CH211485A - Verfahren zur Herstellung wässriger Dispersionen von hochpolymeren organische Stoffen. - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung wässriger Dispersionen von hochpolymeren organischen Stoffen.



   Hochpolymere organische Stoffe werden häufig in Form wässriger Dispersionen ge  braucht, da-diese eich in wesentlich hoheren Konzentrationen als Losungen herstellen    lassen und infolgedessen leichter verarbeitbar sind.



   Man ka. nn solche Dispersionen in manchen Fällen durch Polymerisation der Monomeren in wϯriger Emulsion erhalten. Andere mono  more    Stoffe lassen sich aber nur schwierig in wϯriger Emulsion polymerisieren, oder ihre Polymerisation in Gegenwart von Lösungsmitteln oder im   Block bietet aus irgendwel-    ehen Gründen bestimmte Vorteile.



   Es wurde bereits vorgeschlagen, hochpolymere organische Stoffe in wäBrige Dispersion zu bringen, indem man   Losungen    der Stoffe in Wasser dispergiert und gegebenenfalls das L¯sungsmittel entfernt. Bei diesen Verfahren treten aber häufig Schwierigkeiten auf, da insbesondere bei Verwendung sehr hochpolymerer Stoffe   sohon niederprozentige Losun-    gen nahezu steif sind und sich nur schwer dispergieren lassen. Die Dispersionen sind dann meist auch steife Pasten, die schwer verarbeitbar sind und aus denen sich das Lösungsmittel nur schwer entfernen last.



  Häufig tritt dabei sogar noch Koagulation ein, so   daB keine praktisch brauchbaren Dis-    persionen erhältlich sind.



   Es wurde nun gefunden, daB man leicht wässrige Dispersionen von hochpolymeren organischen Stoffen erhält, wenn man fl s sige oder feste   Losungen dieser    Stoffe in wasserunlöslichen organischen   Losungsmit-    teln in Gegenwart geringer Mengen eines Emulgierungsmittels und eines wasserlöslichen organischen Losungsmittels dispergiert und gegebenenfalls das wasserunlösliche Losungsmittel, sowie, gewünschtenfalls auch   das wasserlösliehe Losungsmittel    wieder ent   fernt. Zweckmässig setzt man den Losungen    bei der   Dispergierung auch noch Schutz-    kolloide, beispielsweise Leim, Kasein, polyacrylsaures Natrium oder Ammonium. Polyvinylalkohol oder wasserlösliche Harnstoff Formaldehyd - Kondensationsprodukte oder wasserlösliche Cellulosederivate zu.



   Hochpolymere Stoffe, die eich f r das Verfahren besonders eignen. sind   beispiels-    weise Polyisobutylen. natürlicher oder künstlicher   Kautschuk. Polyvinyläther und    Cellulosederivate, z.   B.      Benzylcellulose.   



      Als geeignete wasserlösliche Lösungs-    mittel seien ein-oder mehrwertige Alkohole.   niedermolekulare Ketone und eyclische    Äther, z.   B.      Dioxan. erwähnt.   



   Der Zusatz der wasserlöslichen   Lösungs-    mittel kann in verschiedenen Zeitpunkten erfolgen, das heisst vor, während oder auch naeh Zugabe des   Wassere    zu der   Losung    des hochpolymeren organischen Stoffes in einem wasserunlöslichen Lösungsmittel.



   Die Ausführung des Verfahrens kann beispielsw-eise im Falle des   Polyisobutylens      folgendermassen vor sieh    gehen :
Man lost Polyisobutylen in einem wasser  unlöslichen Lösungsmittel, beispielswelse    Chlorbenzol, Tetrachlorkohlenstoff, Schwefelkohlenstoff, Methylenchlorid, Cyelohexan.



  Benzin, Benzol, Toluol oder Xylol, und erhält dabei je nach der Konzentration der Lösungen und dem Molekulargewicht des   Polyisobutylens    flüssige bis feste Lösungen.



  Man kann den   Lösungsvorgang    durch Schüt  teln, Kneten oder Walzen noch beschleu-      nigen. Man versetzt dann die Lösung    mit einer geringen Menge eines Emulgiermittels und Wasser oder mit einer wässrigen Lösung des Emulgiermittels und verteilt die   Losung    des hochpolymeren Stoffes in dem Wasser bezw. der   Emulgiermittellösung    durch intensives Verrühren, beispielsweise in einer Kolloidmühle, einer   Homogenisiermaschine,    einem Turbomisc. her oder ähnlichen Apparaten, die eine   feine Verteilung gewähr-    leisten. Es bilden sich dabei diinne bis zähe Pasten, Dispersionen vom Typ Wasser in   01.   



   Nach Zusatz geringer Mengen eines wasserlöslichen Lösungsmittels werden diese   Paeten    sofort d nnfl ssiger. Es bildet sich dabei eine Dispersion vom Typ Íl in Wasser.



