BRPI0911046B1 - dispersão polimérica aquosa, processo para a preparação e uso da mesma. - Google Patents

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Abstract

dispersão polimérica aquosa, processo para a preparação e uso da mesma. a presente invenção diz respeito a dispersões poliméricas aquosas tendo um teor de polímero de pelo menos 55 % em peso, as ditas dispersões sendo adequadas para adesivos. a invenção também diz respeito a um método para a produção das ditas dispersões poliméricas aquosas e ao uso das dispersões poliméricas aquosas em adesivos ou composições adesivas, especialmente em adesivos para substratos transparentes, tais como rótulos plásticos. as dispersões poliméricas aquosas têm um teor de polímero de pelo menos 55 % em peso com relação ao peso total da dispersão, em que o polímero é feito de monômeros etilenicamente insaturados m e tem uma temperatura de transição vítrea menor do que -1 0° c, em que as partículas poliméricas dispersadas têm uma distribuição de tamanho de partícula polimodal, em que pelo menos 70% em peso, preferivelmente pelo menos 75 % em peso, em particular pelo menos 80 % em peso, especialmente preferido pelo menos 85 ou pelo menos 90 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula menor do que 350 nm, em particular, menor do que 340 nm, especialmente menor do que 330 nm.

Description

“DISPERSÃO POLIMÉRICA AQUOSA, PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO E USO DA MESMA”
DESCRIÇÃO
A presente invenção diz respeito a dispersões poliméricas aquosas tendo um teor de polímero de pelo menos 55 % em peso que são adequados para adesivos sensíveis a pressão. A invenção também diz respeito a um processo para a preparação das dispersões poliméricas aquosas e também ao uso das dispersões poliméricas aquosas em adesivos sensíveis a pressão e, respectivamente, composição adesiva sensível a pressão, especialmente em adesivos sensíveis a pressão para substratos transparentes, por exemplo, rótulos plásticos.
Os adesivos sensíveis a pressão (PSAs) com base em dispersões poliméricas aquosas, mais particularmente com base em dispersões de acrilato, encontra uso amplo para a produção de produtos auto-adesivos, tais como chapas auto-adesivas, fitas adesivas, rótulos e outros. PSAs com base em dispersões poliméricas aquosas compreendem como seu constituinte principal, um polímero que é dispersado na fase aquosa, que tem uma temperatura de transição vítrea, em geral, abaixo de -10° C e que, quando a dispersão é secada, forma uma película pegajosa permanente que adere em temperatura ambiente mesmo sob pressão baixa a qualquer um de uma ampla variedade de superfícies.
A qualidade do adesivo ou película de adesivo, é criticamente dependente das propriedades da dispersão polimérica aquosa e do polímero presente neste. Por um lado, a adesão da película de adesivo deve estar em um alto nível, a fím de atingir boa adesão ao substrato ao qual a ligação deve acontecer. Isto é, frequentemente, particularmente problemático no caso de substratos não polares, tais como plásticos e lâminas plásticas. Ao mesmo tempo, a resistência interna (coesão) da película de adesivo deve ser suficientemente maior do que os cortes que não vinculam qualquer exudação de amarração ou borda, que deve levar à contaminação das ferramentas de corte e para a fixação das superfícies de corte.
E desejável, além disso, se as dispersões poliméricas tiverem um teor polimérico alto, de modo que menos água deve ser evaporada quando as camadas auto-adesivas são produzidas e, de modo que, consequentemente, o revestimento pode ser realizado de maneira mais eficiente e mais rápida. Particularmente no caso de técnicas de revestimento modernas, tais como a técnica de revestimento de cortina sem contato, os teores de polímero de pelo menos 55 % em peso são desejáveis. Quando seu teor de polímero aumenta, entretanto, dispersões poliméricas aquosas, especialmente aquelas de polímeros tendo uma temperatura de transição vítrea baixa, tende na direção da coagulação e floculação. Além disso, existe um aumento agudo na viscosidade com o aumento dos teores sólidos.
Com PSAs, além disso, o problema diz que a estabilidade da película adesiva sob a exposição à umidade não é satisfatória. Frequentemente, além disso, a exposição à umidade causa turbidez não atrativa da película adesiva, que é indesejável nos fundamentos estéticos, particularmente, no caso de substratos transparentes.
As dispersões poliméricas aquosas que são adequadas para PSAs e têm teores de polímero de mais do que 55 % em peso são conhecidos de WO 98/06763 Al, WO 98/07767 Al e WO 00/68335 Al, por exemplo. Os PSAs descritos neste não notáveis para um alto nível de coesão e adesão. Mas as camadas de adesivo produzidas usando-se dispersões poliméricas destes tipos tendem na direção de turvamento ou branqueamento sob exposição à umidade e isto é indesejável no contexto de seu uso para rótulos transparentes.
O EP 554832 Al divulga dispersões poliméricas aquosas para
PSAs que compreendem um polímero de emulsão com uma substância ativa de superfície copolimerizada iônica e também um polímero hidrofóbico não polimerizável. A combinação de substância ativa de superfície copolimerizável iônica e o polímero hidrofóbico resulta em qualidade adesiva boa em superfícies não polares e em resistência a unidade boa da película adesiva. As substâncias ativas de superfície copolimerizáveis, entretanto, são comparativamente caras. Além disso, a viscosidade das dispersões poliméricas obtida é comparativamente alta.
O EP 845518 Al descreve dispersões poliméricas aquosas para PSAs que compreendem, na forma copolimerizada, (met)acrilatos de alquila C9-C13 e substâncias ativas de superfície polimerizáveis. As dispersões poliméricas descritas neste, embora tenha teores sólidos comparativamente baixos abaixo de 50 % em peso e são, portanto, não muito adequados para as técnicas de revestimento modernas.
O US 6.359.092 divulga dispersões poliméricas aquosas para PSAs em que as partículas poliméricas compreendem, na forma copolimerizada, emulsificadores polimerizáveis iônicos especiais e têm um tamanho de partícula de não mais do que 100 nm.
O WO 97/11996 Al divulga dispersões poliméricas aquosas com base em ésteres de acrilato, para PSAs, que compreendem, na forma copolimerizada, um monômero parcialmente solúvel em água e em que o tamanho de partícula médio não excede um nível de 150 nm. Estas dispersões poliméricas são, de fato, distinguidas pelo comportamento de branqueamento melhorado. A viscosidade das dispersões poliméricas resultantes, embora, particularmente em teores de sólidos altos, é insatisfatoriamente alta.
Para resumir, é observado que a técnica anterior não divulga quaisquer dispersões poliméricas que são adequadas para PSAs e que têm um teor de sólidos altos e viscosidades aceitáveis, enquanto, ao mesmo tempo apresenta boas qualidades adesivas e uma tendência baixa com relação ao branqueamento.
O objetivo em que a presente invenção é fundamentada, portanto, fornece dispersões poliméricas aquosas para PSAs que, por um lado, têm um teor de sólidos altos e uma viscosidade aceitável de, preferivelmente, não mais do que 1500 mPa.s (viscosidade de Brookfield, determinada de acordo com DIN EN ISO 3219, 23° C, 100 s'1) e ao mesmo tempo, enquanto têm boas qualidades de adesivo, isto é, níveis altos de coesão e de adesão, garante uma tendência baixa com relação ao branqueamento sob exposição a umidade. É desejável, além disso, que estas propriedades sejam atingidas sem o uso de emulsificadores polimerizáveis puros.
Foi surpreendentemente observado que estes e outros objetivos são atingidos por dispersões poliméricas aquosas com base em monômeros etilenicamente insaturados, tendo um teor de polímero de pelo menos 55 % em peso e uma temperatura de transição vítrea do polímero presente neste de não mais do que -10° C, quando as partículas poliméricas dispersadas têm uma distribuição de tamanho de partícula polimodal, em que pelo menos 70 %, preferivelmente pelo menos 75 %, mais particularmente pelo menos 80 %, mais preferivelmente pelo menos 85 % ou pelo menos 90 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula abaixo de 350 nm, mais particularmente abaixo de 340 nm, especialmente abaixo de 330 nm.
A presente invenção consequentemente fornece dispersões poliméricas aquosas tendo um teor de polímero de pelo menos 55 %, mais particularmente pelo menos 58 % e mais preferivelmente pelo menos 60 %, por exemplo, 55 % a 75 %, mais particularmente 58 % a 72 % e mais preferivelmente 60 % a 70 %, em peso, com base, em cada caso, no peso total da dispersão, em que o polímero é composto de monômeros etilenicamente insaturados M e tem uma temperatura de transição vítrea abaixo de -10° C, preferivelmente de não mais do que -20° C, mais particularmente de não mais do que -30° C, em que as partículas poliméricas dispersadas têm uma distribuição de tamanho de partícula polimodal, em que pelo menos 70 %, preferivelmente pelo menos 75 %, mais particularmente pelo menos 80 %, mais preferivelmente pelo menos 85 % ou pelo menos 90 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula abaixo de 350 nm, mais particularmente abaixo de 340 nm, especialmente abaixo de 330 nm.
As dispersões poliméricas da invenção são associadas com uma série de vantagens. Por exemplo, mesmo em teores de polímero de pelo menos 55 % e mais particularmente pelo menos 58 %, por exemplo, em teores de polímero na faixa de58%a75%e mais particularmente na faixa de 60 % a 70 %, em peso, as dispersões poliméricas da invenção caracterizam viscosidade comparativamente baixas. Em geral, a 23° C, as dispersões poliméricas da invenção têm uma viscosidade de Brookfield (determinada de acordo com DIN ISO EN 3219 a 23° C, 100 s'1) de não mais do que 1500 mPa.s, mais particularmente não mais do que 1300 mPa.s e mais preferivelmente não mais do que 1000 mPa.s, por exemplo, 50 a 1500 mPa.s, mais particularmente 80 a 1300 mPa.s e mais particularmente 100 a 1000 mPa.s. As dispersões poliméricas da invenção são notáveis, além disso, para bons níveis de coesão e adesão e também para uma tendência baixa na parte das películas adesivas sensíveis a pressão produzidas a partir destes com relação ao branqueamento sob exposição a umidade. Além disso, as dispersões poliméricas da invenção caracterizam boas estabilidades de corte e uma tendência baixa com relação à formação de coágulo e pedaços.
