjon med et syreinneholdende sistetrinn.
En latex med førstetrinns, andretrinns og gjennomsnittlig T -verdi på henholdsvis 28, 112 og 65°C og Ip-verdi på 17,5 og 14,5 for henholdsvis det første og det andre trinn, ble fremstilt ved å anvende samme utstyr som i eksempel 8 og en liknende fremgangsmåte som følger:
Materialsatser.
Fremgangsmåte
1. Kolben ble chargert og temperaturen ble regulert til 20-22°C, og det ble overrislet med l^.
2. Sats 1 ble fremstilt og 231 g innført i kolben.
3. Maleinsyreanhydrid i vann og metakrylsyre (sats IA) ble tilsatt til resten av monomersats 1, og det emulgert.
4. Initiator ble tilsatt og ^ overrisling ble avslått.
5. I løpet av mange minutters initiatortilsetning opptrådte en eksoterm reaksjon med temperaturtopp på 55-60°C. 6. Ved temperaturtoppen ble tilsetning av monomersats 1 og halvdelen av katalysatoren og aktivatoren påbegynt. Temperaturen fikk stige til 62°C og ble holdt på 62°C under hele tilsetningen. 7. Tilsetningen av sats 1 tok 4 0-4 5 minutter. Etter at sats 1 og halvparten av katalysatoren og aktivatoren var blitt tilsatt ble systemet holdt på 62°C i 20 minutter. 8. Etter 20 minutter begynte tilsetning av sats 2 og av katalysator og aktivator. 9. Tilsetning av sats 2 tok ca. 55 minutter mens tilsetning av katalysator og aktivator tok ytterligere 10 minutter.
10. Temperaturen ble holdt på 62°C i 30 minutter.
11. Etter dette tidsrom ble det avkjølt til 55°C, og kjedeover-føreren ble tilsatt, hvoretter temperaturen ble holdt 10 minutter før avkjøling i romtemperatur. 12. Ved romtemperatur ble pH regulert til 4,5-5,0 med 10 pro^ sentig, vandig NH^HCO^-løsning.
En prøve av latexen hadde en viskositet på 19 cP (20% tørrstoff, Brookfield Synchro-Lectric viskosimeter modell LVl, spindel 1 ved 60 omdr/min) og en MFT på 37°C. En film dannet av denne prøve hadde en hardhet på 14 KHN. Ved tilsetning av 1% Zn<2+>
(som Zn(NH^)^(HCO^)2) regnet av polymertørrstoffet, slik som ifølge US-patentskrift 3.3 28.3 25, var filmens hardhet 15,5 KHN.
Eksempel 10
Virkning av nivået av hydrofil monomer.
Ved å følge fremgangsmåten i eksempel 9 ble det fremstilt
en gruppe polymeremulsjoner som hadde de sammensetninger som er angitt i tabell VII. Av disse emulsjoner ble det fremstilt gulvpoleringsmidler ved å blande bestanddelene i følgende resept:
Hvert gulvpoleringsmiddel ble påført og prøvet ifølge metodene som er beskrevet i eksempel 6. Resultatene er angitt i tabell VII hvor de gode poleringsmiddelsegenskaper til 10D og 10E fremgår.
"AC-392" ble fremstilt med 35% tørrstoff slik som angitt nedenfor, og ble tynnet til 15% tørrstoff med vann.
De fem første bestanddeler ble tilsatt til dannelse av et 50 prosentig konsentrat i en trykkreaksjonsbeholder hvor det ble foretatt omrøring. Omrøring ble påbegynt, det ble oppvarmet til 95°C med åpen ventil. Ventilen ble lukket og oppvarming ble fortsatt til 150°C i h time. 43 deler vann ved 95°C ble tilsatt til reaksjonsbeholderen mens temperaturen var på 150°C, og det ble deretter avkjølt til romtemperatur under omrøring så hurtig som mulig. 500 ppm formaldehydkonserveringsmiddel ble tilsatt.
