DE19654783A1 - Verfahren zur Herstellung eines Polybutadien-Latex - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Polybutadien-LatexInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung
eines Polybutadien-Latex. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung Verfahren zur Herstellung eines Polybutadien-Latex,
der die Reaktionszeiten bei der Polymerisation von Butadien und
bei der Agglomeration von Polybutadien bei der Herstellung von
Polybutadien-Latex verkürzen kann.
Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein Agglomerierungs
mittel zum wirksamen Agglomerieren von Polybutadien-Latices
sowie Verfahren zur Herstellung des Agglomerierungsmittels.
Im allgemeinen wird Kautschuk-Latex (rubbery latex) zur Herstel
lung von stoß- bzw. schlagfesten Harz-Zusammensetzungen zur
Verbesserung deren Schlagfestigkeit verwendet. Ein Agglomerie
rungsmittel wird zur Herstellung des Kautschuk-Latex verwendet.
Verschiedene Verfahren sind bisher verwendet worden, um
Kautschuk-Latices zu agglomerieren.
Zum Beispiel wird das Harz zur Herstellung von ABS-Harz, das
stoß- bzw. schlagfest ist, dadurch hergestellt, daß Polybuta
dien-Kautschukteilchen mit einem Agglomerierungsmittel agglome
riert werden, daß Monomere von Styrol und Acrylnitril auf dem
Polybutadien-Latex pfropf-polymerisiert und das gepfropfte Poly
mer und SAN (Styrol-Acrylnitril)-Copolymer miteinander gemischt
werden.
Bei einem stoß- bzw. schlagfesten Harz beeinflußt die Partikel
größe des Kautschuk-Latex die Schlagfestigkeit eines geformten
Artikels des Harz es wie auch dessen andere physikalischen Eigen
schaften.
Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß die Partikelgröße des Kau
tschuk-Latex im Bereich von 0,25-1,0 µm ist. Zur Herstellung
von Kautschuk-Latex mit einer Partikelgröße von 0,25-1,0 µm
hat es verschiedene Untersuchungen bezüglich Agglomerierungs
mitteln, Verfahren zur Herstellung der Mittel und Verfahren zur
Agglomeration der Kautschuk-Latices gegeben.
Die japanische Patentschrift 56-45921 beschreibt ein Verfahren,
die Partikelgröße von synthetischem Kautschuk-Latex unter Ver
wendung eines Latex zu erhöhen, wobei der Latex aus 97-70
Gew.-% eines Alkylacrylats mit einer C₁-C₁₂-Alkylgruppe und 3 -
30 Gew.-% einer ungesättigten Säure in Gegenwart eines anioni
schen oberflächenaktiven Stoffs (Surfactant) polymerisiert wird.
Die japanische Offenlegungsschrift 58-61102 beschreibt einen
Latex als Agglomerierungsmittel, der mittels Emulsionspolymeri
sation einer ungesättigten Säure, eines Alkylacrylats und mit
Monomeren, die mit diesen polymerisierbar sind, hergestellt
wird. Diese japanische Offenlegungsschrift beschreibt weiterhin
ein Verfahren zur Herstellung des Latex.
Die japanische Patentschrift 1-32842 beschreibt einen Latex als
Agglomerierungsmittel, der mittels Emulsionspolymerisation einer
ungesättigten Säure, eines Dien-Monomers, und mit Monomeren, die
mit diesen polymerisierbar sind, hergestellt wird. Diese japa
nische Patentschrift beschreibt weiterhin ein Verfahren zur
Herstellung des Latex.
Das US-Patent 3,049,500 lehrt ein Verfahren, die Größe der Poly
mer-Partikel in einem synthetischen Kunststoff-Latex eines Copo
lymers aus Butadien-1,3 und Styrol zu erhöhen. Dieses Verfahren
umfaßt den Einbau von Polyvinylmethylether und von einem Alkali
salz-Elektrolyten in den Latex.
Das US-Patent 3,330,795 beschreibt einen Latex, der im wesent
lichen aus einem Gemisch aus einer synthetischen Kautschuk-Dis
persion und einem oxidierten Polyalkylenoxid mit einem Moleku
largewicht im Bereich von 3.000 bis 30.000 und einem stofflichen
(substantial) -C=O-Gruppengehalt von nicht mehr als 8% besteht.
Das US-Patent 3,403,125 beschreibt ein Verfahren zur Agglomera
tion eines Kautschuk-Latex unter Verwendung eines Agglomerie
rungsmittels, das erhalten wird, indem ein Polyoxyethylenglycol
mit einem Diepoxid, das durch Kondensation von Epichlorhydrin
mit einem mehrere Hydroxylgruppen enthaltenden (mit einem mehr
wertigen) Phenol erhalten worden ist, umgesetzt wird.