Os tamanhos de partícula e distribuições de tamanho de partícula relatados aqui dizem respeito aos diâmetros de partícula a 23° C que são determinados pela centrifugação e discriminados de acordo com as frações de massa. A determinação é feita, tipicamente, por meio de uma ultracentrífuga de acordo com as técnicas padrão, como, por exemplo, de acordo com os métodos descritos por H. Cõlfen, Analytical Ultracentrifugation of Nanoparticles em Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, (American Scientific Publishers, 2004), pp. 67-88, ou W. Mãchtle and L. Bõrger em Analytical Ultracentrifugation of Polymers and
Nanoparticles, (Springer, Berlin, 2006).
As dispersões poliméricas da invenção têm uma distribuição de tamanho de partícula polimodal. Em outras palavras, a distribuição dos tamanhos de partícula das partículas poliméricas presentes na dispersão, discriminados de acordo com as frações de massa, diferem significantemente de uma distribuição monomodal, isto é, distribuição gaussiana e, em geral, possuem pelo menos dois máximos pronunciados, que diferem, em geral, por pelo menos 50 nm, mais particularmente pelo menos 100 nm. A polimodalidade de uma distribuição de tamanho de partícula pode ser caracterizada, convencionalmente, pelo índice de polidispersidade Q:
Q _ ^90 ~~ *Ao ^50 em que d10é o diâmetro de partícula abaixo do qual 10 % em peso das partículas poliméricas caem, d50 é o diâmetro de partícula abaixo do qual 50 % em peso das partículas poliméricas caem e dgo é o diâmetro de partícula abaixo do qual 90 % em peso das partículas poliméricas caem.
Visto que as distribuições de tamanho de partícula monomodal são, em geral, caracterizadas por um índice de polidispersidade Q abaixo de 0,3, por exemplo, 0,05 a 0,3, dispersões poliméricas polimodais costumeiramente têm um índice de polidispersidade Q bem acima de 0,3, em geral, pelo menos 0,4, frequentemente pelo menos 0,5 e mais particularmente pelo menos 0,6, por exemplo, na faixa de 0,4 a 2, mais particularmente 0,5 a
1,5 e especialmente 0,6 a 1,2.
No contexto de seu uso em PSAs, as dispersões poliméricas preferidas da invenção são aquelas em que pelo menos 70 %, mais particularmente pelo menos 75 % e especialmente pelo menos 80 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula abaixo de 340 nm, ou pelo menos 80 %, mais particularmente pelo menos 85 % e especialmente pelo menos 90 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula abaixo de 360 nm e mais particularmente pelo menos 80 % e especialmente pelo menos 90 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula abaixo de 330 nm. Correspondentemente, a figura d90 na fórmula Q é preferivelmente não mais do que 350 nm e mais particularmente não mais do que 340 nm. Costumeiramente, a figura d90 está na faixa de 150 a 350 nm e, especialmente, na faixa de 200 a 340 nm.
Também será preferido, se não mais do que 20 % e, mais particularmente, não mais do que 10 % em peso das partículas poliméricas tenham um diâmetro de partícula abaixo de 70 nm. Será particularmente preferido se menos do que 20 % e mais particularmente menos do que 10 % em peso das partículas poliméricas tenham um diâmetro de partícula abaixo de 80 nm ou ainda abaixo de 90 nm. Correspondentemente, o di0 na formula Q é preferivelmente pelo menos 70 nm, mais particularmente pelo menos 80 nm e especialmente pelo menos 90 nm e está situado, por exemplo, na faixa de 70 a 150 nm, frequentemente na faixa de 80 a 140 nm e especialmente na faixa de 90 a 130 nm.
Nas dispersões poliméricas da invenção, o diâmetro de partícula médio ponderado (figura d50) está situado customeiramente na faixa de 90 a 320 nm.
No contexto do uso inventivo como PSAs, este mostrou-se adicionalmente vantajoso se 10 % a 60 % e mais particularmente 15 % a 50 % em peso das partículas poliméricas na dispersão polimérica têm um diâmetro de partícula na faixa de 70 a 180 nm e especialmente na faixa de 80 a 150 nm e 40 % a 90 %, mais particularmente 50 % a 85 %, em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula na faixa de 180 a 340 nm e especialmente na faixa de 200 a 330 nm.
De acordo com a invenção, as dispersões poliméricas aquosas têm uma temperatura de transição vítrea abaixo de -10° C, preferivelmente de não mais do que -20° C e mais particularmente não mais do que -30° C. Em geral, a temperatura de transição vítrea está situada na faixa de -10 a -60° C, preferivelmente na faixa de -20 a -55° C e mais particularmente na faixa de -30 a -50° C. As temperaturas de transição vítrea relatadas aqui podem ser determinadas pelos métodos típicos, tais como termoanálise diferencial ou calorimetria de varredura diferencial (ver, por exemplo, ASTM 3418/82, temperatura de ponto médio).
Os polímeros nas dispersões poliméricas aquosas são compostas de monômeros etilenicamente insaturados M do tipo costumeiramente utilizado nas dispersões poliméricas aquosas para PSAs. As vantagens da invenção são manifestadas mais particularmente no caso de dispersões poliméricas aquosas com base em acrilatos de alquila. Em tais dispersões poliméricas, o polímero compreende em geral pelo menos 65 %, frequentemente pelo menos 70 %, em peso de pelo menos um acrilato de alquila C2-C12 na forma copolimerizada. Os acrilatos de alquila C2-C12 também são referidos abaixo como monômeros a). Correspondentemente, os monômeros etilenicamente insaturados M que constituem o polímero compreendem, em geral pelo menos 65 %, frequentemente pelo menos 70 %, mais particularmente pelo menos 75 %, por exemplo, 65 % a 100 %, em geral 65 % a 99,8 %, frequentemente 70 % a 99 % e mais particularmente 75 % a 95 %, em peso, de pelo menos um monômero selecionado de acrilatos de alquila C2-C12.
Os monômeros preferidos a) são aqueles acrilatos de alquila
C2-C12 cujo homopolímero tem a temperatura de transição vítrea, Tg, de não mais do que -10° C, mais particularmente não mais do que -20° C e mais particularmente não mais do que -30° C. Os exemplos de acrilatos de alquila
C2-C12 adequados são acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de isopropila, acrilato de n-butila, acrilato de 2-butila, acrilato de isobutila, acrilato de n-pentila, acrilato de n-hexila, acrilato de 2-etiilexila, acrilato de n-heptila, acrilato de isoeptila, acrilato de n-octila, acrilato de isooctila, acrilato de 2-propileptila, acrilato de decila, acrilato de isodecila, acrilato de dodecila e acrilato de isododecila e misturas destes. Os acrilatos de alquila C2Cj2 preferidos são acrilato de n-butila, acrilato de n-hexila, acrilato de 2-etiilexila, acrilato de isooctila, acrilato de 2-propileptila, acrilato de decila, acrilato de isodecila e também misturas dos acrilatos de alquila preferidos mencionados acima, um exemplo sendo uma mistura de acrilato de n-butila com acrilato de 2-etiilexila e/ou com acrilato de 2-propileptila.
Além dos acrilatos de alquila mencionados acima, os monômeros M que constituem o polímero compreendem, em geral, até 35 %, frequentemente até 30 %, mais particularmente até 25 %, por exemplo, 0,2 % a 35 %, frequentemente 1 % a 30 % e mais particularmente 5 % a 25 %, em peso, com base, em cada caso, no peso total dos monômeros M, de um ou mais monômeros monoetilenicamente insaturados dos tipos que são costumeiramente utilizados em PSAs e que são diferentes de acrilatos de alquila C2-C[2. Os exemplos de monômeros adicionais adequados são como segue:
b) monômeros monoetilenicamente insaturados tendo uma solubilidade em água limitada de em geral não mais do que 60 g/1 em 20° C (monômeros b) abaixo de), tais como acrilato de metila, monômeros vinilaromáticos tal como estireno, α-metilestireno, viniltolueno, 4-n-butilestireno e 4-terc-butilestireno, ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos C2-Cio alifáticos, tais como acetato de vinila e propionato de vinila, metacrilatos de alquila C]-Ci2, ésteres fenoxialquila de ácidos monocarboxílicos C3-C8 monoetilenicamente insaturado, mais particularmente acrilato de metacrilato de 2-fenoxietila, nitrilas monoetilenicamente insaturadas, tal como acrilonitrila e metacrilonitrila. A fração dos monômeros b) é frequentemente de 1 % a 30 %, mais particularmente 4 % a 25 %, em peso, com base no peso total dos monômeros M;
c) os monômeros monoetilenicamente insaturados neutros tendo uma solubilidade de água aumentada de, em geral, pelo menos 80 g/1 e mais particularmente pelo menos 100 g/1 em 20° C, os exemplos sendo amidas de ácidos monocarboxílicos C3-C8 monoetilenicamente insaturados tais como acrilamida e metacrilamida e ésteres de hidróxi-alquila C2-C4 de ácidos monocarboxílicos C3-C8 monoetilenicamente insaturados, mais particularmente acrilatos de hidroxialquila C2-C4 e metacrilatos, tais como acrilato de 2-hidroxietila, metacrilato de 2-hidroxietila, acrilato de 2-hidroxipropila, metacrilato de 2-hidroxipropil, acrilato de 3-hidroxipropila, metacrilato de 3-hidroxipropila, acrilato de 4-hidroxibutila e metacrilato de 4-hidroxibutila e misturas destes. A fração dos monômeros c) como uma proporção dos monômeros M, em geral, não excederá 10 % em peso e, onde estes estão presentes, é costumeiramente de 0,1 % a 10 %, frequentemente de 0,2 % a 5 % e mais particularmente de 0,5 % a 4 %, em peso, com base na quantidade total dos monômeros M;
d) monômeros monoetilenicamente insaturados tendo um grupo ácido, mais particularmente um grupo carboxila (COOH) ou um grupo hidroxissulfonila (SO3H) e seus sais, os exemplos sendo ácidos monocarboxílicos C3-C8 monoetilenicamente insaturados, tais como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotônico e ácido isocrotônico, ácidos dicarboxílicos C4-C8 monoetilenicamente insaturados, tais como ácido maléico, ácido fumárico e ácido itacônico e ácidos sulfônicos monoetilenicamente insaturados, tais como ácido vinilsulfônico, ácido metalilsulfônico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico. A fração dos monômeros tendo pelo menos um grupo ácido, onde estes estão presentes, é de 0,1 % a 5 %, mais particularmente 0,2 % a 3 % e especialmente 0,5 % a
2,5 %, em peso, com base na quantidade total dos monômeros M. Monômeros preferidos d) são aqueles tendo pelo menos um grupo carboxila e mais particularmente ácido acrílico e ácido metacrílico e também misturas destes.
