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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Bindemittelharz, welches für
polyolefinische Harze, z. B. Polypropylen, Polyethylen, Ethylen-Propylen-Copolymer,
Ethylen-Propylen-Dien-Copoly-mer
etc., anwendbar ist. Genauer gesagt, betrifft sie eine Primer-,
Lack- bzw. Anstrich-, Tinten- und Haftzusammensetzung, welche zum Zweck
des Schutzes oder der schönen
Verzierung von polyolefinischen Harzformstücken, Folien etc., einzusetzen
ist.
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Aufgrund der hohen Produktivität und des
breiten Freiheitsgrades des Designs sowie vieler anderer Vorteile
des leichten Gewichtes, der Rosthemmung, der Schlagfestigkeit etc.,
werden in den letzten Jahren Kunststoffe sehr häufig als Materialien für Kraftfahrzeugteile,
elektrische Teile, Baumaterialien, Nahrungsverpackungsfolien etc.
verwendet. Vor allem werden Polyolefinharze aufgrund ihres geringen
Preises, ihrer vielen ausgezeichneten Eigenschaften, wie der Formbarkeit,
chemischen Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit,
Wasserbeständigkeit
und guten elektrischen Charakteristika in breitem Umfang als industrielle
Materialien verwendet und stellen eines der Materialien dar, deren
Bedarfsnachfrage in der Zukunft am meisten erwartet wird.
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Im Unterschied zu synthetischen Harzen
mit Polarität,
wie Polyurethanharze, Polyamidharze, Acrylharze, Polyesterharze
etc., ist das polyolefinische Harz jedoch nicht polar und kristallin,
was zu Nachteilen der schwierigen Anstreichbarkeit und Adhäsion führt.
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Zum Anstreichen und zur Adhäsion auf
solchem schwierig zu adherierendem polyolefinischem Harz wurde niedrig-chloriertes
Polyolefin, welches eine starke Adhärenz auf polyolefinischem Harz
aufweist, bisher als Bindemittelharz verwendet.
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Zum Beispiel wird in den ungeprüften japanischen
Patentveröffentlichungen
Nrn. Sho 57-36128
und Sho 59-166534, der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho 63-36624
etc. niedrig-chloriertes Polypropylen oder niedrig-chloriertes Propylen-α-Olefin-Copolymer
mit einem Chlorgehalt von 5 bis 50%, das Carbonsäure und/oder Carbonsäureanhydrid
ent hält,
als Lack-Primer- oder Beschichtungsbindemittelharz auf polyolefinischen
Formstücken
vorgeschlagen.
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Außerdem sind eine Zusammensetzung
(ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichungen
Nrn. Hei 4-248845 und 5-25405) mit modifiziertem Copolymer, erhältlich durch
Pfropfcopolymerisieren von α,β-ungesättigtem
Vinylmonomer, enthaltend Hydroxylgruppe auf Styrol-konjugiertem
Dien-Blockcopolymer, gefolgt von einer weiteren Chlorierung, als
wesentliche Komponente, eine Zusammensetzung (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr. Hei 5-25405) mit chloriertem Produkt aus pfropfmodifiziertem
Produkt von Styrol·Isopren-Copolymer
als wesentliche Komponente, eine Zusammensetzung (ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichungen
Nrn. 5-Hei 112750 und Hei 5-112751) mit chloriertem Produkt von
pfropfmodifiziertem Produkt aus statistischem Propylen·Ethylen·α-Olefin-Copolymer
als wesentliche Komponente, etc. ebenfalls vorgeschlagen.
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Obgleich diese Zusammensetzungen
eine gute Adhärenz
auf nur schwierig adherierendem Polyolefin zeigen, sind sie bemerkenswert
schlecht bezüglich
des "Gasohol-Beständigkeitstests", welcher ein Kriterium der
Lösungsmittelbeständigkeit
ist, d. h., bei einem Testverfahren, bei dem eine lackierte Platte
in einer Gasolin/Alkohol-Mischlösung
(Gasohol), erhältlich
durch Hinzusetzen von 10% niederem Alkohol, wie Methanol oder Ethanol,
zu normalem Gasolin, eingetaucht wird, und ob die Lösungsmittelbeständigkeit
gut oder schlecht ist, wird durch den Zeitpunkt beurteilt, bei dem
der auflackierte Film abgelöst
wurde.
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Ebenfalls ist ein Verfahren der Vernetzung
von Carboxylgruppen enthaltendem, chloriertem Polyolefin mit Epoxyharz,
welches in den japanischen Patentveröffentlichungen Nrn. Sho 63-50381
und Hei 01-16414 und der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Hei 8-100032 etc. einzusehen ist, ausgezeichnet bezüglich der
sogenannten Gasolin-Beständigkeit,
wobei nur in normalem Gasolin eingetaucht wird, jedoch schlecht
bezüglich
dem Gasohol-Beständigkeitsverhalten.
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Ferner können solche Beschreibungen
gesehen werden, dass eine Zusammensetzung (ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichungen
Nm. Hei 7-247381 und Hei 7-247382) mit modifiziertem chloriertem
Polyolefin, erhältlich
durch Umsetzen von Carboxylgruppen enthaltendem, chloriertem Polyolefin
mit niedermolekularem Diol oder niedermolekularer Verbindung, enthaltend
Hydroxylgruppe und Aminogruppe, als eine wesentliche Komponente,
und eine Zusammensetzung (ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. Hei 10-158447),
erhalten durch Mischen von Carboxylgruppen enthaltendem, chloriertem
Polyolefin mit Acryl-modifiziertem chloriertem Polyolefin, das mit
Acrylsäureharz
mit einem Glasübergangspunkt
von mehr als 60°C modifiziert
wurde, etc. ausgezeichnet bezüglich
der Gasohol-Beständigkeit
sind, jedoch ist es schwierig zu sagen, ob beide in der Tat die
Gasohol-Beständigkeit
befriedigend erfüllen.
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Die Erfindung sieht eine Primer-Zusammensetzung
mit verbesserter Gasohol-Beständigkeit
und Haftfähigkeit
bzw. Adhärenz
vor, welche für
das Lackieren der Formstücke,
Tafeln etc. von polyolefinischen Harzen brauchbar ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Primer-Zusammensetzung der Erfindung,
welche den vorstehend erwähnten
Gegenstand erfüllt, ist
ein Bindemittelharz für
polyolefinische Harze, umfassend Carboxylgruppen enthaltendes chloriertes
Polyolefin, erhältlich
durch Pfropfcopolymerisieren von mindestens einer Art eines aus
Carbonsäure
und/oder Carbonsäureanhydrid
gewählten,
ungesättigten
Carbonsäuremonomeren
auf Polyolefin (I) in Mengen von 1 bis 10 Gew.-% und dann Chlorieren
bis zu einem Chlorgehalt von 10 bis 30 Gew.-%, und Carboxylgruppen
enthaltendes, chloriertes Polyolefin (II) aufweisen, welches lediglich
nicht mehr als 2% der Komponente mit einem Molekulargewicht von
2 000 oder weniger enthält,
bei der es sich um den niedermolekulargewichtigen Bereich des carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefins handelt, und dass ein Verhältnis von
Mw/Mn, welches das Verhältnis
des gewichtsmittleren Molekulargewichts (Mw) zu dem zahlenmittleren
Molekulargewicht (Mn) ist, von nicht mehr als 4 aufweist, als ein
Hauptbindemittelharz.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Das Polyolefin, welches mit ungesättigter
Carbonsäure
pfropfcopolymerisiert ist, welches die Erfindung betrifft, kann
durch Schmelzen von Polyolefin unter Wärme und, sofern erforderlich,
Senken der Viskosität
und Zersetzen desselben durch thermische Zersetzung, und anschließendes Pfropfcopolymerisieren
von ungesättigtem
Carbonsäuremonomer
aus Carbonsäure
und/oder Carbonsäureanhydrid
in Mengen von 1 bis 10 Gew.-%, satzweise oder kontinuierlich in
Gegenwart eines Radikalerzeugers erhalten werden.