Die europäische Offenlegungsschrift EP-A-0 029 613 beschreibt
einen agglomerierenden Latex, der folgende Bestandteile enthält:
(1) ein Polymer ausgewählt aus (a) Homopolymeren von Alkylacry
laten und Methacrylaten, wobei die Alkylgruppen 1 bis 12 Kohlen
stoffatome aufweisen, und (b) Copolymeren von ethylenisch unge
sättigten Monomeren, die zur Bildung von in Wasser unlöslichen
Homopolymeren befähigt sind, und (2) einen nicht-ionischen Sur
factanten, bestehend aus einem Additionsprodukt von Ethylenoxid.
Die europäische Offenlegungsschrift EP-A-0 143 858 beschreibt
ein Agglomerierungsmittel-Copolymer mit einem elastomeren "Core"
(Herzstück) und aufgepfropft darauf eine "Schale" eines Misch
polymers (interpolymer), das polymerisierte Säure- und Ester-
Comonomere umfaßt.
Die europäische Offenlegungsschrift EP-A-0 406 806 beschreibt
ein agglomeriertes Kautschuk-Copolymer, hergestellt durch Emul
sionspolymerisation eines Gemisches aus Alkylacrylat/1,3-Buta
dien und anschließende Agglomeration des resultierenden Kaut
schuk-Copolymers. Die Agglomeration wird dadurch bewirkt, daß
(a) ein Säuregruppen-enthaltendes Copolymer, hergestellt mittels
Emulsionspolymerisation eines Gemisches von Alkylmethacrylat/
ungesättigtem Monomer, und (b) ein Oxysäurensalz, ausgewählt aus
Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Zink-, Nickel- und Aluminium
salzen von Oxysäuren, zugegeben werden.
Wenn als Agglomerierungsmittel des Kautschuk-Latex ein Alkyl
acrylat verwendet wird, wird wegen der stark exothermen Reaktion
des Alkylacrylats ein halbkontinuierliches Verfahren verwendet.
Dieses Verfahren hat seinen Vorteil darin, daß exotherme Hitze
abgeführt (entfernt) wird. Jedoch bildet das Verfahren keine
einheitlichen "Cores" und stellt Latexpartikel zur Verfügung,
die eine breite (große) Partikelgrößenverteilung aufweisen.
Wenn ein ionisches Comonomer für die Herstellung eines Agglome
rierungsmittels zur Agglomeration des Kautschuk-Latex verwendet
wird, sollte das ionische Comonomer an der Oberfläche des herzu
stellenden Agglomerierungsmittels bestehen, so daß ein hoher
Agglomerierungseffekt erzielt wird. Entsprechend der konventio
nellen Verfahren zur Herstellung von Agglomerierungsmitteln
besteht das ionische Comonomere innerhalb des Agglomerierungs
mittels und nicht an seiner Oberfläche.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung entwickelten ein Agglo
merierungsmittel, das Kautschuk-Latex wirksam agglomerieren
kann, indem die Reaktionszeiten der Agglomeration verringert
werden.
Das US-Patent 5,294,659 beschreibt ein Verfahren zur Emulsions
polymerisation von Butadien in einem Emulsionspolymerisations
medium, wobei das Verfahren ein Emulsionspolymerisationsmedium
bereitstellt, das ein Monomer enthält, das im wesentlichen aus
Butadien und aus bis zu etwa 50 Gew.-% eines Arylolefin-Comono
meren besteht, und das außerdem eine (Harz-)Seife enthält. Das
Verfahren umfaßt weiterhin den Schritt, während der Polymerisa
tion einen Acryl-Latex zu dem Emulsionspolymerisationsmedium zu
geben.
Die koreanische Patentschrift 94-10341 beschreibt ein Verfahren
zur Herstellung von Kautschuk-Latex mit erhöhter Partikelgröße,
indem zu der Zeit, da die Polymerisationsumsetzungsrate 80%
beträgt, 0,1-10 Gewichsteile eines Latex zur Kontrolle der
Partikelgröße, wobei der Latex Dien-Monomere und wäßrige Monome
re, die zur Agglomeration von Polymeren befähigt sind, umfassen,
zugegeben wird. Außerdem beschreibt die koreanische Patent
schrift 96-854 ein Verfahren zur Herstellung eines Latex mit
erhöhter Partikelgröße, einem hohen Gehalt an Feststoffen und
einer hohen Glasübergangstemperatur, wobei das Verfahren die
Schritte umfaßt, eine arylolefinische Verbindung oder eine Al
kylmethacrylat-Verbindung mit oder ohne eine Vinylcyanid-Ver
bindung in Gegenwart eines Emulsionspolymerisationsmediums umzu
setzen und dem Emulsionspolymerisationsmedium 0,1-10 Ge
wichtsteile eines Mittels zur Partikelgrößen-Kontrolle zuzuset
zen, wenn die Polymerisations-Umsetzungsrate 5 bis 50% er
reicht.