Em uma forma de realização preferida da invenção, os monômeros M que constituem o polímero compreendem 0,1 % a 30 %, frequentemente 1 % a 30 % e mais particularmente 4 % a 25 % em peso de monômeros monoetilenicamente insaturados b), que são selecionados preferivelmente de acrilato de metila, metacrilatos de alquila CrCi2 e monômeros vinilaromáticos. Particularmente, os monômeros preferidos b) são acrilato de metila, metacrilatos de alquila C1-C4, mais particularmente, acrilato de metila e estireno. Entre estes, preferência mais particular é dada àquelas dispersões poliméricas em que os monômeros M, com base em seu peso total, compreendem de 1 % a 30 %, mais particularmente 3 % a 20 %, em peso de pelo menos um primeiro monômero b (monômero b.l) selecionado de acrilato de metila, metacrilatos de alquila C1-C4, especialmente metacrilato de metila e misturas destes e até 5 %, por exemplo, 0,1 % a 5 %, mais particularmente 0,5 % a 4 % e especialmente 1 % a 3 %, em peso, de pelo menos um monômero vinilaromático (monômeros b.2), especialmente estireno, a quantidade total dos monômeros b.l mais b.2 sendo de 1 % a 30 % e mais particularmente 4 % a 25 %, em peso, com base no peso total dos monômeros M.
Além disso, isto mostrou-se vantajoso se os monômeros M compreenderem pelo menos um monômero monoetilenicamente insaturado tendo pelo menos um grupo hidroalquila. Estes monômeros também são referidos abaixo como monômeros c). Os monômeros preferidos c) são selecionados de acrilatos e metacrilatos de hidroxialquila C2-C4, tais como acrilato de 2-hidroxietila, metacrilato de 2-hidroxietil, acrilato de 2-hidroxipropila, metacrilato de 2-hidroxipropila, acrilato de 3-hidroxipropila, metacrilato de 3-hidroxipropila, acrilato de 4-hidroxibutila e metacrilato de 4-hidroxibutila. A fração dos monômeros c) como uma proporção dos monômeros M é costumeiramente de 0,1 % a 10 %, frequentemente de 0,5 % a 5 % e mais particularmente 1 % a 4 %, em peso, com base na quantidade total dos monômeros M.
Ainda é mostrado vantajoso se os monômeros M que constituem o polímero compreenderem não mais do que 5 % em peso de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo ácido (monômeros d) abaixo de). A fração dos monômeros tendo pelo menos um grupo ácido, quando estes estão presentes, é de 0,1 % a 5 %, em peso, mais particularmente 0,2 % a 3 % e especialmente 0,5 % a 2,5 %, em peso, com base na quantidade total dos monômeros M. Os monômeros preferidos d) são aqueles tendo pelo menos um grupo carboxila e mais particularmente ácido acrílico e ácido metacrílico e também misturas destes.
O polímero da invenção pode, além dos monômeros monoetilenicamente insaturados mencionados acima, também compreendem pequenas quantidades de monômeros polietilenicamente insaturados, que quando o polímero é preparado resulta na reticulação. A fração de tais monômeros, entretanto, em geral não excederá 1 %, mais particularmente 0,5 % e especialmente 0,1 %, em peso, com base na quantidade total dos monômeros M que constituem o polímero. Os exemplos de monômeros polietilenicamente insaturados são diésteres e triésteres de ácidos carboxílicos etilenicamente insaturados, mais particularmente os bis- e trisacrilatos de dióis e polióis tendo 3 ou mais grupos OH, os exemplos sendo os bisacrilatos e os bismetacrilatos de etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, neopentil glicol ou polietileno glicóis, ésteres vinílicos e alílicos de ácidos dicarboxílicos saturados ou insaturados e os ésteres vinílicos e alílicos de ácidos monocarboxílicos monoetilenicamente insaturados.
Em uma forma de realização preferida da presente invenção o polímero é composto, até certo ponto de pelo menos 99 %, mais particularmente pelo menos 99,5 % e especialmente pelo menos 99,9 % ou
100 % em peso, de monômeros monoetilenicamente insaturados M, os monômeros M naquele caso que, preferivelmente, compreende os seguintes monômeros:
a) 65 % a 99,8 %, mais particularmente 70 % a 99 % e especialmente 75 % a 95 % em peso de monômeros a) selecionado de acrilatos de alquila C2-C12 e misturas destes;
b) 0,1 % a 35 %, mais particularmente 1 % a 30 % e especialmente 4 % a 25 % em peso de monômeros b) selecionado de acrilato de metila, metacrilatos de alquila C1-C12 e monômeros vinilaromáticos, mais particularmente de acrilato de metila, metacrilatos de alquila CrC4 e estireno e, especialmente, de acrilato de metila, metacrilato de metila e estireno e também de misturas destes;
c) 0,1 % a 10 %, mais particularmente 0,2 % a 5 % e especialmente 0,5 % a 4 % em peso de monômeros c) selecionado de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo hidroalquila e mais particularmente dos acrilatos e metacrilatos de hidroxialquila C2-C4 mencionados acima e também misturas destes e
d) 0 % a 5 %, frequentemente 0,1 % a 5 %, mais particularmente 0,2 % a 3 % e especialmente 0,5 % a 2,5 % em peso de monômeros d) selecionado de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo ácido, mais particularmente ácidos monocarboxílicos C3-C6 monoetilenicamente insaturados e especialmente ácido acrílico e ácido metacrílico e também misturas destes.
Em uma forma de realização particularmente preferida da presente invenção o polímero é composto, até certo ponto, de pelo menos 99 %, mais particularmente pelo menos 99,5 % e especialmente pelo menos 99,9 % ou 100 %, em peso de monômeros monoetilenicamente insaturados M, os monômeros M naquele caso, preferivelmente, que compreende os seguintes monômeros:
a) 65 % a 99,8 %, mais particularmente 70 % a 99 % e especialmente 75 % a 95 % em peso de monômeros a) selecionado de acrilatos de alquila C2-C12 e misturas destes;
b.l) 0,1 % a 35 %, mais particularmente 1 % a 30 % e especialmente 3 % a 20 % em peso de monômeros b.l) selecionado de acrilato de metila e metacrilatos de alquila C1-C12, mais particularmente de acrilato de metila e metacrilato de metila e também de misturas destes;
b.2) 0,1 % a 5 %, mais particularmente 0,5 % a 4 %, especialmente 1 % a 3 %, em peso de pelo menos um monômero vinilaromático (monômeros b.2), especialmente estireno;
c) 0,1 % a 10 %, mais particularmente 0,2 % a 5 % e especialmente 0,5 % a 4 % em peso de monômeros c) selecionado de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo hidroalquila e mais particularmente dos acrilatos e metacrilatos de hidroxialquila C2-C4 mencionados acima e também misturas destes; e
d) 0 % a 5 %, frequentemente 0,1 % a 5 %, mais particularmente 0,2 % a 3 % e especialmente 0,5 % a 2,5 % em peso de monômeros d) selecionado de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo ácido, mais particularmente ácidos monocarboxílicos C3-C6 monoetilenicamente insaturados e especialmente ácido acrílico e ácido metacrílico e também misturas destes.
Além do polímero, as dispersões poliméricas aquosas costumeiramente, ainda compreende pelo menos uma substância ativa na superfície para estabilizar as partículas poliméricas. Estas substâncias incluem emulsificadores iônicos e não iônicos e também colóides e estabilizantes protetores iônicos e não iônicos. Os emulsifícantes, ao contrário dos colóides protetores, são entendidos serem substâncias ativas na superfície cujo peso molecular (média numérica) está tipicamente abaixo de 2000 g/mol e especialmente abaixo de 1500 g/mol. Os colóides protetores, por sua vez, são tipicamente, polímeros solúveis em água tendo um peso molecular médio numérico de mais do que 2000 g/mol, na faixa, por exemplo, de 2000 a 100.000 g/mol e mais particularmente na faixa de 5000 a 50.000 g/mol. Os colóides protetores e emulsificantes podem, é claro, ser usados em uma mistura.
A quantidade de substância ativa na superfície está situada tipicamente na faixa de 0,1 % a 10 %, preferivelmente 0,2 % a 5 %, em peso, com base em 100 % em peso de polímero ou em 100 % em peso dos monômeros M que constituem o polímero.
As dispersões poliméricas da invenção, além do polímero, preferivelmente compreendem exclusivamente emulsificadores. Mais particularmente, este foi observado apropriado para a dispersão polimérica para compreender uma combinação de pelo menos um emulsificador aniônico e pelo menos um não iônico como substância ativa na superfície.
Os emulsificantes aniônicos, tipicamente, incluem, ácidos carboxílicos alifáticos tendo, em geral, pelo menos 10 átomos de C e também seus sais, mais particularmente seus sais de amônio e sais de metal alcalino, ácidos sulfônicos alifáticos, aralifáticos e aromáticos tendo, em geral, pelo menos 6 átomos de C e também seus sais, mais particularmente, seus sais de amônio e sais de metal alcalino, monoésteres sulfuricos de alcanóis etoxilados e alquilfenóis e também seus sais, mais particularmente, seus sais de amônio e sais de metal alcalino e também fosfatos de alquila, aralquila e arila, incluindo monoésteres fosfóricos de alcanóis e alquilfenóis.