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Als Polyolefine (I) können kristallines
Polypropylen, nicht-kristallines Polypropylen, Propylen-α-olefin-Copolymer
etc. allein oder durch Mischen von zwei oder mehreren Arten verwendet
werden, jedoch können vom
Standpunkt der Verarbeitbarkeit und der Haftfähigkeit vom Bindemittelharz
ein kristallines Polypropylen mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht
von 10 000 bis 150 000, ein Propylen-α-olefin-Copolymer mit einem
gewichtsmittleren Molekulargewicht von 10 000 bis 150 000, in dem
70 bis 97 Mol% Pro pylen-Komponente enthalten sind und die Kohlenstoffatomanzahl
2 oder 4 bis 6 beträgt,
ein Propylen-Buten-Ethylen-Terpolymer mit einem gewichtsmittleren
Molelculargewicht von 10 000 bis 150 000, in dem 70 bis 97 Mol%
Propylen-Komponente, 2 bis 25 Mol% Buten-Komponente und 2 bis 25
Mol% Ethylen-Komponente enthalten sind, oder dergleichen verwendet
werden. Im Falle des Propylen-α-olefin-Copolymers
ist die α-Olefin-Einheit vorzugsweise
mindestens eine Art α-Olefin
mit einer Kohlenstoffatomanzahl von 2 oder 4 bis 6, gewählt z. B.
aus Ethylen, 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 3-Methyl-1-penten und 1-Hexen.
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Wenn das gewichtsmittlere Molelculargewicht
des rohen Polyolefinmaterials (I) unter 10 000 ist, oder die Propylen-Komponente
unter 70 Mol% beträgt,
dann wird die Haftfähigkeit
am polyolefinischen Harz und die Gasohol-Beständigkeit schlecht, und wenn
das gewichtsmittlere Molekulargewicht 150 000 übersteigt, dann wird der Primer
nicht zu feinen Teilchen, wenn er durch Luftsprühen etc. als Lack aufgetragen
wird, wodurch das schöne
Aussehen der lackierten Oberfläche
verdorben wird, was ungünstig
ist. Wenn die Anzahl an Kohlenstoffatomen vom α-Olefin aus Propylen-α-olefin-Copolymer
6 übersteigt,
dann wird die Haftfähigkeit
an Polypropylenharz außerdem
schlecht. Ferner liegt der Propylengehalt vom Propylen-Buten-Ethylen-Copolymer,
was ein Terpolymer ist, vorzugsweise zwischen 70 und 97 Mol%, wie
oben beschrieben, liegt der Butengehalt vorzugsweise bei 2 bis 25
Mol% und liegt der Ethylengehalt vorzugsweise bei 2 bis 25 Mol%.
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Die ungesättigten Carbonsäuremonomeren,
welche für
die Einführung
einer Carboxylgruppe brauchbar sind, schließen Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid,
Fumarsäure,
Itaconsäure, Itaconsäureanhydrid,
Aconitsäure,
Aconitsäureanhydrid
etc. ein, und die Menge an Pfropfcopolymerisation liegt vorzugsweise
bei 1 bis 10 Gew.-% bezüglich
Polyolefin. Wenn sie unter 1% liegt, wird die Gasohol-Beständigkeit
schlecht, und die Haftfähigkeit
gegenüber
oberem Lack wird ebenfalls schlecht. Wenn sie über 10% liegt, wird die Haftfähigkeit
gegenüber
polyolefinischem Harz schlecht, und gleichzeitig wird eine erhöhte Lösungsviskosität aufgrund
der Wasserstoffbindung festgestellt, was zu einer Gelierung bei
der Konservierung (preservation) und zu einer schlechten Bearbeitbarkeit
beim Sprühtrocknen
etc. führt.
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Die Radikalerzeuger, welche für die Pfropfcopolymerisationsreaktion
zwischen Polyolefin (I) und ungesättigtem Carbonsäuremonomer
zu verwenden sind, schließen
z. B. Peroxide, wie Di-tert-butylperoxid, tert-Butylhydroperoxid,
Dicumylperoxid, Benzoylperoxid, tert-Butylperoxidbenzoat, Methylethylketonperoxid und
Di-tert-butyldiperphthalat und Azonitrile wie Azobisisobutyronitril
ein.
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Der Chlorgehalt des carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefins (II), welches in der Erfindung zu verwenden
ist, liegt vorzugsweise bei 10 bis 30 Gew.-%. Wenn der Chlorgehalt
unter 10 Gew.-% ist, dann ist die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln,
wie Toluol und Xylol, schlecht, und es kann keine einheitliche Lösung erhalten
werden, was zu einer Gelierung bei niedriger Temperatur oder Erzeugung
von Körnchen
führt, wodurch
die Lösung
nicht als ein Primer angewendet werden kann. Wenn der Chlorgehalt
30 Gew.-% übersteigt,
wird die Haftfähigkeit
an polyolefinischem Harz und die Gasohol-Beständigkeit schlecht, was ungünstig ist.
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Je geringer die komponente des niedermolekulargewichtigen
Bereichs vom carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefin (Π), welches
in der Erfindung zu verwenden ist, desto besser die Gasohol-Beständigkeit. Das
heißt,
wenn die Komponente mit einem Molekulargewicht von 2 000 oder weniger
mit über
2% enthalten ist, wird die Gasohol-Beständigkeit in beachtlicher Weise
schlecht. Außerdem
liegt das Verhältnis
von gewichtsmittlerem Molekulargewicht (Mw) zu zahlenmittlerem Molekulargewicht
(Mn) von (Π),
d. h. der Wert Mw/Mn, vorzugsweise bei nicht mehr als 4. Wenn er
4 übersteigt,
wird aufgrund der Zunahme in der Komponente des hochmolekulargewichtigen
Bereichs der Primer nicht zu feinen Teilchen, wenn er durch Luftsprühen etc.
auflackiert wird, und das schöne
Aussehen der beschichteten Oberfläche wird verdorben, was nicht
bevorzugt ist. Wenn es 4 aufgrund der Erhöhung in der Komponente des
niedermolekulargewichtigen Bereichs übersteigt, wird die Gasohol-Beständigkeit
schlecht.
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Außerdem wurden der Gehalt der
niedermolekulargewichtigen Komponente mit einem Molekulargewicht
von 2 000 oder weniger und das Verhältnis von gewichtsmittlerem
Molekulargewicht (Mw) zu zahlenmittlerem Molekulargewicht (Mn),
d. h. Mw/Mn, mit Hilfe der Gelpermeationschromatographie (GPC) unter
Verwendung von Polystyrol mit bekanntem Molekulargewicht und enger
Molekulargewichtsverteilung als eine Standardsubstanz bestimmt.
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Das carboxylgruppenhaltige, chlorierte
Polyolefin (II), welches in der Erfindung zu verwenden ist, kann erhalten
werden durch Erwärmen,
um Polyolefin, welches mit ungesättigter
Carbonsäure
pfropfcopolymerisiert wurde, vollständig in Lösungsmitteln zur Chlorierungsreaktion,
z. B. Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid, Tetrachlorethylen, Tetrachlorethan
etc., zu lösen
und dann Chlorgas einzublasen, um bei angelegtem Druck oder Umgebungsdruck
in Gegenwart von Radikalerzeuger, wie oben beschrieben, oder unter
Bestrahlung mit ultraviolettem Licht oder in Abwesenheit von diesem
Radikalerzeuger oder diesen Ultraviolettstrahlen umzusetzen. Die
Chlorierungsreaktion wird anders als sonst bei einer Temperatur
zwischen 60 und 120°C
durchgeführt.
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Als Verfahren zur Entfernung der
niedermolekulargewichtigen Komponente des carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefins können
zwei Verfahren aus (1) einem Verfahren zum Extrahieren, um niedermolekulargewichtige
Komponente im carboxylgruppenhaltigen Polyolefin vor der Chlorierung
mit Lösungsmittel zu
entfernen, und (2) einem Verfahren zur Extraktion, um niedermolekulargewichtige
Komponente im carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefin nach
der Chlorierung mit Lösungsmittel
zu entfernen, vorgeschlagen werden.
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Zur Entfernung von niedermolekulargewichtiger
Komponente durch das Verfahren (1) ist es zur Entfernung möglich, das
carboxylgruppenhaltige Polyolefin vor der Chlorierung pulverförmig, granular,
Pellet-förmig
zu machen oder zu einem geschmolzenen Zustand zu führen, und
pures Lösungsmittel
hinzusetzen, gewählt
aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischem Kohlenwasserstoff, aromatischem
Kohlenwasserstoff, alicyclischem Kohlenwasserstoff, halogeniertem
Kohlenwasserstoff, Alkcoholen, Estern, Ketonen und Ethern mit Siedepunkten
unter 120°C,
oder gemischten Lösungsmitteln
davon, um die niedermolekulargewichtige Komponente in diesen Lösungsmitteln
innerhalb eines Temperaturbereiches von 10 bis 100°C herauszulösen.