Wenn man die Reaktionstemperatur und den Feststoffgehalt eines
Kautschuk-Latex berücksichtigt, läßt sich mit herkömmlichen
Verfahren kein Kautschuk-Latex mit einer erhöhten Partikelgröße
herstellen. Insbesondere sind die Reaktionszeiten lang, wenn
bestimmte Feststoffgehalte des Kautschuk-Latex erhalten werden
sollen. Dies ist für die Herstellung von Kautschuk-Latex unöko
nomisch.
Gemäß vorliegender Erfindung werden Verfahren zur Verfügung
gestellt, um Kautschuk-Latices herzustellen, die bei einer be
stimmten Reaktionstemperatur eine erhöhte Partikelgröße und
einen erhöhten Feststoffgehalt aufweisen. Außerdem stellt die
vorliegende Erfindung Verfahren zur Verkürzung der Reaktions
zeiten zur Verfügung, wodurch die Produktivität von bzw. die
Ausbeute an Kautschuk-Latex verbessert wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Verfahren
zur Herstellung eines Polybutadien-Latex bereitzustellen, das
die Reaktionszeiten bei der Polymerisation von Butadien und bei
der Agglomeration von Polybutadien bei der Herstellung eines
Polybutadien- Latex verkürzen kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
Verfahren bereitzustellen, um Kautschuk-Latices, die bei einer
bestimmten Reaktionstemperatur eine erhöhte Partikelgröße und
einen erhöhten Feststoffgehalt aufweisen, herzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Latices bereitzustellen,
um deren Produktivität/Ausbeute dadurch zu verbessern, daß die
Reaktionszeiten bei der Polymerisation von Butadien und bei der
Agglomeration von Polybutadien verkürzt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen Polybutadien-Latex zur Verfügung zu stellen, der eine gute
Schlagfestigkeit aufweist, wenn der Latex auf eine schlagfeste
Harz-Zusammensetzung angewendet (aufgebracht) wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Agglomerierungsmittel zur Verfügung zu stellen derart, daß
ionische Comonomere, polymerisiert mit Alkylacrylat, an der
Oberfläche des Agglomerierungsmittels, das in ausreichender
Menge hergestellt werden soll, vorhanden sind, so daß ein hoher
Agglomerierungseffekt erzielt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
Verfahren bereitzustellen, ein Agglomerierungsmittel herzustel
len derart, daß ionische Comonomere, polymerisiert mit Alkyl
acrylat, an der Oberfläche des Agglomerierungsmittels, das in
ausreichender Menge hergestellt werden soll, vorhanden sind, so
daß ein hoher Agglomerierungseffekt erzielt wird.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung können
mittels der Harzzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfin
dung gelöst werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zur Her
stellung eines Polybutadien-Latex das zur Verfügungstellen eines
Emulsionspolymerisationsmediums, das mit Wasser, Butadien-Mono
meren, einem Surfactanten, einem Kettenübertragungsreagens,
einem Initiator und einem Elektrolyten bei einer Temperatur von
60 bis 80°C 8-16 Stunden umgesetzt wird, wobei eine Umwand
lungsrate von 80 bis 100%, ein Feststoffgehalt des polymeri
sierten Latex von 35-45% und eine Partikelgröße von 1.000 bis
3.500 Å erzielt wird. Das Verfahren zur Herstellung des Polybu
tadien-Latex umfaßt weiterhin die Agglomeration dieses Emul
sionspolymerisationsmediums bei einer Temperatur von 5 bis 20°C
oberhalb der Polymerisationstemperatur über einen Zeitraum von
4 bis 12 Stunden, indem dem Emulsionspolymerisationsmedium ein
Surfactant und ein Agglomerierungsmittel in aufeinanderfolgender
Reihenfolge zugegeben werden, wodurch die Partikelgröße des
letztendlich erhaltenen Polybutadien-Latex im Bereich von 3.000
bis 15.000 Å liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Surfactant bei dem
Polymerisationsschritt in einer Menge von 0,5 bis 3,0 Gewichts
teilen verwendet. Im Agglomerationsschritt beträgt die Menge des
verwendeten Surfactanten 0,1 bis 2,5 Gewichtsteile, wobei beide
Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des Butadien-Monomeren bezo
gen sind.
Bei dem Polymerisationsschritt werden 0,3 bis 1,0 Gewichtsteile
eines Kettenübertragungsreagens und 0,3 bis 1,5 Gewichtsteile
eines Elektrolyten verwendet, wobei die Mengenangaben jeweils
auf 100 Gewichtsteile des Butadien-Monomeren bezogen sind.
Bei dem Agglomerationsschritt werden 0,1 bis 5,0 Gewichtsteile
eines Agglomerierungsmittels verwendet, bezogen auf 100 Gewicht
steile des Butadien-Monomeren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Polybutadien-Latex
innerhalb von 12 bis 28 Stunden hergestellt werden, wodurch die
Zubereitungszeiten verkürzt werden. Wenn der Latex auf eine
stoß- bzw. schlagfeste Harz-Zusammensetzung angewendet (ge
bracht) wird, kann man von ihm eine gute Schlagfestigkeit erwar
ten, weil kein Koagulat gebildet wird.
