DE1049871B - Dispergiermittel mit Schutzkolloideigenschaften - Google Patents

Description

Es ist bekannt, durch Polymerisation von ungesättigten monomeren Verbindungen, wie z. B. Vinylestem oder Acrylestern, in Gegenwart wäßriger Lösungen hochmolekularer Substanzen, z. B. von Polycarbonsäureamiden, _r Polycarbonsäuren, ihren Salzen, verseiften und

teüweisg^jygigeiltejL^ptjyHfeig^li^^^^^^¹^» verseiftem VoiyWyJmtrüTPolvvinyUactamen und Naturprodukten, wie Starke, Dextrin, Gummiarabikum, Tragant, Gelatine u. dgl... Polvmerisatdispersionen herzustellen. Man hat solche wasserlöslichen kolloide auch ganz allgemein zur Herstellung von wäßrigen Dispersionen bzw. Emulsionen von mit Wasser nicht mischbaren Stoffen verwendet. Obwohl die genannten Stoffe in manchen Fällen dem Verwendungszweck genügen, ist ihr jeweiliger Anwendungsbereich, verursacht durch oft unerwünschte Nebenerscheinungen, .eingeengt.

Mit vielen dieser Kolloide, z. B. Polymethacrylamid, Polyacrylamid oder Stärke, lassen sich zwar Polymerisatdispersionen hersteüen, doch sind diese nicht sehr beständig und sitzen alsbald ab. Andere, z. B. Polycarbonsäuren, wie Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, deren Mischpolymerisate, und ihre Salze, verseifte und teilweise verseifte Polycarbonsäureester und verseiftes Polyacrylnitril, werden durch Zusatz von Säuren aus ihrer wäßrigen Lösung ausgefloekt. Bei der Herstellung der Dispersionen bzw. Emulsionen ist deshalb ein Zusatz von Puffersubstanzen erforderlieh, die späterhin zu einer stärkeren Wasserempfindlichkeit von Anstrichfilmen führen, die aus solchen Emulsionen bzw. Dispersionen hergestellt werden. Ein,großer Nachteil dieser Dispersionen besteht außerdem darin, daß sie nicht mit anderen Dispersionen, die sauer eingestellt sind, abgemischt werden können, da in diesem Falle Koagulation eintritt. Das bedeutet eine wesentliche Beschränkung ihrer Anwendbarkeit. Produkte, wie Polyvinyllactame, ergeben grobteUigere Polymerisatdispersionen, was sich ebenfalls nachteilig auf die Wasserempfindlichkeit von Filmen auswirkt, während Produkte, wie Stärke und Dextrin, in den meisten Fällen zu starken Trübungserscheinungen in Filmen, die aus entsprechenden Dispersionen hergestellt wurden, führen. Schließlich werden Naturprodukte, wie Stärke, Dextrin oder Gelatine, leicht von Mikroorganismen angegriffen, worunter die Stabilität und damit die Lagerbeständigkeit von Dispersionen und Emulsionen leidet, die diese Stoffe enthalten.

Es wurde nun gefunden, daß wasserlösliche Mischpolymerisate aus Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid und Acrylsäuremethylester bzw. Acrylsäureäthylester vorzügliche Dispergier- bzw. Emulgiermittel und Schutzkolloide für mit Wasser nicht mischbare Stoffe sind und sich zur Herstellung von beständigen wäßrigen Dispersionen bzw. Emulsionen von mit Wasser nicht mischbaren Stoffen eignen. Man erhält mit Hilfe der genannten Mischpolymerisate feindisperse, nicht absitzende und

Dispergiermittel
mit Schutzkolloideigenschaften

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Dr. Hans Fikentscher,
Dr. Hans Wilhelm, Ludwigshafen/Rhein,

und Dr. Klaus Holzer, Ludwigshafen/Rhein-Oppau,
sind als Erfinder genannt worden

latexartige Emulsionen oder Dispersionen der mit Wasser nicht mischbaren Stoffe. Die Mischpolymerisate sollen 8 bis 50% Acrylsäuremethyl- oder Acrylsäureäthylester und 92 bis 50% Acrylsäureamid und Methacrylsäureamid enthalten, wobei von keinem der beiden Amide weniger als 10% vorhanden sein sollen. Außer den genannten· Monomeren können die Mischpolymerisate zusätzlich geringe Mengen — bis zu etwa 5% — an anderen polymerisierbaren carboxylgruppenfreien Substanzen enthalten.

Die Herstellung der Amid- und Estergruppen enthaltenden Mischpolymerisate ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung B 39542 IVb/39c. Sie sollen in l%iger wäßriger Lösung zweckmäßig einen K-Wert von

mindestens 30 (nach Fikentscher, Cellulosechemie, 13 [1932], 58) besitzen.

Von besonderem Interesse sind die neuen Schutzkolloide für die Polymerisation von in Wasser unlöslichen, ungesättigten Verbindungen in wäßrigem Medium.