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Der Grund, warum der Siedepunkt vom
Lösungsmittel
niedriger als 120°C
sein sollte, ist der, dass, wenn der Siedepunkt zu hoch ist, das
Lösungsmittel
leicht in dem carboxylgruppenhaltigen Polyolefin oder carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefin (II) bleiben kann, was zu einer Chlorierung
des Lösungsmittels oder
verminderten physikalischen Eigenschaften vom Primer führt, was
nicht bevorzugt ist.
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Der Grund, warum die Temperatur bei
der Extraktion bei 10 bis 100°C
liegen sollte, ist der, dass, wenn sie unter 10°C liegt, die Entfernung der
niedermolekulargewichtigen Komponente durch Extraktion unvollständig wird,
was nicht bevorzugt ist. Wenn sie andererseits über 100°C liegt, wird sogar hochmolekulargewichtige Komponente
entfernt unter Senkung der Rückgewinnungsrate,
was nicht bevorzugt ist. Wenn ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt
von unter 100°C
verwendet wird, ist es bevorzugt, die Lösungsmittelextraktion in einem
vollständig
geschlossenen Druckgefäß durchzuführen.
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Das Verfahren zur Entfernung der
niedermolekulargewichtigen Komponente durch das Verfahren (2) ist
ebenfalls möglich
mit carbonsäuregruppenhaltigem,
chloriertem Polyolefin durchzuführen,
dem Verfahren (1) folgend. Wenn das carboxylgruppenhaltige, chlorierte
Polyolefin in Lösung
ist, liegt die Temperatur bei der Extraktion vorzugsweise so niedrig
wie möglich,
wenn sie jedoch unter 0°C
liegt, kann die Lösungsmittelextraktion
der nieder molekulargewichtigen Komponente nicht in effizienter Weise
durchgeführt
werden, und zwar aufgrund der zu hohen Viskosität. Wenn die Temperatur höher als
die Raumtemperatur wird, dann löst
sich das carboxylgruppenhaltige chlorierte Polyolefin im Extraktionslösungsmittel
in großer
Menge, wodurch die Rückgewinnungsrate
abnimmt, was nicht bevorzugt ist. Wenn das carboxylgruppenhaltige,
chlorierte Polyolefin ein fester Artikel ist, so gilt, je höher die
Extraktionstemperatur desto besser, aber wenn sie über 100°C liegt,
werden Dehydrochlorsäure
etc. verursacht unter Hervorbringung von Instabilität, was nicht
bevorzugt ist.
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Als typische Lösungsmittel mit Siedepunkten
von unter 120°C
zur Entfernung der niedermolekulargewichtigen Komponente können im
Fall von aliphatischem Kohlenwasserstoff Pentan, 2-Methylpentan,
Hexan, 2,2-Dimethylbutan, 2,3-Dimethylbutan, Heptan, 2-Methylhexan, 3-Methylhexan,
2,4-Dimethylpentan, Petroleumether, Petroleumbenzin etc. beispielhaft
angeführt
werden. Im Fall von aromatischem Kohlenwasserstoff können Benzol,
Toluol etc. beispielhaft angeführt
werden. Im Fall von alicyclischem Kohlenwasserstoff können Cyclopentan,
Methylcyclopentan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Ethylcyclohexan
etc. beispielhaft angeführt werden.
Im Fall von halogeniertem Kohlenwasserstoff können Trichlormethan, Tetrachlormethan,
1,1-Dichlorethan, 1,2-Dichlorethan, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan,
1,1-Dichlorethylen, 1,2-Dichlorethylen, Trichlorethylen etc. beispielhaft
angeführt
werden. Im Fall von Alkoholen können
Methanol, Ethanol, 2-Propanol, 1-Butanol,
2-Butanol, Isobutylalkohol, tert-Butylalkohol, 2-Pentanol, 3-Pentanol etc. beispielhaft
angeführt
werden. Im Fall von Estern können
Propylformiat, Butylformiat, Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat,
Isopropylacetat, Isobutylacetat, sec-Butylacetat etc. beispielhaft
angeführt
werden. Im Fall von Ketonen können
Aceton, Methylethylketon, 2-Pentanon, 3-Pentanon, Methylisobutylketon
etc. beispielhaft angeführt
werden. Im Fall von Ethern können
Diethylether, Dipropylether, Diisopropylether etc. beispielhaft
angeführt
werden.
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Das in der Erfindung zu verwendende
carboxylgruppenhaltige, chlorierte Polyolefin (II) kann so wie es ist
verwendet werden durch Aufbeschichten oder Sprühlackieren im Zustand eines
Klarlackes. Jedoch kann es auch als ein Primer, Lack bzw. Anstrich
und Druckfarbe für
polyolefinische Harzformstücke
und Filme bzw. Folien durch Hinzusetzen von Titandioxid, Carbon-Black,
Aluminiumpaste, Anfärbpigment
etc. und, sofern erforderlich, anderen Additiven, z. B. Ultraviolett-Absorber,
Antoxidanzien, Pigment-Sedimentationsverhinderer etc. verwendet
werden, gefolgt von einem Kneten. Außerdem kann es als ein Haftstoff
für jene
Substrate zur Anwendung kommen.
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Außerdem zeigt das carboxylgruppenhaltige,
chlorierte Polyolefin (II) ausgewogene physikalische Eigenschaften
des Lackfilms selbst, jedoch kann durch Hinzusetzen von Alkydharz,
Acrylharz, Polyacrylpolyol, Polyesterharz, Polyesterpolyol, Polyetherharz,
Polyetherpolyol oder Polyurethanharz zur Verwendung eine charakteristischere
Bindemittelharzzusammensetzung erhalten werden.
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Die Zugabe des Harzes ist sehr nützlich,
da die Haftfähigkeit
auf einem oberen Beschichtungslack und die Verwitterungsbeständigkeit,
was ein Nachteil von chloriertem polyolefinischem Harz war, sich
verbessern. Aus diesem Grund kann eine verbesserte Bindemittelharzzusammensetzung
erhalten werden, indem man es möglich
macht, dass ein Harz eingemischt ist mit einem Gewichtsverhältnis von
carboxylgruppenhaltigem, chloriertem Polyolefin (II)/die Harzgruppe
= 3/7 bis 9/1 als Hauptbindemittelharz.
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Das heißt, im Gegensatz zu den Tatsachen,
dass, wenn die Harzgruppe mit herkömmlichem carboxylgruppenhaltigem,
chloriertem Polyolefin gemischt wird, nicht nur die Haftfähigkeit
auf Polyolefin abnimmt, sondern auch die Gasohol-Beständigkeit
sich beträchtlich
vermindert, beeinträchtigt
im Fall des carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefins (II)
der Erfindung das Einmischen der Harzgruppe sogar bis zu einem Maximalwert
von 70% nicht das Haftvermögen
und die Gasohol-Beständigkeit.
Wenn ferner Titandioxid, Carbon-Black, Einfärbepigment etc. im voraus mit
dem Harz geknetet werden und dann (II) eingemischt wird, besteht
dahingehend ein Vorteil, dass eine stabilisierte Pigmentdispersion
erreicht werden kann. Das heißt,
der minimale Anforderungsanteil des Harzes, um eine stabilisierte
Pigmentdispersion zu erreichen, ist 10%.
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Bisher wurde für chloriertes Harz, wie dem
carboxylgruppenhaltigem, chloriertem Polyolefin (II), erhältlich durch
das vorstehend erwähnte
Verfahren, Epoxyverbindung als ein Stabilisator zum Gebrauch hinzugesetzt.
Obgleich die Epoxyverbindung nicht in besonderer Weise beschränkt ist,
ist eine mit chloriertem Harz verträgliche bevorzugt, und es kann
eine solche Epoxyverbindung mit Epoxy-Äquivalent von 100 bis 500 und mit
einer oder mehreren Epoxygruppen pro Molekül beispielhaft angeführt werden.
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Zum Beispiel sind epoxidiertes Sojabohnenöl und epoxidiertes
Leinsamenöl,
erhältlich
durch Epoxidieren von Pflanzenölen
mit natürlicher
ungesättigter
Gruppe mit Persäuren,
wie Peressigsäure,
epoxidierte Fettsäureester,
erhältlich
durch Epoxidieren von ungesättigten
Fettsäuren,
wie Ölsäure, Tallölfettsäure und
Sojabohnenölfettsäure, epoxidierte
alicyclische Verbindungen, angegeben durch epoxidiertes Tetrahydrophthalat und
Produkte, die durch Kondensieren von Bisphenol A oder mehrwertigem
Alkohol mit Epichlorhydrin erhältlich
sind, z. B. Bisphenol-A-Glycidylether, Ethylenglykolglycidylether,
Propylengly kolglycidylether, Glycerolpolyglycidylether, Sorbitolpolyglycidylether
etc. beispielhaft anzuführen.