Das Agglomerierungsmittel der vorliegenden Erfindung wird mit
einem Alkylacrylat, einem ionischen Comonomeren, einem anioni
schen Surfactanten und einem anionischen Initiator hergestellt.
Das Verfahren zur Herstellung des Agglomerierungsmittels umfaßt
einen ersten Schritt zur Bildung von Agglomerationskeimen (ag
glomerating seeds) mittels diskontinuierlicher Polymerisation
(batch polymerization) eines C₁-C₁₂-Alkylacrylats, eines anio
nischen Surfactanten und eines anionischen Initiators, so daß
die Konversionsrate bei über 90% liegt. Das Verfahren umfaßt
weiterhin einen zweiten Schritt, das Agglomerierungsmittel in
halbkontinuierlicher Polymerisation heranzuziehen (zu bilden),
indem ein C₁-C₁₂-Alkylacrylat und ein ionisches Comonomer dem
resultierenden Polymer aus dem ersten Schritt zugesetzt werden.
Ein dritter Schritt des Verfahrens besteht in der Copolymerisa
tion des ionischen Comonomers an der Oberfläche des Agglomerie
rungsmittels, das in ausreichender Menge hergestellt werden
soll, indem ein C₁-C₁₂-Alkylacrylat, ein ionisches Comonomer
und ein anionischer Initiator dem resultierenden Polymer des
zweiten Schritts zugesetzt werden, um auf diese Weise einen
hohen Agglomerierungseffekt zu erzielen.
Das Agglomerierungsmittel der vorliegenden Erfindung ist aus 0,1
bis 0,5 Gewichtsteilen eines ionischen Comonomers, aus 0,5 bis
4,0 Gewichtsteilen eines anionischen Surfactanten und aus 0,3
bis 2,0 Gewichtsteilen eines anionischen Initiators zusammen
gesetzt, wobei die Gewichtsangaben jeweils bezogen sind auf 100
Gewichtsteile Alkylacrylat. Von dem insgesamt verwendeten Alkyl
acrylat werden 5 oder weniger Gew.-% im ersten Schritt verwen
det, etwa 90 Gew.-% werden im zweiten Schritt verwendet, und die
verbleibende Menge an Alkylacrylat wird im dritten Schritt ein
gesetzt. Von der insgesamt verwendeten Menge an ionischen Como
nomeren werden 5 bis 20 Gew.-% im zweiten Schritt und 80 bis 95
Gew.-% im dritten schritt verwendet. Für den anionischen Initia
tor sieht die Bilanz so aus, daß 90 bis 70 Gew.-% im ersten
Schritt und 10 bis 30 Gew.-% im dritten Schritt verwendet wer
den.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zur Her
stellung des Polybutadien-Latex einen Polymerisationsschritt zur
Bereitstellung eines Emulsionspolymerisationsmediums von Buta
dien und einen Agglomerationsschritt zur Agglomeration des Poly
butadien-Latex, der in dem Polymerisationsschritt hergestellt
worden ist.
Der Polymerisationsschritt wird in einer konventionellen Emuls
ionspolymerisation durchgeführt, indem Wasser, Butadien-Monome
re, ein Surfactant, ein Kettenübertragungsreagens, ein Initiator
und ein Elektrolyt bei einer Temperatur von 60 bis 80°C über
einen Zeitraum von 8 bis 16 Stunden miteinander umgesetzt wer
den, wobei die Umwandlungsrate 80 bis 100% beträgt. Die Buta
dien-Monomeren werden so zugesetzt, daß ein Feststoffgehalt des
polymerisierten Latex von 35 bis 45% erreicht wird. Für die
Polymerisation des Polybutadien-Latex gilt, daß die Polymerisa
tionszeit um so länger ist, je höher der Feststoffgehalt des
Latex ist. Dementsprechend ist es gemäß der vorliegenden Erfin
dung bevorzugt, daß der Feststoffgehalt des polymerisierten
Latex im Bereich von 35 bis 45% liegt. Es ist ebenfalls bevor
zugt, daß die Partikelgröße des Polybutadien-Latex im Bereich
von 1.000 bis 3.500 Å ist.
Typische Beispiele für ein Surfactant, das gemäß der vorliegen
den Erfindung verwendet werden kann, ist Natriumlaurylsulfat,
Kaliumoleat und Harzseife, die in einem wäßrigen Zustand ver
wendet werden. Bei dem Polymerisationsschritt wird das Surfac
tant in einer Menge von 0,5 bis 3,0 Gewichtsteilen pro 100 Ge
wichtsteilen des Butadien-Monomeren verwendet. Das Surfactant
wird auch in dem Agglomerationsschritt, der dem Polymerisations
schritt folgt, verwendet. Die Funktion des Surfactanten in dem
Polymerisationsschritt besteht darin, die Primär-Partikelgröße
(-Korngröße) des Polybutadien-Latex zu bilden. Die Funktion des
Surfactanten im Agglomerationsschritt besteht darin, die Stabi
lität des Polybutadien-Latex zu gewährleisten.