Os exemplos de emulsificantes aniônicos adequados são como segue: sais de metal alcalino de ésteres dialquílicos de ácido sulfossuccínico e também sais de metal alcalino e sais de amônio de sulfatos de alquila (radical alquila: Cg a C12), de monoésteres sulfuricos de alcanóis etoxilados (grau EO:
a 30, radical alquila: C12 a Cjg), de monoésteres sulfuricos de alquilfenóis etoxilados (grau EO: 3 a 50, radical alquila: C4 a C9), de ácidos alquilsulfônicos (radical alquila: C12 a Ci8) e de ácidos alquilarilsulfônicos (radical alquila: C9 a Ci8). Os exemplos de emulsificantes adequados são os compostos indicados abaixo da fórmula geral
em que R1 e R2 são hidrogênio ou alquila C4 a C]8 e não são simultaneamente hidrogênio e X e Y podem ser íons de metal alcalino e/ou íons de amônio. Preferivelmente R1 e R2 são radicais alquila lineares ou ramificados tendo de 6 a 14 átomos de C ou hidrogênio e mais particularmente tendo 6, 12 e 16 átomos de C, com R1 e R2 não sendo ambos simultaneamente sendo hidrogênio. X e Y são preferivelmente íons de sódio, potássio ou amônio com sódio sendo particularmente preferido. Os compostos particularmente vantajosos são aqueles em que X e Y são sódio, R1 é um radical alquila ramificado tendo 12 átomos de C e R é hidrogênio ou tem uma das outras definições que não o hidrogênio estabelecido para R1. Uso é frequentemente feito de misturas técnicas que tem uma fração de 50 % a 90 % em peso do produto monoalquilado, um exemplo sendo Dowfax® 2A1 (marca registrada da Dow Chemical Company).
Os emulsificantes não iônicos adequados são customeiramente alcanóis etoxilados tendo de 8 a 36 átomos de C no radical alquila, mono-, die tri-alquilfenóis etoxilados tendo costumeiramente de 4 a 12 átomos de C, os alcanóis e alquilfenóis etoxilados tendo um grau de etoxilação na faixa de 3 a 50.
Os emulsificantes adequados adicionais são encontrados, por exemplo, em Houben-Weil, Metoden der organischen Chemie, volume 14/1,
Makromolekulare Stoffe [Macromolecular compounds], Georg Thieme
Verlag, Stuttgart, 1961, pp. 192 a 208.
Os emulsificantes adicionais são comercialmente disponíveis, como, por exemplo, sob os nomes comerciais Dowfax® 2 Al, Emulan® NP 50, Dextrol® OC 50, Emulgator 825, Emulgator 825 S, Emulan® OG, Texapon® NSO, Nekanil® 904 S, Lumiten® I-RA, Lumiten® I-SC, Lumiten® E 3065, Disponil® FES 77, Lutensol® AT 18, Steinapol VSL, Emulphor NPS 25.
Os sistemas em questão, de acordo com a invenção, são dispersões poliméricas aquosas - isto é, o polímero toma a forma de uma fase heterogênea composta de partículas finamente divididas, tendo os tamanhos de partícula polimérica indicadas acima, em uma fase aquosa homogênea. A fase aquosa homogênea pode compreender — além de água e também dos auxiliares que são costumeiramente usados durante a preparação, tais como substâncias ativas de superfície, ácidos, bases e produtos de decomposição da polimerização de emulsão - quantidades pequenas de solventes orgânicos miscíveis em água. A fração dos componentes mencionados por último costumeiramente não excederão 1 % em peso, com base no peso total da dispersão.
Para a preparação das dispersões poliméricas aquosas da invenção é possível, em princípio, proceder utilizando-se os processos conhecidos da técnica anterior para a preparação de dispersões poliméricas tendo uma distribuição de partícula polimérica polimodal. Os exemplos incluem a mistura de pelo menos duas dispersões poliméricas diferentes com uma distribuição de tamanho de partícula monomodal, as dispersões poliméricas diferindo em seu tamanho de partícula médio, como descrito em EP 81083 e WO 84/04491, por exemplo. Uma outra possibilidade é preparar as dispersões poliméricas por meio da polimerização de emulsão aquosa de radical livre de monômeros etilenicamente insaturados na presença de duas treliças de semente que diferem de seu tamanho de partícula médio. Um processo daquele tipo também é descrito em EP 81083. Um outro procedimento que pode ser adotado para a preparação das dispersões poliméricas da invenção é carregar uma polimerização de emulsão aquosa de radical livre dos monômeros M por um processo de alimentação de monômero, em que, no curso da polimerização, quando alguns dos monômeros já sofreram polimerização, uma grande quantidade de emulsificador é adicionada, que inicia a formação de uma nova geração de partícula. Um processo daquele tipo é conhecido do EP 8775, por exemplo.
Para as dispersões poliméricas da invenção, entretanto, foi mostrado vantajoso utilizar o processo descrito abaixo da polimerização de emulsão aquosa de radical livre dos monômeros M que constitui o polímero. Neste processo, uma polimerização de emulsão aquosa de radical livre dos monômeros etilenicamente insaturados M é realizado de acordo com um processo de alimentação de monômero em que pelo menos um polímero de semente particulada 1 está incluída na carga inicial para o reator de polimerização e pelo menos um polímero de semente adicional 2, na forma de uma dispersão aquosa, é adicionado no curso de polimerização.
Um processo de alimentação de monômero, aqui e abaixo, significa que pelo menos 95 % e, mais particularmente, pelo menos 99 % dos monômeros a serem polimerizados são adicionados sob condições de polimerização a um reator de polimerização em que já existe um primeiro polímero de semente particulada localizado, tipicamente na forma de uma dispersão aquosa do polímero de semente.
O termo polímero de semente é entendido pelo trabalhador habilitado referir-se a um polímero finamente dividido na forma de uma dispersão polimérica aquosa. O tamanho de partícula médio ponderado do polímero de sementes usado no processo da invenção (peso médio, figura d50) está, costumeiramente, abaixo de 200 nm, frequentemente na faixa de 10 a 150 nm e mais particularmente na faixa de 20 a 120 nm. O polímero de semente da carga inicial, isto é, o primeiro polímero de semente particulado 1, localizado no reator de polimerização no início da polimerização, tem um tamanho de partícula médio ponderado costumeiramente na faixa de 20 a 150 nm e preferivelmente na faixa de 25 a 120 nm. Como ainda para o polímero de semente 2, adicionado no curso da polimerização, o tamanho de partícula médio ponderado está preferivelmente na faixa de 5 a 120 nm e mais particularmente na faixa de 10 a 100 nm.
A composição de monômero do polímero de sementes é de menor importância. Adequadamente é possuído ambos pelos polímeros de semente que são compostos predominantemente de monômeros vinilaromáticos e mais particularmente de estireno (denominado semente de estireno) e pelos polímeros de semente que são compostos predominantemente de acrilatos de alquila CrCio e/ou metacrilatos de alquila Ci-Cio, tal como de uma mistura de acrilato de butila e metacrilato de metila, por exemplo. Por outro lado estes monômeros principais, que tipicamente levam em conta pelo menos 80 % em peso e mais particularmente pelo menos 90 % em peso do polímero de semente, o polímero de sementes também pode compreender, na forma copolimerizada, monômeros diferentes destes, mais particularmente monômeros tendo uma solubilidade em água elevada, exemplos sendo monômeros tendo pelo menos uma função ácida e/ou monômeros neutros com uma solubilidade em água aumentada. A fração de tais monômeros não geralmente excederá 20 % e mais particularmente 10 % em peso e, onde estes estão presentes, é situado tipicamente na faixa de 0,1 % a 10 % em peso, com base na quantidade total dos monômeros que constitui o polímero de semente.
Em geral, o primeiro polímero de semente 1 será usado em uma quantidade de 0,1 % a 2 %, mais particularmente em uma quantidade de
0,2 % a 1 %, em peso, com base na quantidade total dos monômeros M a ser polimerizado. O primeiro polímero de semente é preferivelmente que é denominado uma semente de acrilato.
O polímero de semente 2, adicionado no curso da reação de polimerização, será costumeiramente usado em uma quantidade de 0,05 % a 2 %, mais particularmente em uma quantidade de 0,1 % a 1 % e especialmente em uma quantidade de 0,1 % a 0,5 %, em peso, com base na quantidade total dos monômeros a ser polimerizado. O polímero de semente 2 é geralmente adicionado não antes de quando pelo menos 10 % e mais particularmente pelo menos 20 % em peso dos monômeros M a serem polimerizados já são localizados no reator de polimerização. A adição do polímero de semente 2 é geralmente finalizado não depois do que quando 90 %, mais particularmente 80 %, mais preferivelmente 70 % ou especialmente 60 % dos monômeros a serem polimerizados são localizados no reator de reação. O polímero de semente 2 pode ser adicionado em uma porção, em duas ou mais porções, ou continuamente. Particularmente é preferido, denominado uma injeção de semente, onde o polímero de semente é introduzido no reator de polimerização sob condições de polimerização em um período curto de tempo, geralmente não excede 5 minutos. A injeção de semente acontece costumeiramente quando 10 % a 90 %, mais particularmente 10 % a 80 %, mais preferivelmente 15%a70%e especialmente 20 % a 60 % em peso dos monômeros M a serem polimerizados estão localizados no reator de polimerização.
Através da quantidade do polímero de semente 1 e/ou através da razão do polímero de semente 1 aos monômeros M é possível ajustar o tamanho de partícula máxima das partículas poliméricas na dispersão. Uma fração pequena de polímero de semente 1, com base nos monômeros M, levam em geral as partículas de polímeros mais amplos, considerando uma grande quantidade do polímero de semente 1 leva em geral as partículas de polímero menor. O período de uma adição do segundo polímero de semente e a razão de peso do polímero de semente 2 aos monômeros M, são usados para fabricar os ajustes, em particular, ao tamanho da partícula e a fração de peso das partículas de polímero menores na dispersão. Quanto mais cedo o segundo polímero de semente 2 é adicionado, mais alta a fração das partículas de polímero menores em uma dispersão polimérica. No mesmo período, entretanto, existe um aumento no tamanho de partículas menores e deste modo a figura di0 na adição precoce do polímero de semente 2 é maior do que no caso de uma adição posterior. As considerações similares aplicam a quantidade do polímero de semente 2. Quanto maior a razão do polímero de semente 2 aos monômeros a ser polimerizado, maior a fração de partículas de polímero menores e maior figura dio para uma distribuição de tamanho de partícula.