Außerdem
sind Monoepoxyverbindungen, angegeben durch Butylglycidylether,
2-Ethylhexylglycidylether, Decylglycidylether, Stearylglycidylether, Allylglycidylether,
Phenylglycidylether, sec-Butylphenylglycidylether, tert-Butylphenylglycidylether,
Phenolpolyethylenoxidglycidylether etc. beispielhaft anzuführen. Außerdem können Metallseifen,
wie Calciumstearat und Bleistearat, Organometallverbindungen, wie
Dibutylzinndilaurat und Dibutylzinmaleat, und Hydrotalcitverbindungen,
welche als Stabilisatoren von Poly(vinylchlorid)harz verwendet werden,
ebenfalls verwendet werden, und es macht nichts, ob diese in Kombination
verwendet werden.
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Das carboxylgruppenhaltige, chlorierte
Polyolefin (II), erhältlich
durch das vorstehend erwähnte
Verfahren, kann durch Ersetzen des Lösungsmittels zu aromatischem
Kohlenwasserstoff, wie Toluol oder Xylol, oder alicyclischem Kohlenwasserstoff,
wie Cyclohexan oder Methylcyclohexan, welche gute Lösungsmittel sind,
verwendet werden, nach Beendigung der Chlorierungsreaktion und nach
Destillation von Chlorierungslösungsmitteln,
und dann durch Hinzusetzen von Stabilisator, wie Epoxyverbindung.
Im Fall von dem carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefin
(II) der Erfindung nimmt jedoch wegen der Wasserstoffbindung, welche ihren
Ursprung in der enthaltenen Carboxylgruppe hat, die Lösungsviskosität im Zeitverlauf
zu. Um dies zu verhindern, ist es möglich, teilweise ein Lösungsmittel
mit Polarität
hinzuzusetzen, z. B. ein Lösungsmittel
vom Ester-Typ, wie Ethylacetat, ein Lösungsmittel vom Keton-Typ,
wie Methylethylketon, ein Lösungsmittel
vom Ether-Typ, wie Tetrahydrofuran, oder ein Lösungsmittel vom Alkohol-Typ,
wie Isopropanol, zum Gebrauch. Vor allem die Wirkung des Lösungsmittels
vom Alkohol-Typ ist bemerkenswert, und es ist nur notwendig, 1 bis
10 Gew.-% zu der Lösungsmittelzusammensetzung
zuzusetzen.
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Außerdem kann es auch sicher
sein, dass nach Beendigung der Chlorierungsreaktion und nach Entfernung
von Chlorwasserstoffsäure
in dem Lösungsmittel
zur Chlorierungsreaktion, wie Chloroform, Epoxyverbindung oder dergleichen
als ein Stabilisator hinzugesetzt wird, und das stabilisierte Material
verfestigt wird, indem es einem Belüftungsextruder, der mit einer
Lösungsmittelentfernungssaugung
im Abschnitt des Schneckenschafts ausgestattet ist, zugeführt wird,
und danach es im Lösungsmittel,
wie Toluol, gelöst
wird. Die Verfestigung kann durch allgemein bekannte Verfahren implementiert
werden, z. B. durch Verwendung eines Belüftungsextruders, der mit einem
Unter-Wasser-Schneidpelletisierer am Auslassteil des Extruders ausgestattet ist,
einem Pelletisierer, der in der Lage ist, strangartiges Harz zu
schneiden, und dergleichen.
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Das Merkmal der Erfindung liegt in
dem carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefin (II), mit entfernter
niedermolekulargewichtiger Komponente vom carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefin und mit einem gemäßigten Verhältnis von gewichtsmittlerem
Molekulargewicht (Mw) zu zahlenmittlerem Molekulargewicht (Mn),
d. h. dem Mw/Mn-Wert, wodurch eine Primer-Zusammensetzung bereitgestellt
wird, welche eine ausgezeichnete Haftfähigkeit und Gasohol-Beständigkeit
den polyolefinischen Harzen gibt. Obgleich es nicht klar ist, warum
die Entfernung der niedermolekulargewichtigen Komponente die Gasohol-Beständigkeit
verbessert, nimmt man an, dass diese niedermolekulargewichtigen
Komponenten Additionsprodukte von Chlor und Carbonsäure an Olefinoligomere
sind, hergestellt durch die Zersetzung von Polyolefin durch Wärme und Katalysator.
Wenn man annimmt, dass das Quellen oder die Auflösung dieser Komponente in Gasolin
und Alkohol, welche Komponenten von Gasohol sind, die Gasohol-Beständigkeit
senkt, kann gesagt werden, dass die Entfernung von niedermolekulargewichtiger
Komponente einer der Gründe
ist, welche die Gasohol-Beständigkeit
verbessern.
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Im folgenden wird die Erfindung konkret
basiert auf Beispielen veranschaulicht, jedoch soll die Erfindung
nicht auf diese beschränkt
sein.
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BEISPIEL
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(Herstellungsbeispiel
1)
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In einen Dreihalskolben, der mit
einem Rührer,
Tropftrichter und Kühlrohr
zur Refluxierung von Monomer ausgestattet war, wurden 5 kg kristallines
Polypropylen mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 40
000 gegeben und vollständig
in einem Ölbad,
das konstant bei 180°C
gehalten wurde, geschmolzen. Das Kolbeninnere wurde durch Stickstoff
ersetzt, 300 g Maleinsäureanhydrid
wurden in über
etwa 5 Minuten unter Rühren
zugesetzt, und dann wurden 20 g Di-tert-butylperoxid, gelöst in 50
ml Heptan, in über
etwa 30 Minuten aus dem Tropftrichter hinzugegeben. Zu diesem Zeitpunkt
wurde das Innere des Systems bei 180°C gehalten. Nachdem die Reaktion
weitere 15 Minuten lang fortgesetzt worden war, wurde nicht-umgesetztes
Maleinsäureanhydrid über etwa
30 Minuten entfernt, während
der Druck in dem Kolben durch eine Wasserstrahlpumpe reduziert wurde,
um Maleinsäureanhydrid-modifiziertes
Polypropylen, das mit Maleinsäureanhydrid
copolymerisiert war, zu erhalten.
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Als nächstes wurde nach dem Kühlen auf
Umgebungstemperatur dieses Produkt pulverisiert, und 5 kg davon
wurden in ein Druckgefäß, das mit
einem Rührer
verbunden war, gegeben. Dann wurden 5 kg n-Hexan (Sdp.: 68,7°C) und 5
kg Methylethylketon (Sdp.: 79,6°C)
hinein gegeben, um die niedermolekulargewichtige Komponente im Lösungsmittel
herauszulösen,
und zwar während
des Rührens
für 4 Stunden
bei 100°C. Daraufhin
wurde das Lösungsmittel
durch Filtration abgenommen, der Filterrückstand wurde mit dem Lösungsmittel
gewaschen und dann 24 Stunden lang bei 70°C in einem Wind-Trockner bzw.
Wind-Trockner getrocknet, wodurch man 4,65 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes
Polypropylen, bei dem niedermolekulargewichtige Komponente entfernt
war, erhalten wurden.
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Als nächstes wurden 4 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes
Polypropylen, bei dem niedermolekulargewichtige Komponente entfernt
worden war, in einen mit Glas ausgelegten Reaktor gegeben, 80 Liter
Chloroform wurden hinzugesetzt, und nach ausreichendem Auflösen bei
120°C unter
einem Druck von 4 kg/cm2 wurde Chlorgas
vom Boden des Reaktors eingeblasen, während die Temperatur auf 110°C gehalten
wurde, um die Chlorierungsreaktion durchzuführen, bis der Chlorgehalt bei
25 Gew.-% lag. Das Lösungsmittel
Chloroform wurde durch einen Verdampfer abdestilliert, um es mit
einem gemischten Lösungsmittel
aus Toluol/Cyclohexan = 65/35 (Gew.) zu ersetzen, und Epicote 828
(Kondensationsprodukt von Bisphenol A mit Epochlorhydrin, einem
Epoxyharz mit einem Epoxy-Äquivalent
von 184 bis 194, von Shell Chemicals Corp.) wurde in Mengen von
4%, bezogen auf Feststoffe, als Stabilisator hinzugesetzt, gefolgt
von einer Konzentrationseinstellung, wodurch carboxylgruppenhaltiges,
chloriertes Polypropylen (A-1) in Form einer Lösung mit einer Feststoffkonzentration
von 20% erhalten wurde.