  Durch den Zusatz des wasserl¯slichen L¯  sungsmittels    wird die Bildung einer stabilen Dispersion wesentlich beschleunigt, in manchen Fällen sogar   überhaupterstermöglicht.   



  Dies ist deshalb vorteilhaft und   bedeutungs-    voll, weil durch ein zu langes Behandeln der Lösungen im Emulgierapparat die   Polyiso-      butylenlösungen    zu niedrigermolekularen Produkten abgebaut werden.



   Das wasserlösliche Lösungsmittel kann je nach seinem Siedepunkt zusammen mit dem in Wasser   unlösliehen,    durch Destillation entfernt werden, kann aber auch in der Dispersion verbleiben. Die wiedergewonnenen Lösungsmittel können ohne weitere Reinigung wiederverwendet werden.



   Die so erhaltenen wässrigen Dispersionen können, falls erforderlich, auf höhere Kon  zentration,    das heisst bis auf 50 oder mehr   Festgehalt eingedickt,    z.   B.    durch Vakuum   destillation oder durch Zusatz vou wasser-    löslichen hochpolymeren Stoffen oder Zentrifugieren aufgerahmt werden, so wie es f r Kautschuklatex bekannt ist. Gegebenenfalls können auoh mehrere der vorgenannten   Arbeitswelsen    neben-oder nacheinander angewendet werden.



   Um eine unerwünschte Anreicherung des   Emulgiermittels oder des Schutzkolloides    zu vermeiden, kann man gleichzeitig mit der Ilerstellung der Dispersion das   Lösungs-    mittel kontinuierlich abdestillieren und zu der ganz oder teilweise vom Lösungsmittel befreiten Dispersion kontinuierlich frische Lösung des hochpolymeren Stoffes zufüge und   disper, gieren.   



   Die so erhältlichen wässrigen Dispersionen sind im Gegensatz zu den   Losungen      dünn-    flüssig und leieht filtrierbar, so daB man mechanische Verunreinigungen leicht entfernen kann. Sie lassen sich beliebig verdünnen, mit F ll- und Farbstoffen versetzen und auch mit Dispersionen anderer Stoffe, z. B.



  Asphalt oder Bitumen, und auch   hochpoly-    merer Stoffe, z. B. mit   Kautachuklatex    oder ähnlichen künstlichen   Lactioea, vermischen.    



  Man n kann Mischungen aus Kautschuklatex mit den besagten Dispersionen auch vulkani  sieren.   



   Die Dispersionen lassen sich in der gleichen Weise wie andere bekannte   Disper-      sionen hoGhpolymerer'Stoffe    verwenden, z.   B.    zur Herstellung von Uberzügen, Imprägnierungen, als   Streichpassten    für Textilien, z. B. zur   Herstellung von Autoverdeckstoffen,    zur   Herstellung von Ta. uehkörpern,    als   Klebe-    und Bindemittel.



   Beispiel 1 :
Eine   Losung    von   250    Teilen   Polyiso-    butylen vom Molekulargewicht 200 000 in 4750 Teilen Chlorbenzol wird mit 10 Teilen   Triäthanolaminmonoolsäureester und    40 Tei  len    Glycerin versetzt. In einem   Turbomischer    wird die Losung da. nn mit 1500 Teilen 0, 5%iger Kaseinl¯sung verr hrt. Innerhalb einiger Minuten bildet sich aus der zunÏchst entstehenden Paste eine d nnfl ssige Dispersion. Nach Abtreiben des Chlorbenzols im    Wasserda. mpfstrom erhält man eine 10-bis    15% ige losungsmittelfreie Dispersion, die im Vakuum zum Beispiel auf einen Gehalt von 30 % Polyisobutylen   eingedickt    werden kann.



   Zur schnelleren Erzielung der   Losung des    Polyisobutylens im Chlorbenzol empfiehlt es sich, das Polyisobutylen auf der Walze oder in einem Kneter mit etwas Chlorbenzol anzuquellen und dann nach Zusatz des Wassers und   des wasserlöslichen Lösungsmittels kräf-    tig zu schütteln oder zu rühren.



   An Stelle von Chlorbenzol kann man in gleicher Weise   auch Tebrachlorkohlenstoff    verwenden. Der Tetrachlorkohlenstoff wird   zweckmässig a, us    der Dispersion unter gewohnlichem Druck ohne Wasserdampf abdestilliert. Die erhaltene Dispersion kann man dann noch im Vakuum auf die gewünschte Konzentration, beispielsweise   50%      Polyisobutylengeha. lt    oder mehr, eindicken.



   An Stelle von 40 Teilen Glycerin kann man auch 28 Teile Äthylalkohol, 28 Teile Aceton oder 40 Teile Dioxan, oder auch weniger von diesen   Losungsmitteln a, nwen-    den.