Eksempel 11
Virkning av syrevariasjoner.
Ifølge fremgangsmåten i eksempel 9 ble det fremstilt en gruppe polymeremulsjoner som er angitt i tabell VIII. Av disse emulsjoner ble det fremstilt gulvpoleringsmidler som ble prøvet slik som beskrevet i eksempel 10. Resultatene av disse prøver er angitt i tabell VIII hvor det fremgår at eksempel 11A ikke har utpregete svakheter og at kopolymerene hvor det anvendes maleinsyreanhydrid ikke er uklare.
Eksempel 12
Variasjoner av forholdet mellom første trinn og siste trinn.
Ved fremgangsmåten ifølge eksempel 9 ble det fremstilt polymeremulsjoner som hadde et område av vektforhold mellom første og siste trinn som er vist i tabell IX. Sammensetningen av det første trinn for hver var EA/VAc/VOH/MAn/MAA = 11/7 5,6/11,2/0,8/ 1,4 og hadde en T (1) på 27,7°C og en Ip(l) på 17,5. Det siste trinn av hver var polystyxen som hadde en Tg(2) på 100 oC og en Ip(2) på 12,1. Ip(l) - Ip(2)-verdien for hver latexpolymer var således 5,4. Av disse emulsjoner ble det fremstilt gulvpoleringsmidler som ble prøvet slik som beskrevet i eksempel 6 og 10. Prøveresultatene fremgår av tabell IX.
Eksempel 13
Maleinsyreanhydrid/ metakrylsyrenivåer.
Ved fremgangsmåten ifølge eksempel 9 ble det fremstilt polymeremulsjoner med et område for maleinsyreanhydrid- og metakrylsyrenivåer i det første trinn som vist i tabell X. Hvert siste trinn var polystyren og utgjorde 50 vektsprosent av polymeren. Polymeren i forsøk 13A var den samme som i forsøk 11A. Idet forskjellene i sammensetning var forholdsvis små, avvek T - verdiene og Ip-verdiene for de andre tre polymerer lite fra tilsvarende for forsøk 13A. Poleringsmidler fremstilt av disse emulsjoner ble prøvet slik som i eksempel 6 og 10, og ga de ytelsesresultater som er angitt i tabell X. Det ble oppnådd et bredt område av fjernbarhet og vaskemiddelbestandighet, som var bemerkelsesverdig på bakgrunn av polymerens vinylacetat-innhold.
Eksempel 14
Syre i det siste trinn.
Poleringsmidlet i forsøk 14A ble fremstilt av samme polymerlatex som poleringsmidlet i forsøk 11A. En film av denne polymer viste seg å ha et Knoop-hardhetstall på 10. Poleringsmidlet i forsøk 14B ble fremstilt av polymerlatexen i eksempel 9 og ble fornettet med 1% Zn 2+, regnet av polymertørrstoffet, tilsatt som Zn(NH3)4(HC03)2. Poleringsmidlet i forsøk 14C ble fremstilt av en prøve av polymerlatexen i forsøk 6A, tabell V.A, anmerk-ning 1. En film av denne polymer hadde KHN på 13. Disse poleringsmidler ble prøvet som i eksempel 6 og 10. Resultatene fremgår av tabell XI. Bemerk den oppnådde balanse mellom fjernbarhet og vaskemiddelbestandighet mens det høye nivå i andre egenskaper ble opprettholdt.