-
Bei der Messung des Molekulargewichts
von (A-1) wurde ein Mw/Mn = 2,90 festgestellt, und der Gehalt der
niedermolekulargewichtigen Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 0,25%.
-
(Herstellungsbeispiel
2)
-
In einen Dreihalskolben, der mit
einem Rührer,
Tropftrichter und Kühlrohr
zur Refluxierung von Monomer ausgestattet war, wurden 5 kg Polypropylen-Buten-Ethylen-Copolymer (Terpolymer)
mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 120 000, bestehend
aus 75 Mol% Propylen-Komponente, 17% Buten-Komponente und 8 Mol%
Ethylen-Komponente, gegeben und vollständig in einem Ölbad, das
konstant bei 180°C
gehalten wurde, geschmolzen. Das Kolbeninnere wurde durch Stickstoff
ersetzt, 350 g Maleinsäureanhydrid
wurden in über
etwa 5 Minuten unter Rühren
zugesetzt, und dann wurden 35 g Dicumylperoxid, gelöst in 50
ml Heptan, in über
etwa 30 Minuten aus dem Tropftrichter hinzugegeben. Zu diesem Zeitpunkt
wurde das Innere des Systems bei 180°C gehalten. Nachdem die Reaktion
weitere 15 Minuten lang fortgesetzt worden war, wurde nicht-umgesetztes
Maleinsäureanhydrid über etwa
30 Minuten entfernt, während
der Druck in dem Kolben durch eine Wasserstrahlpumpe reduziert wurde,
um Maleinsäureanhydrid-modifiziertes
Polypropylen-Buten-Ethylen-Copolymer, das mit Maleinsäureanhydrid
copolymerisiert war, zu erhalten.
-
Als nächstes wurde dieses Produkt
pelletartig gemacht, und 5 kg davon wurden in einen Dreihalskolben,
der mit einem Rührer
und einem Kühlrohr
verbunden war, zum Refluxieren von Lösungsmittel gegeben. Dann wurden
10 kg Ethylacetat (Sdp.: 77,1°C)
hineingeworfen, um die niedermolekulargewichtige Komponente im Lösungsmittel
herauszulösen,
während
das Lösungsmittel
4 Stunden lang bei 77°C
refluxiert wurde. Daraufhin wurde das Lösungsmittel durch Filtration
abgenommen, und der Filterrückstand
wurde mit dem Lösungsmittel
gewaschen und dann 24 Stunden lang bei 70°C in einem Wind-Trockner getrocknet,
wodurch man 4,75 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes
Propylen-Buten-Ethylen-Copolymer,
bei dem die niedermolekulargewichtige Komponente entfernt war, zu
erhalten.
-
Als nächstes wurden 4 kg Produkt,
bei dem die niedermolekulargewichtige Komponente entfernt worden
war, in einen mit Glas ausgelegten Reaktor gegeben, 80 Liter Chloroform
wurden hinzugesetzt, und nach ausreichendem Auflösen bei 100°C unter Rühren unter einem Druck von
3 kg/cm2 wurde Chlorgas vom Boden des Reaktors
eingeblasen, während
mit ultravioletten Strahlen bestrahlt wurde und die Reaktionstemperatur auf
80°C gehalten
wurde, um die Chlorierungsreaktion solange durchzuführen, bis
der Chlorgehalt bei 12 Gew.-% lag. Das Lösungsmittel Chloroform wurde
durch einen Verdampfer abdestilliert, um es mit Toluol zu ersetzen,
und Epicote 828 wurde in Mengen von 4%, bezogen auf Feststoffe,
als Stabilisator hinzugesetzt, gefolgt von einer Konzentrationseinstellung,
wodurch carboxylgruppenhaltiges, chloriertes Propylen-Buten-Ethylen-Copolymer
(A-2) in Form einer Toluollösung
mit einer Feststoffkonzentration von 20% erhalten wurde.
-
Bei der Messung des Molekulargewichts
von (A-2) wurde ein Mw/Mn = 3,85 festgestellt, und der Gehalt der
niedermolekulargewichtigen Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 1,20%.
-
(Herstellungsbeispiel
3)
-
Außer dass Propylen-Ethylen-Copolymer
mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 50 000, bestehend
aus 94 Mol% Propylen-Komponente und 6 Mol% Ethylen-Komponente, als Probe
genommen wurde, wurde Maleinsäureanhydrid
durch das Verfah ren copolymerisiert, das, ziemlich ähnlich zum
Herstellungsbeispiel 2 war, um Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Propylen-Ethylen-Copolymer
zu erhalten.
-
Als nächstes wurde nach dem Kühlen auf
Umgebungstemperatur dieses Produkt pulverisiert, und 5 kg davon
wurden in einen Dreihalskolben gegeben, der mit einem Rührer und
einem Kühlrohr
verbunden war, zum Refluxieren des Lösungsmittels. Dann wurden 10
kg Methylethylketon (Sdp. 79,6°C)
hineingegeben, um die niedermolekulargewichtige Komponente im Lösungsmittel
herauszulösen,
während
4 Stunden lang bei 79°C
refluxiert wurde. Danach wurde das Lösungsmittel durch Filtration
abgenommen, der Filterrückstand
wurde mit dem Lösungsmittel
gewaschen, und dann wurde er 24 Stunden bei 70°C in einem Wind-Trockner getrocknet,
wodurch man 4,7 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes
Propylen-Ethylen-Copolymer, bei dem die niedermolekulargewichtige
Komponente entfernt worden war, erhielt.
-
Als nächstes wurden 4 kg dieses Produktes
in einen mit Glas ausgelegten Reaktor mit Rührer gegeben, 80 l Chloroform
wurden hinzugesetzt, und nachdem ausreichend bei 110°C unter einem
Druck von 3 kg/cm2 gelöst worden war, wurden 5 g Azobisisobutyronitril
als Reaktionskatalysator hinzugesetzt, und Chlorgas wurde vom Boden
des Reaktors eingeblasen, um die Chlorierungsreaktion solange durchzuführen, bis
der Chlorgehalt bei 17 Gew.-% lag. Nachdem das Chloroformlösungsmittel
partiell durch einen Verdampfer abdestilliert worden war, wurde
tert-Butylphenylglycidylether (Monoepoxy) in Mengen von 5%, bezogen
auf Feststoffe, als Stabilisator hinzugesetzt, und restliches Chloroform
wurde vollständig
mit einem Belüftungsextruder,
der mit einem Belüftungsteil
zur Destillation davon unter reduziertem Druck ausgestattet war,
entfernt, um carboxylgruppenhaltiges, chloriertes Propylen-Ethylen-Copolymer
in Form eines festen Produktes zu erhalten. Dann wurde dieses Produkt
in Toluol gelöst,
wodurch man (A-3) erhielt, welches auf eine Toluollösung mit
einer Feststoffkonzentration von 20% eingestellt wurde.
-
Als das Molekulargewicht von (A-3)
gemessen wurde, wurde ein Mw/Mn-Verhältnis = 3,65 festgestellt, und
der Gehalt an niedermolekulargewichtiger Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 0,75%.
-
(Herstellungsbeispiel
4)
-
5 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes.
Polypropylen, in welchem die niedermolekulargewichtige Komponente
nicht im Herstellungsbeispiel 1 entfernt worden war, wurden in einen
mit Glas ausgekleideten Reaktor gegeben, und 80 l Chloroform wurden
hinzugesetzt. Nach ausreichendem Auflösen bei 120°C unter einem Druck von 4 kg/cm2, wurde Chlorgas vom Boden des Reaktors
eingeblasen, während
die Temperatur bei 110°C
gehalten wurde und mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wurde, um
eine Chlorierungsreaktion solange durchzuführen, bis der Chlorgehalt bei
25 Gew.-% lag, und das Lösungsmittel
Chloroform (Sdp.: 61,2°C)
wurde mittels eines Verdampfers konzentriert, bis der Feststoffgehalt
bei 25% lag. Dann wurde 1 kg dieser konzentrierten Flüssigkeit
tropfenweise in 10 l Aceton (sdp. 56,1°C) bei Raumtemperatur hinzugetropft,
um brotbrockenartige Präzipitate
zu erzeugen, und diese Präzipitate
wurden durch zentrifugale Trennung gewonnen (Rückgewinnungsrate: 70%). Außerdem wurde
die niedermolekulargewichtige Komponente durch Herauslösen in den Überstand
entfernt.