Typische Beispiele eines Kettenübertragungsreagens, wie es gemäß
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, sind tert.
Dodecylmercaptan, Methylmercaptan und tert. Butylmercaptan. Bei
dem Polymerisationsschritt wird das Kettenübertragungsreagens
vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des Butadien-Monomeren, verwendet.
Wenn das Kettenübertragungsreagens in größeren oder kleineren
als den genannten Mengen verwendet wird, kann der Polybutadien-
Latex bei der Agglomeration keine gute Partikelform ausbilden.
Somit ist es schwierig, die Partikelform des Latex bei der Poly
merisation von Acrylnitril-Butadien-Styrol zu kontrollieren.
Typische Beispiele für Elektrolyten, die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können, sind Calciumcarbonat, Natri
umbicarbonat und Tricalciumphosphat. Bei dem Polymerisations
schritt wird der Elektrolyt in einer Menge von 0,3 bis 1,5 Ge
wichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile an Butadien-Monome
ren, verwendet. Die Menge des Elektrolyten kontrolliert die
Partikelgröße und die Verteilung der Partikelgröße des Polybuta
dien-Latex und sorgt für die Stabilität des Polybutadien-Latex.
Nach der Zugabe von Wasser, Butadien-Monomeren, dem Surfactan
ten, dem Kettenübertragungsreagens und dem Elektrolyten wird die
Reaktionstemperatur für die Emulsionspolymerisation auf 60 bis
80°C erhöht. Wenn die Temperatur erreicht ist, wird die Polyme
risation dadurch ausgeführt, daß ein Initiator, wie zum Beispiel
Kaliumpersulfat, dem Reaktor zugegeben wird. Die Verwendung
eines Initiators ist für den Durchschnittsfachmann völlig offen
sichtlich. Die Polymerisation sollte 8 bis 16 Stunden lang aus
geführt werden, so daß eine Umwandlungsrate von 80 bis 100%
erreicht wird, wodurch ein Feststoffgehalt des Polybutadien-
Latex von 35 bis 45% und eine Partikelgröße von 1.000 bis
3.500 Å erreicht wird.
Wenn der Polymerisationsschritt beendet ist, wird anschließend
der Agglomerationsschritt durchgeführt. Ein Agglomerierungsmit
tel und ein Surfactant werden dem Emulsionspolymerisationsmedium
zugesetzt. Nachdem die Reaktionstemperatur gegenüber der Tempe
ratur bei der Polymerisation um 5 bis 20°C erhöht worden ist,
wird der Polybutadien-Latex 4 bis 12 Stunden lang agglomeriert.
Das Agglomerierungsmittel, das für den Agglomerationsschritt
verwendet wird, besteht aus einem Alkylacrylat, einem ionischen
Comonomer, einem anionischen Surfactanten und einem anionischen
Initiator.
Das Agglomerierungsmittel wird mittels eines Verfahrens herge
stellt, das aus insgesamt drei Schritten besteht. Der erste
Schritt besteht darin, Agglomationskeime mittels diskontinuier
licher Polymerisation eines C₁-C₁₂-Alkylacrylats, eines anioni
schen Surfactanten und eines anionischen Initiators zu bilden,
so daß eine Umwandlungsrate von über 90% erreicht wird. Der
zweite Schritt umfaßt das Heranziehen (Bilden) des Agglomerie
rungsmittels in einer halbkontinuierlichen Polymerisation durch
Zugabe eines C₁-C₁₂-Alkylacrylats und eines ionischen Comonome
ren zu dem resultierenden Polymer aus dem ersten Schritt. Der
dritte Schritt schließlich umfaßt die Copolymerisation des ioni
schen Comonomeren an der Oberfläche des Agglomerierungsmittels,
das in ausreichender Menge hergestellt werden soll, durch Zugabe
eines C₁-C₁₂-Alkylacrylats, eines ionischen Comonomeren und
eines anionischen Initiators zu dem resultierenden Polymer aus
dem zweiten Schritt. Auf diese Weise wird ein hoher Agglomera
tionseffekt bewirkt.
Das Agglomerierungsmittel der vorliegenden Erfindung besteht aus
0,1 bis 0,5 Gewichsteilen eines ionischen Comonomeren, aus 0,5
bis 4,0 Gewichtsteilen eines anionischen Surfactanten und aus
0,3 bis 2,0 Gewichtsteilen eines anionischen Initiators. Diese
Mengenangaben sind bezogen auf 100 Gewichtsteile Alkylacrylat.
Von dem insgesamt verwendeten Alkylacrylat werden 5 oder weniger
Gew.-% im ersten Schritt, etwa 90 Gew.-% im zweiten Schritt und
die verbleibende Menge an Alkylacrylat im dritten Schritt ver
wendet. Von dem insgesamt verwendeten ionischen Comonomeren
werden 5 bis 20 Gew.-% im zweiten Schritt und 80 bis 95 Gew.-%
im dritten Schritt verwendet. Von dem anionischen Initiator, der
insgesamt verwendet wird, werden schließlich 90 bis 70 Gew.-% im
ersten Schritt, und 10 bis 30 Gew.-% im dritten Schritt verwen
det.