₊o Derartige ungesättigte Verbindungen sind z. B. Vinylester organischer Säuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylhalogenide, aromatische Vinylverbindungen, wie Styrol, seine Homologen und Derivate, Vinylketone sowie deren Mischungen untereinander' und mit anderen Verbindungen, z. B. Mono- und Dicarbonsäuren, deren Salzen, Estern und Amiden, ungesättigten Nitrilen, Alkoholen oder Kohlenwasserstoffen.

Mit Wasser nicht mischbare Stoffe, die sich mit Hilfe der neuen Schutzkolloide bzw. Emulgier- oder Dispergiermittel in wäßrige Dispersionen bzw. Emulsionen überführen lassen, sind z. B. öle, Fette, Wachse, Kohlenwasserstoffe, hochmolekulare Verbindungen, wie Nitrocellulose, Kondensationsprodukte aus Dicarbonsäuren und Polyalkoholen, Lösungen dieser Stoffe in organischen

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.Lösungsmitteln sowie organische und anorganische keit, die aus solchen Dispersionen hergestellten Filme

Pigmente u. dgl. durch Umsatz mit Formaldehyd oder mit solchenMethylol-

Zweckmäßigerweise werden die neuen Schutzkolloide gruppen enthaltenden Kondensaten hinsichtlich ihrer

in Mengen von 1 bis 6%, bezogen auf die mit Wasser Wasserresistenz noch erheblich zu verbessern.

nicht mischbaren Verbindungen, verwendet, doch können 5 Wegen des weiten Anwendungsbereiches lassen sich

auch geringere Mengen, z. B; 0,05% oder mehr als 6%, mit den neuen Schutzkolloiden Emulsionen und Dis-

benutzt werden. Selbstverständlich können, falls er- persionen für die verschiedensten Zwecke herstellen,

■wünscht, noch andere Emulgier- und Dispergiermittel z. B. Dispersionen bzw. Emulsionen für Anstrichzwecke,

zusammen mit diesen..neuen: wasserlöslichen Misch- für die Textilindustrie, z.B. für Imprägnierungen,

polymerisaten verwendet werden. Die Herstellung von io Präparationen, Appreturen und Schlichten, für Überzüge

Polymerisatemulsionen.bzw.-dispersionen mit Hilfe der für die verschiedensten Stoffe, für Klebemittel und

neuen Schutzkolloide wird unter Verwendung der üblichen Spachtelmassen, für pharmazeutische und kosmetische

Polymerisationskatalysatoren nach bekannten Verfahren Zwecke sowie zum Pflanzenschutz und für Desinfektions-

durchgeführt, indem man 2. B. die Monomeren in die zwecke.

wäßrige Lösung von Schutzkolloid und Katalysator 15 Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile, einlaufen läßt oder mit der gesamten Menge der Schutzkolloidlösung und der Gesamtmenge der Monomeren Beispiel 1
vermischt. :..:..

Es ist überraschend und war nicht vorauszusehen, daß . In einem Rührkessel, der mit einem Rückflußkühler

die Mischpolymerisate aus Acrylsäureamid, Methacryl- ao versehen ist, werden 25 Teile Wasser, 1,0 Teil eines

säureamid und Acrylsäuremethylester bzw. Acrylsäure- - Mischpolymerisates aus 40 Teilen Acrylsäuremethylester,

äthylester ifl so hervorragendem Maße zur Herstellung 40 Teilen Methacrylsäureamid und 20 Teilen Acrylsäure-

wäßriger Polymerisatdispersionen aus wasserunlöslichen amid mit einem K-Wert von 70 nach Fikentscher

polymerisierbaren Verbindungen sowie zur Herstellung sowie 0,125 Teilen Natriumpersulfat vorgelegt. Nach

von- Emulsionen und Dispersionen mit Wasser nicht 25 Aufheizen des Kesselinhaltes auf 70⁰C läßt man unter

mischbarer Stoffe geeignet sind. Die einzelnen Kompo- * Rühren 25 Teile Vinylpropionat so zufließen, daß die

nenten dieser Mischpolymerisate, für sich allein poly- Innentemperatur 90⁰C nicht übersteigt. Nach beendetem

merisiert, also PolymethasfylaiBidj- Polyacrylamid und Zulauf hält man den Inhalt des Kessels noch 1 Stunde

Polyacrylsäuremethyl- oder *äthylester oder je zwei dieser auf 80 bis 90⁰C; dann läßt man unter Rühren abkühlen.

Komponenten miteinander polymerisiert, z. B. Meth- 30 Man erhält eine glatte, pastöse Dispersion, die sehr

acrylamid und Aciylsäurepiethylester, Acrylsäureamid , stabil ist, beim Auftrocknen glasklare, glänzende Filme

und- Acrylsäuremethylester-'oder Methacrylsäureamid mit hoher Wasserfestigkeit ergibt und sich besonders für

und Acrylsäureamid, besitzen entweder keine oder nur Anstrichzwecke eignet,
eine—geringfügige Emulgier--bzw; Dispergierwirkung.