-
Als nächstes wurden diese Präzipitate
unter reduziertem Druck getrocknet, und nachdem Epicote 828 in Mengen
von 4%, bezogen auf Feststoffe, als Stabilisator hinzugesetzt worden
war, wurden sie in einem gemischten Lösungsmittel aus Toluol/Hexan
= 65/35 gelöst,
um carboxylgruppenhaltiges, chloriertes Polypropylen (A-4), bei
dem die niedermolekulargewichtige Komponente entfernt worden war,
in Form einer Lösung
mit einer Feststoffkonzentration von 20% zu erhalten.
-
Als das Molekulargewicht von (A-4)
bestimmt wurde, wurde ein Mw/Mn-Verhältnis = 2,55 festgestellt, und
der Gehalt an niedermolekulargewichtiger Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 0,12%.
-
(Herstellungsbeispiel
5)
-
5 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Propylen-Buten-Ethylen-Copolymer,
in welchem die niedermolekulargewichtige Komponente im Herstellungsbeispiel
2 nicht entfernt worden war, wurden in einen mit Glas ausgekleideten
Reaktor mit Rührer
gegeben, und 80 l Chloroform wurden hinzugesetzt. Nach einem ausreichenden
Auflösen
bei 100°C
unter Rühren
und einem Druck von 3 kg/cm2, wurden 5 g
Azobisisobutyronitril als ein Radikalerzeuger hinzugesetzt, und
während
diese Temperatur gehalten worden war, wurde Chlorgas vom Boden des
Reaktors eingeblasen, um eine Chlorierungsreaktion solange durchzuführen, bis
der Chlorgehalt bei 12 Gew.-% lag. Das Lösungsmittel Chloroform wurde
mittels eines Verdampfers abgedampft und durch Toluol (Sdp.: 110,6°C) ersetzt,
um die Toluollösung
auf eine Feststoffkonzentration von 20% einzustellen. Dann wurde
1 kg dieser konzentrierten Flüssigkeit
tropfenweise in 10 l Methanol (sdp. 64,5°C) bei einer Temperatur von
10°C hinzugesetzt,
wodurch brotkrumenartige Präzipitate
erzeugt wurden, und diese Präzipitate
wurden durch zentrifugale Abtrennung rückgewonnen (Rückgewinnungsrate:
60%). Außerdem
wurde die niedermolekulargewichtige Komponente durch Herauslösen in den Überstand
entfernt.
-
Als nächstes wurden diese Präzipitate
unter reduziertem Druck getrocknet, und nachdem Epicote 828 in Mengen
von 4%, bezogen auf Feststoffe, als Stabilisator hinzugesetzt worden
war, wurden sie in Toluol gelöst,
wodurch man carboxylgruppenhaltiges, chloriertes Propylen-Buten-Ethylen-Copolymer
(A-5) in Form einer Toluollösung
mit einer Feststoffkonzentration von 90% erhielt.
-
Als das Molekulargewicht von (A-5)
bestimmt wurde, wurde ein Mw/Mn-Verhältnis = 3,26 festgestellt, und
der Gehalt an niedermolekulargewichtiger Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 0,80%.
-
(Herstellungsbeispiel
6)
-
5 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Propylen-Ethylen-Copolymer,
in welchem die niedermolekulargewichtige Komponente im Herstellungsbeispiel
3 nicht entfernt worden war, wurden in einen mit Glas ausgekleideten
Reaktor mit Rührer
gegeben, und 80 l Chloroform wurden hinzugesetzt. Nach ausreichendem
Auflösen
bei 110°C
unter einem Druck von 3 kg/cm2, wurden 5
g Azobisisobutyronitril als ein Radikalerzeuger hinzugesetzt, und
während
diese Temperatur gehalten wurde, wurde Chlorgas vom Boden des Reaktors
eingeblasen, um eine Chlorierungsreaktion solange durchzuführen, bis
der Chlorgehalt bei 17 Gew.-% lag. Nachdem das Lösungsmittel Chloroform mittels
eines Verdampfers abdestilliert worden war, wurde tert-Butylphenylglycidylether
(Monoepoxy) in Mengen von 5%, bezogen auf Feststoffe, als Stabilisator
hinzugesetzt, und der Rest Chloroform wurde vollständig mit
einem Belüftungsextruder
entfernt, der mit einem Belüftungsabschnitt zur
Destillation davon unter reduziertem Druck ausgestattet war, um
ein carboxylgruppenhaltiges, chloriertes Propylen-Ethylen-Copolymer
in Form eines pelletartigen festen Produktes zu erhalten.
-
Als nächstes wurden 4 kg dieses Pellets
in einen Dreihalskolben, der mit einem Rührer und einem Kühlrohr verbunden
war, zum Refluxieren des Lösungsmittels
gegeben, dann wurden 9 kg Ethanol (Sdp.: 78,3°C) und 1 kg Cyclohexan (Sdp.:
80,7°C)
hinein gegeben, und während
das Lösungsmittel
4 Stunden lang bei 78°C
am Rückfluss
gehalten wurde, wurde die niedermolekulargewichtige Komponente in
das Lösungsmittel
herausgelöst.
Als nächstes
wurde das Lösungsmittel
durch Filtration abgenommen, und der Filterrückstand wurde mit dem Lösungsmittel
gewaschen, gefolgt von einem Trocknen unter reduziertem Druck. Die
Rückgewinnungsrate
zu diesem Zeitpunkt lag bei 65%. Dann wurde, nachdem tert-Butylphenylglycidylether
in Mengen von 4%, bezogen auf Feststoffe, als ein Stabilisator hinzugesetzt
worden war, der Filterrückstand
in Toluol gelöst,
um Maleinsäureanhydrid modifiziertes
Propylen-Ethylen-Copolymer (A-6), bei dem die niedermolekulargewichtige
Komponente entfernt worden war, in Form einer Toluollösung mit
einer Feststoffkonzentration von 20% zu erhalten.
-
Als das Molekulargewicht von (A-6)
gemessen worden war, wurde ein Mw/Mn-Verhältnis = 2,78 festgestellt,
und der Gehalt der niedermolekulargewichtigen Komponente mit einem
Molekulargewicht von weniger als 2 000 lag bei 0,35%.
-
(Herstellungsbeispiel
7)
-
5 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polypropylen,
in welchem die niedermolekulargewichtige Komponente im Herstellungsbeispiel
1 nicht entfernt worden war, wurden in einen mit Glas ausgekleideten
Reaktor gegeben, und 80 l Chloroform wurden hinzugesetzt. Nach einem
ausreichenden Auflösen
bei 120°C
unter einem Druck von 4 kg/cm2, wurde Chlorgas
vom Boden des Reaktors eingeblasen, während die Temperatur bei 110°C gehalten
wurde und mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wurde, um eine Chlorierungsreaktion
solange durchzuführen,
bis der Chlorgehalt bei 25 Gew.-% lag, und das Lösungsmittel Chloroform wurde
mittels Verdampfer abdestilliert. Nachdem das Lösungsmittel mit einem gemischten
Lösungsmittel
aus Toluol/Cyclohexan = 65/35 (Gew.) ersetzt worden war, wurde Epicote
828 in Mengen von 4%, bezogen auf Feststoffe, als ein Stabilisator
hinzugesetzt, und die Konzentration wurde eingestellt, um carboxylgruppenhaltiges,
chloriertes Polypropylen (B-1) in Form einer Lösung mit einer Feststoffkonzentration
von 20% zu erhalten.
-
Als das Molekulargewicht von (B-1)
gemessen wurde, wurde ein Mw/Mn-Verhältnis = 5,77 festgestellt, und
der Gehalt an niedermolekulargewichtiger Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 3,65%.