Claims (18)

1. Latex av indre mykgjorte addisjonspolymerpartikler, for anvendelse for beleggsmaterialer, klebemidler og bindemidler, inneholdende (A) en tidligtrinnspolymer og (B) en seneretrinnspolymer dannet ved polymerisasjon i nærvær av en emulsjon av polymerpartikler som inneholder polymeren (A), idet hver av polymerene (A) og (B) utgjør minst 10 vekt% av polymermengden i partiklene, karakterisert ved at polymeren (A) inneholder minst 10 vekt% av enheter dannet av hydrofile monomerenheter hvorav minst 10 vekt% er ikke-ioniske, og polymeren (B) er mindre hydrofil enn polymeren (A), og at enten (i) polymeren (B) har høyere Tg enn polymeren (A) og minst 0,5% av de hydrofile enheter i polymeren (A) er ioniske og interpenetreringsparameteren til polymeren (A) er høyst 8 enheter større enn for polymeren (B), idet polymeren (A) inneholder enheter dannet av monoetylenisk umettede monomerer, eller (ii) polymerpartiklene har en Tg på over 15°C mens latexen har en viskositet på under 5000 cP målt med 20 vekt% tørrstoff-innhold over et pH-område på fra 4 til 10 og har en minimumfilmdanningstemperatur som er mer enn 5°C lavere enn polymerpartiklenes beregnete Tg.
2. Latex i samsvar med krav 1, karakterisert ved at polymerpartiklenes beregnete Tg er over 20°C.
3. Latex i samsvar med krav 1 eller 2, hvor viskositeten er under 5000 cP og polymerpartiklene har en Tg på over 30°C, karakterisert ved at latexpolymeren er slik at en film dannet av denne får et Knoop-hardhetstall på minst 5.
4. Latex i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at av de hydrofile enheter er fra 0,5 til 90 -vekt% sure eller basiske enheter, og at latexen har en viskositet på under 150°C.
5- Latex i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at viskositeten er under 40 cP, at latexpolymeren er slik at en film dannet av denne får et Knoop-hardhetstall på minst 8, og at polymeren (A) inneholder ioniske enheter av karboksylgrupper.
6. Latex i samsvar med krav 5, hvor viskositeten er under 10 cP, karakterisert ved at fra 50 til 90% av de hydrofile enheter stammer fra monomerenheter av hydroksyalkylester av o,6 umettet syre.
7. Latex i samsvar med krav 6, karakterisert ved at enhetene i addisjonspolymeren stammer fra akrylat-, metakrylat-, vinylester- og/eller vinylaromatiske monomerer.
8. Latex i samsvar med krav 3, hvor hver av polymerene (A) og (B) utgjør minst 3 0 vekt% av latexpolymeren og latexens viskositet er under 150cP, karakterisert ved at polymeren (A) inneholder fra 10 til 70 vekt% hydrofile enheter, og at polymeren (B) har en beregnet T på minst 10°C over den beregnete T for polymeren (A).
9. Latex i samsvar med krav 8, karakterisert ved at minimumsfilmdanningstemperaturen er høyst 18°C, at en film dannet av latexpolymeren får et Knoop-hardhetstall på minst 5, at den beregnete T for polymeren (A) er høyst 40°C og at polymeren (B) er hardere enn polymeren (A).
10. Latex i samsvar med krav 9, med viskositet på under 40 cP, karakterisert ved at Knoop-hardhetstallet for en film dannet av latexpolymeren blir minst 8, at T for polymeren (A) er høyst 5°C og at T for polymeren (B) er minst 75°C.
11. Latex i samsvar med krav 10, hvor viskositeten er under 10 cP og hver av polymerene (A) og (B) utgjør minst 40 vekt% av latexpolymeren, karakterisert ved atTg f°r polymeren (A) er høyst -10°C, og at Tg for polymeren (B) er minst 100°C.
12. Latex i samsvar med krav 11, karakterisert ved at av de hydrofile enheter er minst 0,5 vekt% dannet av karboksylsyremonomerer.
13. Latex i samsvar med krav 12, karakterisert ved at latexpolymeren inneholder enheter av én eller flere av følgende monomerer: akrylatestrer, metakrylatestrer, vinylestrer samt vinylaromatiske monomerer.
14. Latex i samsvar med krav 13, karakterisert ved at enhetene i polymeren (A) omfatter fra 65 til 85 vekt% (C1~C4)-alkylakrylat-, (C-^-C^)-alkylmetakrylat- og/eller styrenenheter, fra 5 til 10 vekt% akrylsyre-, metakrylsyre- og/eller itakonsyreenheter og fra 10 til 25 vekt% hydroksy-(C1"C4)-alkylmetakrylat- og/eller hydroksy-(C-^-C^)-alkylakrylatenheter, og at enhetene i polymeren (B) omfatter metylmetakrylat- og/eller styrenenheter.
15. Latex i samsvar med krav 13, karakterisert ved at enhetene i polymeren (A) omfatter fra 50 til 85 vekt% vinylacetatenheter, fra 1 til 10 vekt% akryl-, metakryl-, itakon-og/eller maleinsyreenheter og fra 8 til 2 5 vekt% vinylalkoholenheter, og at enhetene i polymeren (B) omfatter fra 100 til 70 vekt% metylmetakrylat- og/eller styrenenheter og fra 0 til 30 vekt% sure enheter.
16. Latex i samsvar med krav 15, karakterisert ved at enhetene i polymeren (A) omfatter fra 1 til 4 vekt% syreenheter hvorav fra 0,2 til 2 vekt% er enheter av maleinsyre, fra 0 til 20 vekt% (C^-C^)-alkylakrylatenheter, fra 65 til 80 vekt% vinylacetatenheter og fra 10 til 2 0 vekt% vinylalkoholenheter, og at enhetene i polymeren (B) omfatter fra 10 til 20 vekt% syreenheter .
17. Latex i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at interpenetreringsparameteren til polymeren (A) er minst fra 1 til 6 enheter høyere enn for polymeren (B) .
18. Anvendelse av latexen ifølge et av kravene 1-17 i et vandig poleringsmateriale som er i stand til å danne et belegg som har et Knoop-hardhetstall på minst 0,5.
NO780888A 1977-03-17 1978-03-14 Latex av indre mykgjorte addisjonspolymerpartikler og anvendelse av denne i et vandig poleringsmateriale. NO155667C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US77881977A 1977-03-17 1977-03-17
US05/876,285 US4150005A (en) 1977-03-17 1978-02-09 Internally plasticized polymer latex