A polimerização de emulsão aquosa de radical livre é costumeiramente realizada na presença de substâncias ativas de superfície como descrito acima. No processo da invenção é preferido usar exclusivamente emulsificadores. Mais particularmente foi observado apropriado pelo uso de uma combinação de pelo menos um emulsificador aniônico e pelo menos um emulsificador não iônico como substância ativa de superfície.
As substâncias ativas de superfície são usados costumeiramente em quantidades de 0,1 % a 10 %, mais particularmente em quantidades de 0,2 % a 5 %, em peso, com base em pesos dos monômeros M a ser polimerizado.
Os iniciadores usados para a polimerização de emulsão de radical livre são tipicamente as substâncias solúveis em água que formam os radicais livres.
Os iniciadores solúvel em água para a polimerização de emulsão são compostos de peróxido orgânico ou inorgânico, isto é, compostos tendo pelo menos um grupo de peróxido ou hidroperóxido, exemplos sendo sais de amônio e sais metálicos alcalinos de ácido peroxodissulfórico, por exemplo, peroxodissulfato de sódio, peróxido de hidrogênio, ou peróxidos orgânicos, por exemplo, hidroperóxido de terc-butila.
Também adequados são aqueles denominados dos sistemas iniciadores de oxidações (redox). Os sistemas iniciadores redox são compostos de pelo menos um, usualmente agente de redução inorgânico e um agente de oxidação orgânico ou inorgânico. O componente de oxidação compreende, por exemplo, os compostos de peróxido já estado acima. Os componentes de redução compreende, por exemplo, sais metálicos alcalinos ou ácido sulfuroso, tal como sulfeto de sódio, sulfeto de hidrogênio de sódio, sais metálicos alcalinos dos ácidos dissulfurosos tal como bissulfeto de sódio, compostos de adição de bissulfeto com aldeídos alifáticos e cetonas, tal como bissulfeto de acetona, ou agentes de redução tal como ácido de hidroximetanossulfônico e seus sais, ou ácido ascórbico. Os sistemas iniciadores redox podem ser usados em conjugação com compostos metálicos solúveis cujo o componente metálico é capaz de ocorrer em uma pluralidade de um estado de valência. Os sistemas iniciadores redox típico são, por exemplo, ácido ascórbico/sulfato de ferro (II)/peroxidissulfato de sódio, hidroperóxido de terc-butila/bissulfeto de sódio, hidroperóxido de tercbutila/ácido de hidroximetanossulfônico Na. Os componentes individuais, o componente de redução, por exemplo, também pode ser as misturas, um exemplo sendo uma mistura do sal ácido de ácido de hidroximetanossulfônico e bissulfeto de sódio.
Os iniciadores estados são usados principalmente na forma de soluções aquosas, a concentração inferior sendo determinado pela quantidade de água que é aceitável na dispersão e a concentração superior pela solubilidade do composto respectivo em água. Em geral, a concentração é 0,1 % a 30 %, preferivelmente 0,5 % a 20 %, mais preferivelmente 1,0 % a 10 %, em peso, com base na solução.
A quantidade de iniciadores é geralmente 0,1 % a 10 %, preferivelmente 0,5 % a 5 %, em peso, com base nos monômeros a serem polimerizados. E possível por dois ou mais iniciadores diferentes a ser usado na polimerização de emulsão.
Na polimerização é possível usar os reguladores, em quantidades de 0 % a 1 % em peso, por exemplo, com base nos monômeros M a ser polimerizado. Por este meio da massa molar do polímero é reduzido. Adequadamente é possuído, por exemplo, pelos compostos tendo um grupo tiol, tal como mercaptano de terc-butila, mercaptoetanol, ácido tioglicólico, éster etílico do ácido tioglicólico, mercaptopropiltrimetoxisilano e mercaptano de terc-dodecila. Opcionalmente é de vantagem adicionar o regulador, no curso da polimerização, em um período de tempo relativamente longo, como por exemplo em paralelo com a adição dos monômeros Μ. A adição pode então ser feita em uma taxa de alimentação contínua ou com um aumento ou diminuição da taxa de alimentação.
O processo da invenção é realizado como o processo de alimentação, isto é, pelo menos 95 % dos monômeros M a serem polimerizados são adicionados ao reator de polimerização sob condições de polimerização no curso da polimerização. A adição pode ser feita continuamente ou em estágios. No curso da polimerização a composição de monômero pode ser mudado uma vez ou mais vezes ou também continuamente (procedimento gradiente).
Um procedimento preferido no processo da invenção é para introduzir uma mudança inicial o primeiro polímero de semente 1 na forma de uma dispersão aquosa, opcionalmente junto com água, para aquecer a mudança inicial pela temperatura de polimerização e então para adicionar uma porção do iniciador de polimerização, por exemplo, 1 % a 20 % e mais particularmente 5 % a 15 % em peso, com base em uma quantidade total do iniciador. Um procedimento alternativo é primeiro para adicionar a porção do iniciador de polimerização e então para realizar o aquecimento pela temperatura de polimerização. Neste ponto no período do reator de polimerização recebe preferivelmente menos do que 1 % em peso dos monômeros M a ser polimerizado. Este é seguido pela adição dos monômeros a serem polimerizados ao reator de polimerização sob condições de polimerização. A adição acontece tipicamente em um período relativamente longo de pelo menos 30 minutos, por exemplo, 30 minutos a 10 horas, mais particularmente em um período de 1 hora a 6 horas. Como já descrito, a adição pode acontecer com uma constante, taxa de aumento ou diminuição da adição. Em uma primeira forma de realização preferida, a adição acontece no início da polimerização, com uma taxa de alimentação aumentada. Em uma outra forma de realização também preferida do processo da invenção, a adição acontece com uma taxa de adição constante. Os monômeros podem ser adicionados como estes são. Preferivelmente os monômeros são adicionados na forma de uma emulsão de monômero aquoso, que costumeiramente compreende pelo menos parte, preferivelmente pelo menos 70 % em peso, das substâncias ativas de superfície usadas na polimerização de emulsão. Esta emulsão de monômero costumeiramente tem um teor de monômero na faixa de 60 % a 85 % e mais particularmente na faixa de 65 % a 80 % em peso. É possível a princípio adicionar os monômeros ou a emulsão de monômero ao reator de polimerização por intermédio de duas ou mais correntes de alimentação, sendo possível por uma composição de monômero das correntes de alimentação individuais a ser diferente de um outro. Em geral, entretanto, é suficiente adicionar os monômeros como uma mistura por intermédio de uma corrente de alimentação em um reator de polimerização. Onde os monômeros são adicionados ao reator de polimerização na forma de uma emulsão aquosa, podem ser de vantagem realizar a emulsificação fresca dos monômeros imediatamente antes da adição e em linha com sua adição no reator de polimerização, por um método contínuo, por exemplo. É também possível preparar a emulsão de monômero primeiro de todos e então para introduzir em um reator de polimerização na taxa de adição desejada.
Tipicamente, em paralelo com a adição do monômero, pelo menos uma porção da totalidade do iniciador de polimerização é adicionado. Costumeiramente pelo menos 80 % do iniciador de polimerização necessário para a polimerização de emulsão, mais particularmente 85 % a 95 % do iniciador de polimerização, é adicionado ao reator de polimerização no curso da reação de polimerização. O iniciador de polimerização pode ser adicionado em uma taxa constante ou com uma taxa de mudança, uma taxa de diminuição ou aumento, por exemplo.
A temperatura de polimerização e pressão de polimerização são de menor importância. A polimerização de emulsão acontece costumeiramente em temperaturas na faixa de 30 a 130, preferivelmente 50 a 90° C. A pressão de polimerização é situada tipicamente na região da pressão atmosférica, isto é, na pressão do ambiente, mas também pode ser levemente acima ou abaixo deste, na faixa de 800 a 1500 mbar, por exemplo.
O meio de polimerização pode ser compostos justamente de água ou de misturas de água e líquidos miscíveis em água tal como metanol. É preferido usar apenas água.
Em geral este é recomendável, após o final da reação de polimerização atual, isto é, após o final da adição dos monômeros a ser polimerizado, ou após uma conversão de pelo menos 95 % dos monômeros localizados no reator de polimerização, para realizar uma desodorização física e/ou química para o propósito da remoção dos monômeros não polimerizados. Em geral pelo menos uma desodorização química será realizada. A desodorização química é uma fase de pós-polimerização que é iniciada pela adição de pelo menos um iniciador de polimerização adicional, mais particularmente por meio de um dos sistemas iniciadores redox anteriormente mencionados. Os processos para este propósito são conhecidos, de DE-A-4435422, DE-A-4435423 e DE-A-4419518, por exemplo. A diminuição dos monômeros residuais também podem acontecer através das medições combinadas de desodorização química e física, em que o caso da desodorizarão física é preferivelmente realizado após a desodorização química. A dispersão polimérica deste modo obtido compreende preferivelmente menos do que 1500 ppm, mais particularmente menos do que 1000 ppm e mais preferivelmente menos do que 500 ppm de frações orgânicas voláteis TVOC. TVOC (compostos orgânicos voláteis totais) são todos compostos orgânicos tendo um ponto de ebulição de não mais do que 250° Cal bar. O teor volátil residual é determinado costumeiramente de acordo com DIN 55649.
Antes da dispersão polimérica ser usada, é costumeiramente para seu pH a ser ajustado ao valor pH > 4,5, mais particularmente um pH na faixa de 5 a 8. O pH é costumeiramente ajustado pela adição de uma base tal como amônia ou um hidróxido de metal alcalino, preferivelmente na forma de uma solução aquosa. Uma base preferida é amônia.