Im ersten Schritt werden Keime des Agglomerierungsmittels durch
diskontinuierliche Polymerisation eines Alkylacrylats, eines
anionischen Surfactanten und eines anionischen Initiators gebil
det. Es ist bevorzugt, eine Umwandlungsrate von oberhalb 90% zu
erreichen. Im ersten Schritt kann ein anionisches Surfactant in
einer Menge von 0,5 bis 4,0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile
des gesamten Alkylacrylats verwendet werden. Von dem insgesamt
für die Herstellung des Agglomerierungsmittels zu verwendenden
Alkylacrylat werden 5 Gew.-% oder weniger im ersten Schritt
verwendet. Diese Menge an Alkylacrylat im ersten Schritt kann
die Keime des Agglomerierungsmittels bilden und verhindern, daß
die Partikelgrößenverteilung des Mittels größer wird, so daß
eine einheitliche Partikelgröße des Mittels erzielt wird. Im
ersten Schritt kann eine Menge von 0,3 bis 2,0 Gewichtsteilen an
anionischem Initiator pro 100 Gewichtsteile des gesamten Alkyl
acrylats verwendet werden. Von dem insgesamt verwendeten anioni
schen Initiator werden 90 bis 70 Gew.-% im ersten Schritt ver
wendet.
Im zweiten Schritt wird das Agglomerierungsmittel in einer halb
kontinuierlichen Polymerisation dadurch herangezogen (gebildet),
daß ein C₁-C₁₂-Alkylacrylat und ein ionisches Comonomer dem
resultierenden Polymer aus dem ersten Schritt zugegeben werden.
Das ionische Comonomer ist ein funktionelles Monomer, das an der
Oberfläche des Agglomerierungsmittels besteht. Von dem insgesamt
verwendeten Alkylacrylat werden etwa 90 Gew.-% im zweiten Schritt
verwendet. Das ionische Comonomer wird in einer Menge von 0,1
bis 0,5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Alkylacry
lat, verwendet. Von diesen 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen werden 5
bis 20 Gew.-% im zweiten Schritt verwendet. Im zweiten Schritt
wird die Partikelgröße des Agglomerierungsmittels gesteigert. In
diesem Schritt sollte die Zugabe des Monomers derart kontolliert
werden, daß die Äquivalenz zwischen exothermer Hitze der Poly
merisation des Alkylacrylats und der Wärmestrahlung an das Au
ßensystem auszubalanciert wird. Die halbkontinuierliche Polyme
risation kann vom Durchschnittsfachmann ohne weiteres durchge
führt werden.
Im dritten Schritt werden dem resultierenden Polymer aus dem
zweiten Schritt ein C₁-C₁₂-Alkylacrylat, ein ionisches Comono
mer und ein anionischer Initiator zugesetzt. Das ionische Como
nomer wird an der Oberfläche des Agglomerierungsmittels, das
hergestellt werden soll, copolymerisiert, so daß ein hoher Ag
glomerationseffekt erzielt wird. Eine Umwandlungsrate von mehr
als 95% ist bevorzugt.
Von der Gesamtmenge an Alkylacrylat, die in den drei Schritten
verwendet wird, werden 5 Gew.-% im dritten Schritt und 95 Gew.-%
in dem ersten und zweiten Schritt verwendet. Von dem insgesamt
verwendeten ionischen Comonomer werden 80 bis 95 Gew.-% im drit
ten Schritt verwendet. Von dem insgesamt verwendeten anionischen
Initiator werden 10 bis 30 Gew.-% im dritten Schritt verwendet.
Der Grund für die Verwendung eines so großen Anteils an ioni
schem Comonomerem im dritten Schritt ist, daß mehr ionische
Comonomere an der Oberfläche des Agglomerierungsmittels, das
hergestellt werden soll, copolymerisiert werden, um dadurch
einen hohen Agglomerationseffekt zu erzielen. Anionischer In
itiator wird zugesetzt, nachdem die ionischen Comonomeren das
Agglomerierungsmittel in ausreichender Menge imprägniert haben.
Die Zugabe des anionischen Initiators unterstützt die Copolyme
risation der Comonomeren oder anderer verbleibender Monomere an
der Oberfläche des Agglomerierungsmittels.
C₁-C₁₂-Alkylacrylate können für die Herstellung des Agglomerie
rungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Vorzugsweise wird Butylacrylat verwendet.
Ein ionisches Comonomer gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein
funktionelles Monomer, das an der Oberfläche des Agglomerie
rungsmittels vorliegt. Ungesättigte Carbonsäuren und Acrylamide
werden als ionische Comonomere verwendet. Typische Beispiele
ungesättigter Carbonsäuren sind Methacrylsäure, Acrylsäure,
Itaconsäure, Crotonsäure und Maleinsäureanhydrid. Typische Bei
spiele für Acrylamide sind Acrylamid, Methacrylamid, Ethacryla
mid und n-Butylacrylamid.