   Beispiel 2 :
160 Teile Polyisobutylen   vom'Molekular-    gewicht   150    000 werden in 3840 Teilen Tetrachlorkohlenstoff gelöst und mit 5 Teilen   Natriumoleat    oder 8 Teilen n-butyl-a  naphthalinsulfonsaurem Natrium    versetzt und nach Zusatz geringer Mengen eines   wasserlöslichen Losungsmittels    in der im Beispiel. 1 beschriebenen Weise in Wasser dispergiert.



   In, gleicher Weise kann man auch eine Losung von 800 Teilen Polyisobutylen vom Molekulargewicht 60000 in 3200 Teilen Tetrachlorkohlenstoff dispergieren und ebenso   auch Losungen    von Polyisobutylen von noch niedrigerem Molekulargewicht, beispielsweise   15000.    Diese Dispersionen hinterlassen beim   Auftrocknen klebende    Filme und eignen sich   insbeson, dere als Klebemittel.   



   Beispiel 3 :
400 Teile   Polyvinylisobutyläther    vom   K-Wert    100-105 werden in 3600 Teilen Tetrachlorkohlenstoff gelost und in einen Turbomischer unter Zusatz von 1000 Teilen 0, 5%iger Kaseinl¯sung, 12 Teilen NatTiumoleat und 24 Teilen ¯thyl- oder Methylalkohol in eine dünnflüssige Dispersion übergeführt. Aus ihr entfernt man den verwen  deten    Tetrachlorkohlenstoff durch Destilla  t, ion    unter gewöhnlichem Druck. Die so erhaltene Dispersion kann dann noch auf 30 bis 50% Festgehalt   eingedickt werden.   



   Beispiel   4 :   
360 Teile eines durch Polymerisation mit    Natrium erhaltenen Butadienkautschuks vom    K-Wert 85 werden in 3240 Teilen Tetra  chlorkohjenstoff.gelöstund    in einem Turbo  mâcher    unter Zusatz von 1000 Teilen 0, 5%iger Kaseinl¯sung, 12 Teilen Natriumoder   Ammoniumoleat oder-linoleat    und 40 Teilen Äthylalkohol zu einer dünnflüssigen Dispersion verarbeitet. Nach Entfernung des    Tetrachlorkohlenstoffes kann die erhaltene    Dispersion auf einen Festgehalt von 30% oder mehr eingedickt werden. 



   Auch   hohermolekulare Butadienpolymeri-    sate, z. B. vom   K-Wert 115,    lassen sich in gleicher Weise in wässrige Dispersionen überführen.



   Beispiel 5 :
300 Teile Benzylcellulose werden in   2700    Teilen Methylenchlorid oder Chlorbenzol gelast und mit 750 Teilen 0, 3 % iger Kaseinlösung, 10 Teilen   Natriumoleat    und 30 Teilen Aceton in einem Turbomi. scher verr hrt.



  Aus der erhaltenen Dispersion entfernt man die Hauptmenge des Losungsmittels durch Destillation unter normalem Druck und diekt dann gegebenenfalls im Vakuum auf einen Festgehalt von 30 oder mehr ein.



   Beispiel 6 :
150 Teile Polyisobutylen vom Molekulargewicht 200 000 werden in 3700 Teilen Tetrachlorkohlenstoff gelost und im Turbomischer mit   1000    Teilen Wasser, welches 5, 5 Teile   Natriumoleat    gelöst enthält, und mit einer L¯sung von 16, 7 Teilen Polystyrol in 100 Teilen Tetrachlorkohlenstoff ver  mengt.    Nach Zugabe von 30 Teilen Äthylalkohol entsteht eine dünnflüssige Dispersion, aus der das Lösungsmittel bei erhöhter Tem  peratur    und gegebenenfalls unter vermindertem Druck entfernt wird. Die so erhaltene lösungsmittelfreie Dispersion dickt man auf die gewünschte Konzentration, beispielsweise auf 50% Festgehalt, ein.

   Eine derartige Dispersion ergibt beim Ausgiessen und Ver  dunstenlassen    oder nach   Eoagulieren    und Trockenwalzen vollkommen klebfreie Filme, ¯berz ge oder Folien.



   Man kann auch zu der emulgierten Polyisobutylenlösung Polystyrol in   emulgierter    Form, so wie es bei der   Emulsionspolymeri-    sation direkt erhalten wird, in entsprechender Menge zugeben. Man erhält so ebenfalls vollkommen klebfreie Folien und Filme.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur llerstellung von wässrigen Dispersionen von hochpolymeren organischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, da¯ man Lösungen solcher Stoffe in wasserunlöslichen, organischen L¯sungsmitteln in Gegenwart gerin, ger Mengen eines Emulgiermittels und eines wasserlöslichen organischen Lösungs- mittels in Wamer dispergiert.