Este tem adicionalmente fornecido vantagens se a dispersão de polímero aquoso, após serem preparados, é estabilizado pela adição de uma substância ativa de superfície aniônica. Preferido para este propósito são os ésteres dialquílico do ácido sulfossucínico ou seus sais, mais particularmente os sais de sódio, especialmente os ésteres dialquílico do ácido sulfossucínico tendo 6 a 12 C átomos pelo radical alquila. A dispersão de polímero aquoso é costumeiramente misturado, seguido a polimerização de emulsão, com 0,05 % a 2 % e mais particularmente com 0,1 % a 1 % em peso de uma substância ativa da superfície aniônica deste grupo.
Em geral a dispersão de polímero aquoso será estabilizado com um biocida.
A dispersão de polímero aquosos da invenção são particularmente adequados como um componente adesivo nos adesivos sensíveis a pressão (PSAs). Consequentemente, a presente invenção ainda fornece para o uso das dispersões de polímero aquoso descrito neste nas composições de PSA.
A composição PSA pode ser composto de uma dispersão de polímero aquoso sozinho. Entretanto, além da dispersão de polímero aquoso, a composição PSA também pode compreender os adjuvantes adicionais, do grupo que são usuais em PSAs com base nas dispersões de polímero aquoso. Estes incluem as cargas, pigmentos, agentes de controle de fluxo, espessadores, biocidas e emulsificadores (resinas de aderência).
Os aderentes são, por exemplo, resinas naturais, tal como colofônias e seus derivados formados pelo desproporcionamento ou isomerização, polimerização, dimerização e/ou hidrogenação. Estes podem estar presentes em sua forma de sal (com, por exemplo, contadores de íons monovalentes ou polivalentes (cátions)), ou, preferivelmente, em sua forma esterificada. Os alcóois usados para a esterificação podem ser monoídricos ou poliídricos. Exemplos são metanol, etanodiol, dietileno glicol, trietileno glicol, 1,2,3-propanotiol, pentaerítritol. Também usado como aderentes, além disso, são resinas de hidrocarbonetos, exemplos sendo resinas de coumaronaindeno, resinas de politerpeno, resinas de hidrocarboneto com base nos compostos CH não saturados, tal como butadieno, penteno, metilbuteno, isopreno, piperileno, divinilmetano, pentadieno, ciclopenteno, ciclopentadieno, cicloexadieno, estireno, α-metilstireno e viniltolueno. Poliacrilatos que tem um peso molar baixo também pode ser usado como aderentes. Preferivelmente estes poliacrilatos tem um peso molecular médio ponderado Mw abaixo de 30.000. Os poliacrilatos são compostos preferivelmente a uma extensão de pelo menos 60 %, mais particularmente pelo menos 80 %, em peso de (met)acrilatos de alquila CrC8. Os aderentes preferidos são colofônias quimicamente modificados ou naturais. As colofônias são compostos predominantemente do ácido abiético ou derivados do ácido abiético. A quantidade em peso dos aderentes é preferivelmente 0 a 100 partes em peso, mais preferivelmente 0 a 50 partes em peso, com base em 100 partes em peso de polímero (sólidos/sólidos).
A dispersão polimérica da invenção e composições PSA são adequadas a princípio para a produção dos revestimentos adesivos sensíveis a pressão em qualquer um dos substratos desejados tal como papel, chapas plásticas, mais particularmente chapas plásticas transparentes e chapas plásticas metálicas ou metalizadas ou papel metalizado. Exemplos de chapas plásticas são películas feitas de polietileno, polipropileno, que foram orientados biaxial ou monoaxial, tereftalato de polietileno, cloreto de polivinila, poliestireno, poliamida e acetato de polivinila e também chapas laminadas, exemplos sendo tereftalato de polietileno/polietileno, acetato de polietileno/polivinil, álcool de polietileno/polivinílico.
A espessura do revestimento PSA é dependente da aplicação desejada e é situada costumeiramente na faixa de 1 a 500 pm, mais particularmente na faixa de 2 a 250 pm ou 5 a 200 pm, correspondente a um revestimento de 1 a 500 g/m , mais particularmente 2 a 250 g/m e especialmente 5 a 200 g/m2.
A dispersão polimérica ou PSAs pode ser aplicado por meio dos métodos típicos aos substratos a serem revestidos, tal como por rolo, revestimento por lâmina, dispersão, derramamento, etc., por exemplo. Também é possível primeiro aplicar a dispersão polimérica ou PSAs para liberar chapa, uma liberação de papel, por exemplo e para transferir a camada de PSA ao substrato desejado usando a dita chapa. A água presente nas composições podem ser removidas em uma maneira típica, por exemplo pela secagem em temperaturas na faixa de 20 a 150° C, mais particularmente na faixa de 50 a 150° C.
Considerando sua baixa tendência com relação ao branqueamento, estes são especialmente adequados para a produção dos revestimentos PSA nas chapas plásticas transparentes, mais particularmente para os rótulos de plásticos transparentes, que podem ser impressos em um ou ambos os lados.
Os exemplos e figuras abaixo servem para a ilustração da invenção.
Figura 1: Distribuição do tamanho de partícula de uma dispersão polimérica do exemplo comparativo 1 (distribuição de massa w(d)).
Figura 2: Distribuição do tamanho de partícula w(d) de uma dispersão polimérica do exemplo comparativo 3.
Figura 3: Distribuição do tamanho de partícula w(d) de uma dispersão polimérica do exemplo inventivo 1.
Figura 4: Distribuição do tamanho de partícula w(d) de uma dispersão polimérica do exemplo inventivo 3.
A Preparação e caracterização de uma dispersão polimérica
Determinação dos tamanhos de partícula: o tamanho da partícula foi determinada pelo método descrito por H. Cõlfen, Analytical Ultracentrifugation of Nanoparticles in Enciclopédia of Nanoscience and Nanotechnology, (American Scientific Publishers, 2004), pp. 67-88, a 23° C, em um 00,1 a 0,5 % em peso de diluição (com base nos teores de sólidos, transmissão leve de 10 %) de uma dispersão polimérica por meio de uma ultracentrifugadora (modelo Beckmann XL) em uma rampa do campo de centrifugação de 600 a 40 000 rpm, correspondente a uma aceleração de 2250 a 150 000 g, usando um sistema óptico com base na turbidez (ver também W. Mãchtle and L. Bõrger in Analytical Ultracentrifugation of Polimers and Nanoparticles, (Springer, Berlin, 2006); W. Mãchtle in Analytical Ultracentrifugation in Biochemistry and Polimer Science, S.E. Hãrting et al. (editors), Cambridge, Royal Society of Chemistry, 1992, pp. 147-175; and in W. Mãchtle, Makromolekulare Chemie 185 (1984), páginas 1025 - 1039). O diluente usado foi D2O com 0,5 g/1 Emulgator K30 (emulsificador; sal ácido de um alcanossulfonato).
Determinação da viscosidade: a viscosidade Brookfield foi determinada em um método com base em DIN EN ISO 3219 por meio de um viscômetro rotacional (reômetro Physica MCR 301 com um trocador de amostra e sistema de medição CC27, de Anton Paar) a 23° e uma taxa de corte de 0 a 500 s'1). A Figura relatada é o valor a 100 s'1.
A temperatura de transição vítrea foi determinada por meio de DSC de acordo com o método DSC descrito em ASTM 3418/82, com determinação da temperatura do ponto médio.
Transmissão de luz (LT): o valor LT foi determinado fotometricamente usando um fotômetro em 0,01 % em peso de diluição da dispersão a 23° C.
Ingredientes:
Solução emulsificadora 1: 58 % de concentração em peso da solução comercial do ácido do sal de um monoéster sulfurico de um etoxilado de alcanol C12-C14 (30 EO).
Solução emulsificadora 2: Dowfax® 2A1: 45 % de concentração em peso da solução do ácido do sal de uma mistura de éter difenílico de mono- e di-Ci2-alquil-bisidroxisulfonil.
Solução emulsificadora 3: 58 % de concentração em peso da solução do ácido do sal de di-2-etilexilsulfosuccinato.
Dispersão de semente 1: dispersão de polímero aquoso de um polímero de estireno tendo um teor de sólido de 33 % em peso e um tamanho de partícula média (média em peso, d5o) de 30 nm.
Dispersão de semente 2: dispersão de polímero aquoso de um polímero de acrilato (65 % em peso de acrilato de butila, 34 % em peso de metacrilato de metila, 1 % em peso do ácido acrílico) tendo um teor de sólido de 41 % em peso e um tamanho de partícula de polímero médio (média em peso, d5o) de 50 nm.
1. Exemplo comparativo 1
Um reator de polimerização foi carregado com 0,75 g do ácido ascórbico em 206 g de água deionizada. A mistura foi aquecida a 90° C. 9,62 g de 7 % de concentração em peso da solução aquosa de peroxodissulfato de sódio foram adicionados e, após 5 minutos adicionais, a 90° C, a adição de correntes de alimentação 1 e 2 foi começado. Corrente de alimentação 1 foi medida como seguem:
0,4 % em 6 minutos
3.8 % em 22 minutos
7,6 % em 22 minutos
11,4 % em 22 minutos
76.8 % em 2 horas e 18 minutos
Corrente de alimentação 2 foi medida durante 3 horas e 30 minutos. Durante a adição, a temperatura na mistura de reação foi mantida a 90° C. Após o final da corrente de alimentação 1, ainda 40 g de água deionizada foi adicionada. Este foi seguido pela neutralização sucessiva com 15 g de 10 % de concentração em peso da solução de hidróxido de sódio aquoso e 7,5 g de 10 % de concentração da solução de amônia aquosa. Ainda 10 g de água deionizada foi adicionada e então completado em uma hora a 90° C das correntes de alimentação 3 e 4 foram medidas. Subsequentemente
12,9 g da solução emulsificadora aquosa 3 e 30 g de água deionizada foram adicionada e a batelada foi agitada a 90° C por 15 minutos mais e então deixada esfriar em temperatura ambiente.
A dispersão polimérica obtida tem um teor de sólido de 64,2 % em peso, um pH de 5 e um LT (0,01 % em peso) de 37 %. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 620 mPa.s.
A distribuição de tamanho de partícula é mostrada na Figura 1.
Os valores dio, d5o e d90 são relatados na Tabela 1.