Typische Beispiele des anionischen Surfactanten, wie er gemäß
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, sind Dinatri
um-Alkylsulfosuccinat, Dinatrium-ethoxyliertes Nonylphenol,
Natriumlaurylsulfat und Kaliumoleat.
Typische Beispiele für den anionischen Initiator, wie er gemäß
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, sind Kalium
carbonat, Ammoniumbicarbonat und Ammoniumcarbonat.
Es ist bevorzugt, daß die durchschnittliche Partikelgröße des
Agglomerierungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung im Be
reich von 0,05 bis 0,2 µm liegt. Der Polybutadien-Latex wird
unter Verwendung dieses Agglomerierungsmittels agglomeriert. Für
die Agglomeration können 0,1 bis 5 Gewichtsteile Agglomerie
rungsmittel, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polybutadien-Latex,
verwendet werden.
Wie oben erwähnt, schließt sich nach Beendigung des Polymerisa
tionsschrittes ein Agglomerationsschritt unter Verwendung des
Agglomerierungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung an. Das
Agglomerierungsmittel und der Surfactant werden dem Emulsions
polymerisationsmedium zugesetzt, wenn die Umwandlungsrate 80 bis
100% erreicht hat. Pro 100 Gewichtsteile Butadien-Monomer wer
den in diesem Schritt 0,1 bis 5,0 Gewichtsteile Surfactant ver
wendet. Nachdem die Reaktionstemperatur im Vergleich zu der
Temperatur während der Polymerisation um 5 bis 20°C erhöht wor
den ist, wird der Polybutadien-Latex 4 bis 12 Stunden lang ag
glomeriert.
Wenn der Polybutadien-Latex unter Verwendung dieses Agglomerie
rungsmittels agglomeriert wird, ist es bevorzugt, daß die durch
schnittliche Partikelgröße des agglomerierten Polybutadien-Latex
im Bereich von 3.000 bis 15.000 Å liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Polymerisationsschritt
in 8 bis 16 Stunden, der Agglomerierungsschritt in 4 bis 12
Stunden beendet. Daher kann die vorliegende Erfindung die Reak
tionszeiten bei der Polymerisation von Butadien und der Agglome
ration von Polybutadien bei der Herstellung von einem Polybuta
dien-Latex verkürzen.
Die Verfahren zur Herstellung des Polybutadien-Latex gemäß der
vorliegenden Erfindung haben die Wirkungen der vorliegenden
Erfindung, die einen Polybutadien-Latex mit bei einer bestimmten
Reaktionstemperatur erhöhter Partikelgröße und mit einem erhöh
ten Feststoffgehalt bereitstellen, und die Produktivität von
bzw. Ausbeute an Polybutadien-Latex verbessern kann, indem die
Reaktionszeiten bei der Polymerisation von Butadien und der
Agglomeration von Polybutadien verkürzt werden.
Die vorliegende Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Bei
spiele besser verständlich. Diese Beispiele sollen den Umfang
der vorliegenden Erfindung, der durch die folgenden Patentan
sprüche definiert wird, auf keinen Fall einschränken.
Erster Schritt: 400 g entionisiertes Wasser, 5 g Butylacrylat
und 2,4 g Dinatrium-Alkylsulfosuccinat (Aerosol 501® von Ameri
can Cynamide Co.) werden in einen 5 l-Reaktor gegeben, der mit
einem Rückflußkühler ausgestattet ist. Unter Rühren der Lösung
bei 300 U/min wurde die Temperatur erhöht. Als die Temperatur
70°C betrug, wurde der Lösung ein anionischer Initiator zugege
ben. Der Initiator wurde hergestellt, indem 1 g Persulfat in
20 g entionisiertem Wasser gelöst wurde. Der zweite Schritt
wurde ausgeführt, als die Temperatur während der Initiations
reaktion gesunken war.
Zweiter Schritt: Zu der resultierenden Polymer-Lösung aus dem
ersten Schritt wurden 190 g Butylacrylat und 0,1 g Methacrylsäu
re gegeben. Die Lösung wurde in halbkontinuierlicher Polymerisa
tion polymerisiert. Als die Polymerisation beendet war, wurde
der dritte Schritt durchgeführt.
Dritter Schritt: Zu der resultierenden Lösung aus dem zweiten
Schritt wurden 5 g Butylacrylat und 0,4 g Methacrylsäure gege
ben. Der Lösung wurde außerdem ein anionischer Initiator zugege
ben. Der Initiator wurde hergestellt, indem 0,2 g Persulfat in
10 g entionisiertem Wasser gelöst wurden.
Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Agglomerierungs
mittels aus Beispiel 1 betrug 0,13 µm, die Umwandlungsrate be
trug 97%, und die Standardabweichung war 0,12.