-
(Herstellungsbeispiel
8)
-
5 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Propylen-Buten-Ethylen-Copolymer,
in welchem die niedermolekulargewichtige Komponente im Herstellungsbeispiel
2 nicht entfernt worden war, wurden in einen mit Glas ausgekleideten
Reaktor mit Rührer
gegeben, und 80 l Chloroform wurden hinzugesetzt. Nach ausreichender
Auflösung
bei 100°C
unter Rühren
und einem Druck von 3 kg/cm2, wurden 5 g
Azoisobisbutyronitril als ein Radikalerzeuger zugegeben, während diese
Temperatur gehalten wurde, wurde Chlorgas vom Boden des Reaktors
eingeblasen, um eine Chlorierungsreaktion solange durchzuführen, bis
der Chlorgehalt bei 12 Gew.-% lag. Nachdem das Lösungsmittel Chloroform mittels
Verdampfer abdestilliert worden war, und durch Toluol ersetzt worden
war, wurde Epicote 828 in Mengen von 4% bezogen auf Feststoffe als
ein Stabilisator hinzugegeben und die Kon zentration wurde eingestellt,
um carboxylgruppenhaltiges, chloriertes Propylen-Buten-Ethylen-Copolymer
(B-2) in Form einer Toluollösung
mit einer Feststoffkonzentration von 20% zu erhalten.
-
Als das Molekulargewicht von (B-2)
gemessen wurde, wurde ein Mw/Mn-Verhältnis = 9,58 festgestellt, und
der Gehalt an niedermolekulargewichtiger Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 7,05%.
-
(Herstellungsbeispiel
9)
-
5 kg Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Propylen-Ethylen-Copolymer,
in welchem die niedermolekulargewichtige Komponente im Herstellungsbeispiel
3 nicht entfernt worden war, wurden in einen mit Glas ausgekleideten
Reaktor mit Rührer
gegeben, und 80 l Chloroform wurden hinzugesetzt. Nach ausreichendem
Auflösen
bei 110°C
unter einem Druck von 3 kg/cm2, wurden 5
g Azobisisobutyronitril als ein Radikalerzeuger hinzugesetzt, und
unter Halten dieser Temperatur wurde Chlorgas vom Boden des Reaktors
eingeblasen, um eine Chlorierungsreaktion solange durchzuführen, bis
der Chlorgehalt bei 17 Gew.-% lag. Nachdem das Lösungsmittel Chloroform partiell
durch einen Verdampfer abdestilliert worden war, wurde tert-Butylphenylglycidylether in
Mengen von 4%, bezogen auf Feststoffe, als ein Stabilisator hinzugesetzt,
und das restliche Chloroform wurde vollständig mit einem Belüftungsextruder,
der mit einem Belüftungsabschnitt
zur Destillation davon unter reduziertem Druck ausgestattet war,
entfernt, um carboxylgruppenhaltiges, chloriertes Propylen-Ethlyen-Copolymer
in Form eines festen Produktes zu erhalten. Dieses feste Produkt
wurde in Toluol gelöst,
um (B-3) zu erhalten, welches auf eine Toluollösung mit einer Feststoffkonzentration
von 20% eingestellt wurde.
-
Als das Molekulargewicht von (B-3)
gemessen wurde, wurde ein Mw/Mn-Verhältnis = 7,06 festgestellt, und
der Gehalt an niedermolekulargewichtiger Komponente mit einem Molekulargewicht
von weniger als 2 000 lag bei 4,65%.
-
Die Substanz aus carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefinen (II) ist in Tabelle 1 gezeigt. Außerdem ist
die Substanz aus synthetischen Harzen, welche unter Mischen mit
(II) zu verwenden ist, in Tabelle 2 gezeigt.
-
[Tabelle
1]
Substanz aus carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefinen
(II), erhalten in den Herstellungsbeispielen 1 bis 9
-
Die Feststoffkonzentrationen in den
Herstellungsbeispielen 1 bis 9 betragen allesamt 20%.
-
[Beispiele 1 bis 12 und
Vergleichsbeispiele 1 bis 3]
-
Eine Verprobung wurde gemäß den Formulierungsrezepten,
welche in Tabelle 2 gezeigt sind, durchgeführt, und nach dem Kneten während 1
Stunde in einer Sand-Mahlmühle
wurde die Viskosität
mit Xylol so eingestellt, um einen Wert von 13 bis 14 Sekunden/20°C durch einen
Ford-Becher Nr. 4 zu erhalten, um den jeweiligen Primer herzustellen.
Außerdem
sind die synthetischen Harze, welche durch Mischen mit carboxylgruppenhaltigem,
chloriertem Polyolefin (II) zu verwenden sind, in Tabelle 3 gezeigt.
-
Als nächstes wurde dieser Primer
auf eine Polypropylenplatte gesprüht, welche mit Wasser gewaschen
war, so dass die Filmdicke bei 10 um lag. Mehrere Minuten später wurde
ein Zwei-Komponenten-Urethan-Lack vom Härtungs-Typ aufgesprüht, so dass
die Filmdicke bei 30 bis 40 um lag, und nach dem Trocknen für etwa 15
Minuten bei Raumtemperatur wurde dies scharf für 30 Minuten bei 80°C getrocknet.
Nachdem 3 Tage lang dieses zum Trocknen stehen gelassen wurde, wurden
Tests bezüglich
des lackierten Films durchgeführt.
Die Testergebnisse des lackierten Films sind in Tabelle 4 gezeigt.
-
[Tabelle
2]
Formulierungsrezept für
Primer
-
[Tabelle
3]
Substanz aus synthetischen Harzen, welche durch Vermischen
mit carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefinen (II), erhalten
in den Herstellungsbeispielen, zu verwenden sind
-
[Tabelle
4]
Testergebnisse des Lackfilms (Leistungstest vom Primer)
-
Testverfahren des Lackfilms
1 (Leistungstest vom Primer)
-
- – Gasohol-Beständigkeit
Eine
lackierte Platte, die an beiden Enden geschnitten war, wurde in
gemischtem Gasolin aus normalem Gasolin : Ethanol = 9 : 1, eingetaucht,
und eine Beurteilung erfolgte durch die Zeit, bis zu der eine Strecke von
etwa 2 mm vom Ende der geschnittenen lackierten Oberfläche abgelöst war.
- – Adhärenz
100
Kreuzschnitte, die zur Basis reichten, wurden auf der lackierten
Oberfläche
in Intervallen von 1 mm gemacht, und ein Cellophan-Klebeband wurde
fest angeklebt. Dann wurde es in der Richtung von 180° gelöst, um die
Anzahl von verbliebenen Kreuzschnitten festzustellen.
- – Warmwasserbeständigkeit
Eine
lackierte Platte wurde 240 Stunden lang in warmem Wasser von 40°C eingetaucht,
um den Zustand des lackierten Films festzustellen. Außerdem wurde
ein Kratzer (x-Markierung), welcher bis zur Basis reichte, auf der
lackierten Oberfläche
eingraviert, und Cellophan-Klebeband wurde fest darauf angeklebt.
Dann wurde es in der Richtung von 180° abgelöst, um die Adhärenz des
auflackierten Films festzustellen.
- – Feuchtigkeitsbeständigkeit
Eine
Probe ließ man
240 Stunden lang in einer Atmosphäre von 50°C und einer relativen Feuchtigkeit
von 98% stehen, und der Zustand und die Adhärenz des auflackierten Films
wurden mittels eines Verfahrens, welche dem für die Warmwasserbeständigkeit ähnlich war,
untersucht.
-
[Beispiele 13 bis 18 und
Vergleichsbeispiele 4 bis 6]
-
Eine Verprobung wurde gemäß den Formulierungsrezepten
der Lackierung, gezeigt in Tabelle 5, vorgenommen, und nach dem
Kneten für
1 Stunde in einer Sand-Mahlmühle
wurde die Viskosität
mit Xylol so eingestellt, dass 12 bis 13 Sekunden/20°C mittels
eines Ford-Bechers
Nr. 4 erhalten wurde, um einen weißen Lack zu erhalten.
-
Als nächstes wurde dieser weiße Lack
auf eine Polypropylenplatte, welche mit Wasser gewaschen worden
war, sprühbeschichtet,
so dass die Filmdicke bei 40 μm
lag, und nach dem Trocknen für
15 Minuten bei Raumtemperatur wurde dieses 30 Minuten lang bei 80°C scharf
getrocknet. Nachdem man dieses 1 Woche im Raum stehen ließ, wurden
Tests bezüglich
des auflackierten Films durchgeführt.
Die Testergebnisse des auflackierten Films sind in Tabelle 6 gezeigt.
-
[Tabelle
5]
Formulierungsrezept vom Anstrich
-
[Tabelle
6]
Testergebnisse von lackiertem Film (Leistungstest des Lacks)
-
Testverfahren für den auflackierten
Film 2 (Leistungstest des Lacks)
-
- – Adhärenz
100
Kreuzschnitte, die zur Basis reichten, wurden auf der lackierten
Oberfläche
in Intervallen von 1 mm gemacht, und ein Cellophan-Klebeband wurde
fest angeklebt. Dann wurde es in der Richtung von 180° gelöst, um die
Anzahl von verbliebenen Kreuzschnitten festzustellen.