Corrente de alimentação 1: 1920 g de uma emulsão aquosa de 15 g do ácido acrílico, 29,7 g de acrilato de
2-hidroxipropil, 29,4 g de estireno, 118,8 g de acrilato de metila, 120,3 g de metacrilato de metila e 1186 g de acrilato de 2-etilexila em água deionizada, contendo 70,3 g da solução emulsificadora 1, 6,7 g da solução emulsificadora 2 e 10,3 g da solução emulsificadora 3.
Corrente de alimentação 2: 77,14 g de 7 % de concentração em peso da solução de peroxodissulfato de sódio aquoso.
Corrente de alimentação 3: 22,5 g de 10 % de concentração em peso da solução aquosa de hidroperóxido de terc-butila.
Corrente de alimentação 4: 18gdel0%de concentração em peso da solução aquosa de hidroximetilsulfinato de sódio.
2. Exemplo comparativo 2
Um reator de polimerização foi carregado com 0,7 g do ácido ascórbico em 192 g de água deionizada. A mistura foi aquecida a 90° C. 8,98 g de 7 % de concentração em peso da solução aquosa de peroxodissulfato de sódio foram adicionados e, após 5 minutos adicionais, em 90° C, a adição de correntes de alimentação 1 e 2 foi começado, na maneira descrita pelo exemplo comparativo 1. Durante a adição, a temperatura na mistura de reação foi mantida a 90° C. 84 minutos após o início das correntes de alimentação 1 e 2, respectivamente, 9,76 g da dispersão de semente 1 foi adicionada em uma 10 porção. Após o final da correntes de alimentação 1 e 2, 37,5 g adicionais de água deionizada foi adicionada. Este foi seguido pela neutralização sucessiva com 14 g de 10 % de concentração em peso da solução de hidróxido de sódio aquoso e 7 g de 10 % de concentração solução de amônia aquosa. Ainda 9,5 g de água deionizada foi adicionada e então completada em uma hora a 90° C 15 das correntes de alimentação 3 e 4 foram medidas. Subsequentemente 12,1 g da solução emulsificadora aquosa 3 e 28 g de água deionizada foi adicionada e a batelada foi agitada a 90° C por 15 minutos mais e então deixada esfriar em temperatura ambiente.
Os valores d10, d50 e d90 são relatados na Tabela 1.
Corrente de alimentação 1: 1980 g de uma emulsão aquosa de 14 g do ácido acrílico, 27,7 g do acrilato de 2-hidroxipropila, 27,4 g de estireno, 110,9 g de acrilato de metila, 112,3 g de metacrilato de metila e 1107,7 g de acrilato de 2-etilexila em água deionizada, contendo 65,6 g da solução emulsificadora 1, 6,2 g da solução emulsificadora 2 e 9,7 g da solução emulsificadora 3.
Corrente de alimentação 2: 72 g de 7 % de concentração em peso de solução de peroxodissulfato de sódio aquosa.
Corrente de alimentação 3: 21 g de 10 % de concentração em peso da solução aquosa de hidroperóxido de terc-butila.
Corrente de alimentação 4: 16,8 g de 10 % de concentração em peso da solução aquosa de hidroximetilsulfinato de sódio.
A dispersão polimérica obtida tem o teor de sólido de 60,4 % em peso, um pH de 5 e um LT (0,01 % em peso) de 41 %. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 190 mPa.s.
Os valores dio, d50 e d90 são relatados na Tabela 1.
3. Exemplo inventivo 1
Um reator de polimerização foi carregado com 15,2 g de dispersão de semente 2 em 188,3 g de água deionizada. A mistura foi aquecida a 90° C. 8 g de 7 % de concentração em peso da solução aquosa de peroxodissulfato de sódio foram adicionados e, após 4 minutos adicionais, a
90° C, a adição de correntes de alimentação 1 e 2, que foram medidas em uma taxa de alimentação constante em 4 horas, foi começado. Durante a adição, a temperatura na mistura de reação foi mantida a 90° C. 72 minutos após o início das correntes de alimentação 1 e 2, respectivamente, 8,71 g de dispersão de semente 1 foram adicionados em uma porção. Após o final da correntes de alimentação 1 e 2, 40 g adicionais de água deionizada foram adicionadas. Este foi seguido pela neutralização com 16,3 g de 10 % de concentração da solução de amônia aquosa. Ainda 10 g de água deionizada 5 foi adicionada e então completada em uma hora a 90° C de correntes de alimentação 3 e 4 foram medidas. Subsequentemente 10,8 g da solução emulsificadora aquosa 3 e 30 g de água deionizada foi adicionada e a batelada foi agitada a 90° C por 15 minutos mais e então deixada esfriar em temperatura ambiente.
A dispersão polimérica obtida tem o teor de sólido de 59,1 % em peso, um pH de 6 e um LT (0,01 % em peso) de 52 %. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 450 mPa.s.
A distribuição de tamanho de partícula é mostrada na Figura 3.
Os valores di0, d50 e d90 são relatados na Tabela 1.
Corrente de alimentação 1: 1737,3 g de uma emulsão aquosa de 12,5 g do ácido acrílico, 24,7 g de acrilato de 2-hidroxipropila, 24,5 g de estireno, 99 g de acrilato de metila, 100,3 g de metacrilato de metila e 989 g de acrilato de 2-etilexila em água deionizada, contendo 58,6 g de solução emulsificadora 1, 5,6 g da solução emulsificadora 2 e 8,6 g da solução emulsificadora 3.
Corrente de alimentação 2: 64,3 g de 7 % de concentração em peso da solução de peroxodissulfato de sódio aquoso.
Corrente de alimentação 3: 18,8 g de 10 % de concentração em peso da solução aquosa de hidroperóxido de terc-butila.
Corrente de alimentação 4: 15 g de 10 % de concentração em peso da solução aquosa de hidroximetilsulfinato de sódio.
4. Exemplo inventivo 2
A preparação aconteceu na mesma maneira como por exemplo inventivo 1, com a diferença que a carga inicial adicionalmente contém 1,5 g do ácido ascórbico.
A dispersão polimérica obtida tem o teor de sólido de 58,7 % em peso, um pH de 6 e um LT (0,01 % em peso) de 46 %. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 350 mPa.s.
As figuras d10, d50 e d90 são relatadas na Tabela 1.
5. Exemplo inventivo 3
A preparação acontece na mesma maneira como por exemplo inventivo 1, com a diferença que a dispersão de semente foi realizada em um período de 192 minutos, começando 24 minutos após o início das corrente de alimentação 1. Para a neutralização, em vez de 16,3 g de 10 % de concentração em peso da solução de amônia aquosa, adicionado sucessivamente foram 12,5 g de 10 % de concentração em peso da solução de hidróxido de sódio aquoso e 7,25 g de 10 % de concentração em peso da solução de amônia aquosa.
A dispersão polimérica obtida tem o teor de sólido de 59,4 % em peso, um pH de 5,5 e um LT (0,01 % em peso) de 49 %. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 380 mPa.s.
A distribuição de tamanho de partícula é mostrada na Figura 4. As figuras dio, d50 e d90 são relatadas na Tabela 1.
6. Exemplo inventivo 4
Um reator de polimerização foi carregado com 13,7 g de dispersão de semente 2 em 188 g de água deionizada. A mistura foi aquecida a 85° C. 8,02 g de uma solução aquosa de peroxodissulfato de sódio de 7 % de concentração em peso de foram adicionados e, após um adicional de 4 minutos a 85° C, a adição de correntes de alimentação 1 e 2, que foram medidas em uma taxa de alimentação constante em 4 horas, foi começado.
Durante a adição, a temperatura na mistura de reação foi mantida a 85° C. 90 minutos após o início das correntes de alimentação 1 e 2, respectivamente, 24,4 g de dispersão de semente 1 foram adicionados em uma porção. Após o final da correntes de alimentação 1 e 2, um adicional de 40 g de água 5 deionizada foi adicionado. Isto foi seguido pela neutralização com 16,3 g de % concentração em peso de solução de amônia aquosa. Um adicional de g de água deionizada foi adicionado e então em 1 hora a 85° C, as correntes de alimentação 3 e 4 foram medidas. Subsequentemente, 10,8 g de solução emulsificadora aquosa 3 e 27,6 g de água deionizada foi adicionado e a batelada foi agitada a 85° C por 15 minutos mais e então deixada esfriar em temperatura ambiente.
A dispersão polimérica obtida tem um teor de sólido de 55,9 % em peso, um pH de 6,2 e um LT (0,01 % em peso) de 59 %. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 180 mPa.s.
As figuras di0, d50 e d90 são relacionadas na Tabela 1.
Corrente de alimentação 1: 1894,9 g de uma emulsão aquosa de 12,5 g de ácido acrílico, 24,7 g de acrilato de 2-hidroxipropila, 24,5 g de estireno, 99 g de acrilato de metila, 100,3 g de metacrilato de metila e 989 g de acrilato de 2-etilexila em água deionizada, contendo 58,6 g de solução emulsificadora 1, 5,6 g de solução emulsificadora 2 e 8,6 g de solução emulsificadora 3.
Corrente de alimentação 2: 64,3 g de solução aquosa de 7 % de concentração em peso de peroxodissulfato de sódio.
Corrente de alimentação 3: 18,8 g de solução aquosa de 10 % de concentração em peso de hidroperóxido de terc-butila.
Corrente de alimentação 4: 15 g de uma de solução aquosa de 10 % de concentração em peso de hidroximetilsulfinaio de sódio.
7. Exemplo inventivo 5
A preparação acontece da mesma maneira como para o exemplo inventivo 4, com a diferença que 9,15 de dispersão de semente 2 foi incluída na carga inicial e, em vez da adição de 24,4 g de dispersão de semente 1, 40 minutos após o início da corrente de alimentação 1, 30,5 g de dispersão de semente foram adicionados.
A dispersão polimérica obtida tem um teor de sólido de 55,6 % em peso, um pH de 6.1 e um LT (0,01 % em peso) de 69 %. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 170 mPa.s.
As figuras djo, d5o e d90 são relacionadas na Tabela 1.