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO780888L NO780888L (no) 1978-09-19
NO155667B true NO155667B (no) 1987-01-26
NO155667C NO155667C (no) 1987-05-06

Family

ID=27119510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO780888A NO155667C (no) 1977-03-17 1978-03-14 Latex av indre mykgjorte addisjonspolymerpartikler og anvendelse av denne i et vandig poleringsmateriale.

Country Status (15)

Country Link
JP (1) JPS53130785A (no)
AU (1) AU519584B2 (no)
CA (1) CA1117677A (no)
CH (1) CH629234A5 (no)
DE (1) DE2811481A1 (no)
DK (1) DK119978A (no)
ES (1) ES468711A1 (no)
FI (1) FI64175C (no)
FR (1) FR2383971A1 (no)
GB (2) GB1597611A (no)
IT (1) IT1156923B (no)
NL (1) NL186168C (no)
NO (1) NO155667C (no)
NZ (1) NZ186685A (no)
SE (1) SE444441B (no)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54137031A (en) * 1978-04-17 1979-10-24 Mitsui Toatsu Chem Inc Vinyl polymer emulsion for adhesives
US4325856A (en) * 1980-01-02 1982-04-20 The Dow Chemical Company Sequential emulsion polymerization process
US4469825A (en) * 1983-03-09 1984-09-04 Rohm And Haas Company Sequential heteropolymer dispersion and a particulate material obtainable therefrom, useful in coating compositions as an opacifying agent
US4517330A (en) * 1983-03-30 1985-05-14 Rohm And Haas Company Floor polish composition having improved durability
DE3405651A1 (de) * 1984-02-17 1985-08-22 Röhm GmbH, 6100 Darmstadt Pulverfoermige emulsionspolymerisate und verfahren zu ihrer herstellung
JPH0678497B2 (ja) * 1988-05-12 1994-10-05 日本ペイント株式会社 水性塗料組成物
US4942086A (en) * 1988-09-09 1990-07-17 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Two-stage heat resistant binders for nonwovens
CA2101957A1 (en) * 1992-08-18 1994-02-19 Samuel J. Makower Acrylic thermoplastic elastomer
IL109304A0 (en) * 1993-05-07 1994-07-31 Rohm & Haas Production of a multi-staged latex and its use in coatings
GB9408748D0 (en) * 1994-05-03 1994-06-22 Zeneca Resins Bv Production of aqueous polymer compositions
US6136903A (en) * 1997-10-09 2000-10-24 Avery Dennison Corporation Repulpable, pressure-sensitive adhesive compositions
DE102005037113A1 (de) * 2005-08-03 2007-02-08 Basf Ag Verwendung einer thermisch härtbaren wässrigen Zusammensetzung als Bindemittel für Substrate
CN102639653B (zh) * 2010-01-18 2014-01-22 星光Pmc株式会社 水性印刷油墨用水性分散液及水性印刷油墨
WO2012130712A1 (de) * 2011-03-30 2012-10-04 Basf Se Wässrige mehrstufige polymerisatdispersion, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung als bindemittel für die beschichtung von untergründen
JP5840946B2 (ja) * 2011-12-27 2016-01-06 ヘンケルジャパン株式会社 フロアーポリッシュ用添加剤
EP2894189B1 (en) 2012-09-07 2020-11-18 Mitsubishi Chemical Corporation Acrylic film, method for producing same, laminate film, laminated injection molded article, and method for producing rubber-containing polymer
CN109281225A (zh) * 2017-07-21 2019-01-29 陶氏环球技术有限责任公司 具有多价金属离子的乳胶调配物