- – Beschleunigte
Wetterbeständigkeit
Ein
Sonnenschein-Verwitterungsmessgerät vom Kohlenstoff-Bogen-Typ
wurde verwendet. Die Helligkeit wurde mit Hunter gemessen.
- – Warmwasserbeständigkeit
Eine
lackierte Platte wurde 120 Stunden und 240 Stunden lang in warmem
Wasser von 40°C
eingetaucht, um den Zustand des lackierten Films festzustellen.
Außerdem
wurde ein Kratzer (x-Markierung), welcher bis zur Basis reichte,
auf der lackierten Oberfläche
eingraviert, und Cellophan-Klebeband wurde fest darauf angeklebt.
Dann wurde es in der Richtung von 180° abgelöst, um die Adhärenz des
auflackierten Films festzustellen.
- – Feuchtigkeitsbeständigkeit
Eine
Probe ließ man
120 Stunden und 240 Stunden lang in einer Atmosphäre von 50°C und einer
relativen Feuchtigkeit von 98% stehen, und der Zustand und die Adhärenz des
auflackierten Films wurden mittels eines Verfahrens, welches dem
für die
Warmwasserbeständigkeit ähnlich war,
untersucht.
-
[Beispiele 19 bis 24 und
Vergleichsbeispiele 7 bis 9]
-
Eine Verprobung wurde gemäß den Formulierungsrezepten
von Tinte, gezeigt in Tabelle 7, durchgeführt, und nach dem Kneten für 3 Stunden
in einer Sand-Mahlmühle
wurde die Viskosität
mit Toluol so eingestellt, dass 25 bis 30 Sekunden/20°C mittels
eines Zahnbechers Nr. 3 erhalten wurden, um eine rote Tinte bzw. Druckfarbe
zu erhalten.
-
Als nächstes wurde diese rote Tinte
auf einen unbehandelten Polypropylenfilm (nachfolgend als unbehandeltes
PP bezeichnet) bzw. auf einen Corona-behandelten Polypropylenfilm
(nachfolgend als behandeltes PP bezeichnet) mit einem Beschichtungsstab
Nr. 14 aufbeschichtet. Nach dem Trocknen für 24 Stunden im Raum wurde
ein Celloband-Ablösetest
unter Verwendung eines Cellophan-Haftbandes und ein Wärmeversiegelungs-Festigkeitstest
durchgeführt.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
-
[Tabelle
7]
Formulierungsrezept von Druckfarbe
-
[Tabelle
8]
Testergebnisse der Druckfarbe
-
Testverfahren für Druckfarbe
-
- – Cellobaad-Ablösetest
Cellophan-Haftband
wurde auf die mit Druckfarbe beschichtete Oberfläche aufgebracht, um den Ablösezustand
von Druckfarbe auf der beschichteten Oberfläche zu beurteilen, wenn mit
einem Schlag abgelöst
wurde.
- – Heißsiegel-Festigkeitstest
Die
mit Druckfarbe beschichteten Oberflächen wurden auf einander gelegt
und 2 Sekunden lang bei 110°C unter
einem Druck von 1 kg/cm2 zur Heißsiegelung
gepresst. Nachdem sie 24 Stunden im Raum stehen gelassen wurden,
wurde ein Test der 180°-Ablösefestigkeit
mit Tensilon durchgeführt.
Ziehgeschwindigkeit
(50 min/min)
-
[Beispiele 25 bis 31 und
Vergleichsbeispiele 10 bis 12]
-
Lösungen
von chlorierten Polyolefinen von (A-1) bis (A-6) und (B-1) bis (B-3)
wurden auf unbehandeltes PP bzw. behandeltes PP mit einem Beschichtungsstab
Nr. 20 aufbeschichtet. Nach dem Trocknen für 24 Stunden im Raum wurde
ein Heißsiegel-Festigkeitstest
durchgeführt.
Die Ergebnisse des Adhäsionstests
sind in Tabelle 9 gezeigt. Außerdem
entsprach das Verfahren des Heißsiegel-Festigkeitstests
dem oben beschriebenen Verfahren.
-
[Tabelle
9]
Ergebnisse des Adhäsionstests
-
Nützlichkeit in der Industrie
-
Aus den Ergebnissen in der Tabelle
4, wie Beispiele 1 bis 6, sind carboxylgruppenhaltige, chlorierte Polyolefine
(II), bei denen der niedermolekulargewichtige Bereich entfernt ist,
ausgezeichnet bezüglich
der Gasohol-Beständigkeit,
Warmwasserbeständigkeit
und Feuchtigkeitsbeständigkeit.
Außerdem
zeigen, wie die Beispiele 7 bis 12, selbst Mischungen aus carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefinen (II) mit Alkydharz, Acrylsäureharz,
Polyacrylsäurepolyol,
Polyesterpolyol, Polyetherpolyol, Polyurethanharz etc. keine bemerkenswerte
Abnahme in der Gasohol-Beständigkeit
und sind ebenfalls ausgezeichnet bezüglich der Feuchtigkeitsbeständigkeit
und Warmwasserbeständigkeit.
Wohingegen, wie in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3, carboxylgruppenhaltige,
chlorierte Polyolefine, bei denen der niedermolekulargewichtige
Bereich nicht entfernt ist, solche Ergebnisse zeigen, dass die Gasohol-Beständigkeit
beachtlich schlecht wird und die Warmwasserbeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit
etwas schlecht sind. Begründet
durch diese Tatsachen ist es ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Primer-Zusammensetzungen
brauchbar für
die polyolefinischen Harzformstücke
sind.
-
Aus den Ergebnissen in Tabelle 6,
wie in den Beispielen 13 bis 18, zeigen die weißen Lacke, die durch Mischen
von carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefinen (II), bei
denen der niedermolekulargewichtige Bereich entfernt ist, mit "Phthalkyd V904", welches ein Alkydharz
ist, jeweils keine signifikante Verschlechterung nach dem Austesten
der beschleunigten Verwitterungsbeständigkeit, Wasserbeständigkeit
und Feuchtigkeitsbeständigkeit.
Dagegen wurden, wie in den Vergleichsbeispielen 4 bis 6, mit den
weißen
Anstrichen, die in entsprechender Weise unter Verwendung von carboxylgruppenhaltigen,
chlorierten Polyolefinen, bei denen der niedermolekulargewichtige
Bereich nicht entfernt ist, ein Vergilben auf der auflackierten
Oberfläche
nach dem Austesten der beschleunigten Verwitterungsbeständigkeit
und eine verringerte Adhärenz
nach dem Austesten der Warmwasserbeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit
jeweils festgestellt. Begründet
durch diese Tatsachen ist es ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Lackzusammensetzungen
für polyolefinische Harzformstücke brauchbar
sind.
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Aus den Ergebnissen in Tabelle 8
sind, wie bei den Beispielen 19 bis 24, die roten Druckfarben, die durch
Mischen von carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefinen (II),
bei denen der niedermolekulargewichtige Bereich entfernt worden
ist, mit "Nippolan
5138", was ein Urethanharz
ist, hergestellt wurden, ausgezeichnet bezüglich der Celloband-Ablösung und
der Heißsiegel-Festigkeit
im Vergleich zu den roten Druckfarben, die in entsprechender Weise
unter Verwendung von carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefinen, bei
denen der niedermolekulargwichtige Bereich nicht entfernt ist, wie
in den Vergleichsbeispielen 7 und 8, hergestellt wurden. Begründet durch
diese Tatsachen ist es ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Druckfarbenzusammensetzungen
brauchbar für
polyolefinische Harzfilme sind.
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Aus den Ergebnissen in Tabelle 9,
wie bei den Beispielen 25 bis 30, sind die Systeme, bei denen unbehandelte
PP oder behandelte PP durch Heißsiegeln
unter Verwendung von carboxylgruppenhaltigen, chlorierten Polyolefinen
(Π), bei
denen der niedermolekulargewichtige Bereich entfernt worden war,
als Haftstoff miteinander verklebt wurden, ausgezeichnet bezüglich der
Haftkraft, und zwar im Vergleich mit Systemen, bei denen carboxylgruppenhaltige,
chlorierte Polyolefine, bei denen der niedermolekulargewichtige
Bereich nicht entfernt worden war, als Haftstoff verwendet wurden.
Begründet
durch diese Tatsachen ist es ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzungen
brauchbar für
polyolefinische Harzfilme sind.