8. Exemplo comparativo 3
A dispersão aquosa de PSA comercial de um polímero tendo uma composição de monômero estabelecida para o exemplo comparativo 1. A dispersão polimérica teve um teor de sólidos de 61,1 % em peso e um pH > 5. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 510 mPa.s.
A distribuição de tamanho de partícula é mostrada na Figura 2. As figuras di0, d50 e d90 são relacionadas na Tabela 1.
9. Exemplo comparativo 4
A dispersão aquosa de PSA comercial de um polímero tendo uma composição de monômero estabelecida para o exemplo comparativo 1. A dispersão polimérica teve um teor de sólidos de 60,9 % em peso e um pH > 5. A temperatura de transição vítrea foi de -42° C. A viscosidade foi de 550 mPa.s.
As figuras djo, d50 e d90 são relacionadas na Tabela 1.
Tabela 1: Distribuição do tamanho de partícula
Exemplo dio dso deo Q
c. 111 317 723 1,92
C2 126 258 626 1,93
11 101 299 318 0,72
12 115 316 334 0,69
13 102 312 333 0,73
14 73 209 228 0,74
15 87 95 208 1,28
c3 101 376 407 0,81
C< 49,3 342 363 0,91
C = exemplo comparativo, I = exemplo inventivo
Teste de desempenho
1. Produção de faixas de teste
A dispersão sob teste foi aplicada usando-se uma lâmina dosadora em uma camada fina a um papel siliconizado e é secada a 90° C por 3 minutos. A altura da fenda da lâmina dosadora é escolhida a fim de dar uma taxa de aplicação de 19 a 21 g/m para o adesivo seco. Uma película PE comercial (100 pm, Corona pré-tratada) foi colocada no adesivo seco e enrolada firmemente usando-se um rolo manual. A película laminada produzida deste modo é cortada em faixas de 2,5 cm de extensão. Estas faixas são armazenadas por pelo menos 24 horas sob condições padrão antes do teste.
2. Determinação do comportamento de branqueamento
O comportamento de branqueamento e a exposição à umidade são determinados pelo seguinte método.
As faixas da película revestida com uma largura de 25 mm foram imersas em um banho de água e um registro foi feito do tempo para sua aparência visual mudar. O turvamento das faixas foi avaliado visualmente após 30 segundos, 60 segundos, 5 minutos, 10 minutos, 20 minutos, 30 minutos e 60 minutos. A avaliação foi feita de acordo com as escalas de classificação de 0 a 4, onde:
significa nenhum turvamento perceptível significa turvamento muito leve significa turvamento distintamente reconhecível significa turvamento grave significa turvamento muito grave
Estes resultados são resumidos na tabela abaixo.
Tabela 2: Comportamento de branqueamento
Exemplo
Tempo [min] 11 12 Cj 13 C2 14 15 C3 C4
0,5 0 0 0-1 0 0-1 0 0 0-1 0-1
1 0 0 1 0 1 0 0 1 1
5 0-1 1 2 0-1 1-2 0-1 0 2 2
10 1 1-2 2-3 1 2 0-1 0 3 2-3
20 1 2 3 1 2-3 0-1 0 3 3
30 1-2 2 4 1-2 3-4 1 0 4 4
60 2 2-3 4 2 4 1 0-1 4 4
3. Teste da resistência ao descascamento como uma medida de adesão (com base em FINAT FTM1)
Após o papel siliconizado ser retirado, a faixa de teste de película de 2,5 cm de extensão é aderida ao substrato de teste. Condições ambiente: 23° C, 50 % de umidade relativa. 1 minuto após a ligação (substrato de polietileno) ou 24 horas após a ligação (polietileno ou substrato de vidro), a faixa é retirada em um ângulo de 180° e uma velocidade de 300 mm/minuto com o auxílio de uma máquina de teste tênsil. A resistência ao 10 descascamento relatada é a força média necessária para atingir isto, em N/2,5 cm, como o valor médio dos resultados dos três testes.
Tabela 3: Resistência ao descascamento [N/2,5 cm]
Exemplo PE Vidro
Instantâneo Modo de Fração 24 h Modo de Fração 24 h Modo de Fração
11 3,6 A 5,7 A 13,1 A/C
12 3,4 A 3,8 A 9,9 A
Ci 3,2 A 3,5 A 10,1 A
13 3,6 A 4,9 A 13,8 A&C
C2 4,2 A 5,7 A 12,6 A
14 3,4 A 3,8 A 10,1 A
15 4,5 A 4,2 A 11,6 A
C4 2,3 A 3,5 A 16,3 C
A = Fratura do adesivo C = Fratura Coesiva
4. Teste do movimento de superfície (movimento em arco com base em
FINAT FTM9)
A investigação acontece sob condições ambiente: 23° C, 50 % de umidade relativa. O papel de liberação é retirado da faixa de teste. As duas extremidades da faixa de teste são dobradas em um comprimento de aproximadamente 1 cm, com o lado adesivo para dentro. Um arco é então formado a partir da faixa de teste, com o lado do adesivo para fora e as duas 5 extremidades são mantidas juntas e presas no mordente superior de uma máquina de teste tênsil. O substrato de teste é preso no mordente inferior. O arco da faixa adesiva é movida em uma velocidade de 300 mm/minuto e em um ângulo de 90° na direção da superfície do substrato de teste, de modo que o lado do adesivo da faixa de teste liga-se ao substrato sem pressão adicional. 10 A máquina de teste tênsil é parada e é movida novamente para cima na mesma velocidade as logo que a borda inferior do mordente superior está localizada 40 mm acima do substrato.
O movimento do arco relatado é a orça média requerida para atingir isto, em N/2,5 cm, como um valor médio dos resultados de três testes.
Tabela 4: Movimento do arco
Exemplo Vid ro PE
[N/2,5 cm] Modo de fração [N/2,5 cm] Modo de fração
11 10,4 A 6,6 A
12 10,2 A 6,0 A
Ci 11,7 A 6,1 A
13 14,2 A 6,6 A
C2 12,6 A 6,5 A
14 10,1 A 6,0 A
15 11,6 A 6,3 A
C4 9,6 A 5,0 A

Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Dispersão polimérica aquosa, caracterizada pelo fato de que tem um teor de polímero de pelo menos 55 % em peso, com base no peso total da dispersão, em que o polímero é composto de monômeros 5 etilenicamente insaturados M e tem uma temperatura de transição vítrea abaixo de -10°C e em que as partículas poliméricas dispersadas têm uma distribuição de tamanho de partícula polimodal, pelo menos 70 % em peso das partículas poliméricas tendo um diâmetro de partícula, determinado pela centrifugação, abaixo de 350 nm.
    10
  2. 2. Dispersão polimérica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a distribuição de tamanho de partícula é distinguido por um índice de polidispersidade Q de pelo menos 0,5:
    em que dio é o diâmetro de partícula abaixo do qual 10 % em peso das 15 partículas poliméricas caem, d5o é o diâmetro de partícula abaixo do qual 50 % em peso das partículas poliméricas caem e doo é o diâmetro de partícula abaixo do qual 90 % em peso das partículas poliméricas caem,
    20 todos os diâmetros de partícula sendo determinados pela centrifugação.
  3. 3. Dispersão polimérica de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que menos do que 10 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula abaixo de 70 nm.
    25
  4. 4. Dispersão polimérica de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que 10 % a 60 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula na faixa de 70 a 180 nm e 40 % a 90 % em peso das partículas poliméricas têm um diâmetro de partícula na faixa de 180 a 350 nm.
  5. 5. Dispersão polimérica de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os monômeros M, com base na quantidade total dos monômeros M, compreendem pelo menos 65 % em peso de acrilatos de alquila C2-C12.
  6. 6. Dispersão polimérica de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que os monômeros M, com base na quantidade total dos monômeros M, compreende de 0,1 % a 10 % em peso de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo hidroalquila.
  7. 7. Dispersão polimérica de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o polímero é composto, até certo ponto, de pelo menos 99 % em peso de monômeros monoetilenicamente insaturados M que compreende:
    a) 65 % a 99,8 % em peso de pelo menos um monômero a) selecionado de acrilatos de alquila C2-C12;
    b) 0,1 % a 30 % em peso de pelo menos um monômero b) selecionado de acrilato de metila, metacrilatos de alquila C1-C12 e monômeros vinilaromáticos;
    c) 0,1 % a 10 % em peso de pelo menos um monômero c) selecionado de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo hidroalquila;
    d) 0 % a 5 % em peso de um ou mais monômeros d) selecionados de monômeros monoetilenicamente insaturados tendo pelo menos um grupo ácido.
  8. 8. Dispersão polimérica de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que tem uma viscosidade de Brookfield, determinada de acordo com a DIN EN ISO 3219 (a 20° C, 100 s'1), de não mais do que 1,5 Pa.s.
  9. 9. Processo para a preparação de uma dispersão polimérica aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende a polimerização de emulsão aquosa de radical livre dos monômeros etilenicamente insaturados M dos quais o polímero é composto por um processo de alimentação de monômero, pelo menos 95 % dos monômeros a serem polimerizados sendo adicionados sob condições de polimerização a um primeiro polímero de semente particulada 1 localizado no reator de polimerização e pelo menos um polímero de semente adicional 2 na forma de uma dispersão aquosa sendo adicionada no curso da polimerização.
  10. 10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o polímero de semente sendo adicionado quando 10 % a 60 % em peso de os monômeros a serem polimerizados estão localizados no reator de polimerização.
  11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o polímero de semente 1 sendo usado em uma quantidade de 0,1 % a 2 % em peso, com base nos monômeros a serem polimerizados.
  12. 12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o polímero de semente 1 tendo um tamanho de partícula médio ponderado na faixa de 10 a 150 nm.
  13. 13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 12, caracterizado pelo fato de que o polímero de semente 2 sendo usado em uma quantidade de 0,05 % a 2 % em peso, com base nos monômeros a serem polimerizados.
  14. 14. Uso de uma dispersão polimérica aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de ser nas composições adesivas sensíveis a pressão.
  15. 15. Uso de acordo com a reivindicação 14 caracterizado pelo fato de que nas composições adesivas sensíveis a pressão para lâminas plásticas transparentes, mais particular para rótulos plásticos transparentes.
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