Also Published As

Publication number Publication date
FI780783A (fi) 1978-09-18
IT1156923B (it) 1987-02-04
GB1597612A (en) 1981-09-09
ES468711A1 (es) 1980-05-16
DK119978A (da) 1978-09-18
CH629234A5 (en) 1982-04-15
DE2811481C2 (no) 1988-09-01
NO155667C (no) 1987-05-06
SE444441B (sv) 1986-04-14
SE7802931L (sv) 1978-10-30
JPS53130785A (en) 1978-11-15
JPS63450B2 (no) 1988-01-07
NL186168C (nl) 1990-10-01
NO780888L (no) 1978-09-19
DE2811481A1 (de) 1978-09-21
GB1597611A (en) 1981-09-09
FI64175B (fi) 1983-06-30
NL186168B (nl) 1990-05-01
NL7802937A (nl) 1978-09-19
FR2383971B1 (no) 1982-03-05
CA1117677A (en) 1982-02-02
FI64175C (fi) 1983-10-10
NZ186685A (en) 1980-10-08
AU519584B2 (en) 1981-12-10
FR2383971A1 (fr) 1978-10-13
IT7867586A0 (it) 1978-03-16
AU3422178A (en) 1979-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4150005A (en) Internally plasticized polymer latex
NO155667B (no) Latex av indre mykgjorte addisjonspolymer-partikler og anvendelse av denne i et vandig poleringsmateriale.
CN104105727B (zh) 在零或低voc涂料组合物中有用的胶乳粘合剂
NO304434B1 (no) Vandig belegningsmateriale
AU2012312653B2 (en) Hydroxyethyl cellulose grafted acrylic latex
JP3963498B2 (ja) エマルションポリマー組成物
US3247141A (en) Emulsion polishes comprising polyethylene, wax and resin
KR101861018B1 (ko) 이염방지제 조성물 및 이를 이용한 도배 방법
NO180087B (no) Anvendelse av en vandig, kationisk plastdispersjon for impregnering og grunning av absorberende mineralsubstrater
JP2533974B2 (ja) 被覆材組成物
CN102432727A (zh) 水性涂料组合物
CN115551939B (zh) 乳胶组合物、水性涂剂以及乳胶组合物制造方法
US3457208A (en) Alkaline floor polish containing polyvalent metal chelate
JP2004051879A (ja) 防汚加工剤
JPS60137906A (ja) 水性樹脂組成物
JPS62277474A (ja) エマルション塗料組成物
JPS60219274A (ja) 艶出し用水性組成物
WO2010146028A1 (en) Autoxidisable aqueous coating compositions
JPH08283611A (ja) 路面標示用水性塗料
CA1127338A (en) Internally plasticized polymer latex
NO782913L (no) Polymermateriale.
JP3179708B2 (ja) 塗料組成物
JP2802037B2 (ja) 被覆材組成物
JP2725685B2 (ja) 被覆材組成物
JP2001254069A (ja) 防汚加工剤