So lassen sich mit diesen genannten Polymerisaten und 35 Beispiel 2
Mischpolymerisaten ohne weitere Zusätze keine stabilen

Polyyinylpropionatdispersionen herstellen, während dies In einem druckfesten Kessel werden 25 Teile Wasser, mit den neuen Schutzkolloiden, möglich ist. 1,5 Teile eines Mischpolymerisates aus 37,5 Teilen Acryl- -^ Auf Grund ihrer Zusammensetzung übertreffen sie säuremethylester, 37,5 Teilen Methacrylsäureamid und hinsichtlich des Anwendungsbereiches die bisher be- 40 25 Teilen Acrylsäureamid mit einem K-Wert von 97,5 kannten Dispergier- bzw. Emulgiermittel und besitzen nach Fikentscher sowie 0,125 Teilen Kaliumpersulfat eine-hohe Ausgiebigkeit. Da sie auch in sauren pn- auf 7O⁰C aufgeheizt. Zu dieser Lösung werden 25 Teile Bereich nicht ausfallen, sind Vorsichtsmaßnahmen, wie eines Gemisches aus 70 Teilen Vinylacetat und 30 Teilen Zusätze von Puffersubstanzen, nicht erforderlich. Emul- Vinylchlorid unter Rühren so zugeführt, daß die Innensionen bzw. Dispersionen, die unter Verwendung der 45 temperatur 90⁰C nicht übersteigt. Nach beendetem neuen Schutzkolloide hergestellt werden, können ohne , Zulauf wird die Temperatur des Kesselinhaltes noch weiteres mit solchen Emulsionen abgemischt werden, die 1 Stunde bei 90⁰C gehalten. Man erhält eine glatte, einen sauren ps-Wert aufweisen. Dies ist für viele An- pastöse Dispersion, die sich hervorragend als Appreturwendungen von großem Vorteil. Mit den meisten film- mittel für Textilien eignet,
bildenden Substanzen sind die Mischpolymerisate aus 50

Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid und Acrylsäure- Beispiel 3
methyl- bzw. -äthylester hochverträglich, so daß man beim

Auftrocknen solcher Dispersionen in fast allen Fällen sehr Eine Mischung aus 100 Teilen Paraffin vom Schmelzklare Filme erhält. punkt 42 bis 46° C und 100 Teilen einer 2,5°/₀igen wäßrigen

Bei der Herstellung von Polymerisatdispersionen in 55 Lösung eines Mischpolymerisates aus 40 Teilen Acryl-

wäßrigen Lösungen dieser- Amid- und Estergruppen säuremethylester, 30 Teilen Methacrylsäureamid, 30Teilen

enthaltenden Schutzkolloide erhält man besonders fein- Acrylsäureamid und 3 Teilen vinylsulfonsaurem Natrium

disperse Teilchen. Dies bewirkt in Verbindung mit der mit einem K-Wert von 98 wird auf 60° C erhitzt, bei dieser

Hochverträglichkeit eine wesentlich geschlossenere Film- Temperatur gut gerührt und sodann unter Rühren

oberfläche, die eine erheblich geringere Wasserempfind- 60 abgekühlt,

lichkeit der Filme zur Folge hat. Man erhält eine leicht verstreichbare Paraffinemulsion,

Gegenüber Dispersionen bzw. Emulsionen, die unter die z. B. als Zusatz zu Hydrophobierungsmitteln für

Verwendung von Naturprodukten, wie Stärke, Dextrin, Textilzwecke geeignet ist.
Gelatine usw., hergestellt wurden, zeichnen sich die

neuen Dispersionen außerdem durch eine erhöhte 65 Beispiel 4
Widerstandsfähigkeit gegen- Mikroorganismen aus.

. Da die neuen Emulgier-, Dispergiermittel und Schutz- Eine Mischung -aus 100 Teilen Olivenöl, 95 Teilen

kolloide wegen ihrer reaktiven Amidgruppen mit Form- Wasser und 5 Teilen eines Mischpolymerisates aus

aldehyd oder Methylolgruppen enthaltenden Formaldehyd- 40 Teilen Acrylsäuremethylester, 30 Teilen Methacryl-

kondensaten reagieren» besteht die vorteilhafte Möglich- 70 säureamid und 30 Teilen Acrylsäureamid wird gut

gerührt. Man erhält so eine stabile, pastöse Olivenölemulsion.

Beispiel 5

100 Teile eines Kondensationsproduktes aus Phthalsäure, Glyzerin und Leinölfettsäure werden bei etwa 60⁰C mit 100 Teilen einer 20%igen wäßrigen Lösung eines Mischpolymerisates aus 40 Teilen Acrylsäuremethylester, 30 Teilen Methacrylsäureamid und 30 Teilen Acrylsäureamid verrührt. Man erhält eine pastöse Emulsion, die sich gut verstreichen läßt und als Anstachbindemittel geeignet ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch·.

   Verwendungvonwasserlöslichen Mischpolymerisaten aus 8 bis 50% Acrylsäuremethyl- oder Acrylsäureäthylester und 92 bis 50% Acrylsäureamid und Methacrylsäureamid, die von keinem der genannten Amide weniger als 10% enthalten, als Dispergiermittel mit SchutzkoUoideigenschaften für mit Wasser nicht mischbare Stoffe im wäßrigen Medium.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 822 263.

   © 80&74J/45S 1.59