Das Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben worden ist,
wurde erneut durchgeführt, außer daß 0,25 g Methacrylsäure im
zweiten Schritt und auch 0,25 g Methacrylsäure im dritten
Schritt verwendet wurden. Der durchschnittliche Partikeldurch
messer des Agglomerierungsmittels von Beispiel 2 betrug 0,15 µm,
die Standardabweichung war 0,14.
Das Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben worden ist,
wurde erneut durchgeführt, außer daß 0,4 g Methacrylsäure im
zweiten Schritt und 0,1 g Methacrylsäure im dritten Schritt
verwendet wurden. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des
Agglomerierungsmittels von Beispiel 3 betrug 0,16 µm, die Stan
dardabweichung war 0,18.
In Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Agglomerierungsmittel mittels
eines herkömmlichen diskontinuierlichen Polymerisationsverfah
rens hergestellt. 200 g Butylacrylat, 0,5 g Methacrylsäure,
2,4 g Dinatrium-Alkylsulfosuccinat (Aerosol 501® von American
Cynamide Co.), 1,2 g Kaliumsulfat und 400 g entionisiertes Was
ser wurden in einen Reaktor gegeben. Die Polymerisation wurde in
einem herkömmlichen diskontinuierlichen Verfahren durchgeführt.
Alle Monomere wurden bei Beginn der Polymerisation zusammen
zugegeben. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Agglo
merierungsmittels dieses Beispiels betrug 0,14 µm, die Standard
abweichung betrug 0,15.
70 g Butylacrylat, 2,4 g Dinatrium-Alkylsulfosuccinat (Aerosol
501® von American Cynamide Co.), 0,2 g Kaliumsulfat und 400 g
entionisiertes Wasser wurden in einen Reaktor gegeben. Die Poly
merisation der Lösung wurde eine Stunde lang durchgeführt, und
dann wurden über einen Zeitraum von einer Stunde 130 g Butyl
acrylat, 0,5 g Methacrylsäure und 1,0 g Kaliumpersulfat der
Lösung zugesetzt. In diesem Beispiel wurden die Monomeren in
zwei Schritten zugesetzt. Der durchschnittliche Partikeldurch
messer des Agglomerierungsmittels in diesem Beispiel betrug 0,13
µm, die Standardabweichung betrug 0,19.
Ein Polybutadien-Latex mit einem durchschnittlichen Partikel
durchmesser von 0,12 µm und einem Feststoffgehalt von 40% wurde
mit den Agglomerierungsmitteln, die in den Beispielen 1 bis 3
und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellt worden waren,
agglomeriert. Das Agglomerierungsmittel wurde in einer Menge von
0,3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polybutadien-
Latex, verwendet. Die Agglomeration wurde unter denselben Bedin
gungen in einem herkömmlichen Verfahren durchgeführt.
Tabelle 1 zeigt den durchschnittlichen Partikeldurchmesser des
Agglomerierungsmittels (dD v. AgAg), die Standardabweichung
(St.A) und den durchschnittlichen Partikeldurchmesser des Poly
butadien-Latex (dD v. PBL), agglomeriert mit den Agglomerie
rungsmitteln der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele
1 und 2.
Wie in Tabelle 1 dargestellt, hat das Agglomerierungsmittel von
Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung einen günstigen
Partikeldurchmesser und eine günstige Standardabweichung und
eignet sich für die Herstellung eines Butadienlatex mit erhöh
ter Partikelgröße. Obwohl die Beispiele 2 und 3 durchgeführt
wurden gemäß den drei Schritten der vorliegenden Erfindung, sind
die durchschnittlichen Partikeldurchmesser des Agglomerierungs
mittels und die Standardabweichungen größer als diejenigen von
Beispiel 1. Auch die durchschnittlichen Durchmesser des Polybu
tadien-Latex aus den Beispielen 2 und 3 sind kleiner als die des
Latex aus Beispiel 1. Eine mögliche Erklärung für die Unter
schiede zwischen dem Beispiel 1 auf der einen Seite und den
Beispielen 2 und 3 auf der anderen Seite könnte sein, daß im
Beispiel 1 das ionische Comonomer im dritten Schritt in einer
deutlich größeren Menge als im ersten oder zweiten Schritt ver
wendet wurde.
Im Vergleichsbeispiel 1, das nach einem herkömmlichen Verfahren
durchgeführt wurde, wurde ein Polybutadien-Latex hergestellt,
der von allen in den Beispielen hergestellten Latices den ge
ringsten Partikeldurchmesser aufwies. Im Vergleichsbeispiel 2,
ausgeführt in einem zweistufigen Verfahren, ist der durch
schnittliche Partikeldurchmesser des Agglomerierungsmittels gut,
die Standardabweichung und der durchschnittliche Partikeldurch
messer des Polubutadien-Latex sind jedoch nicht gut.
Ein 10 l-Hochdruckreaktor wurde mit 3.377 g entionisiertem Was
ser, mit 3.000 g Butadien-Monomer, mit 15 G tert. Dodecylmercap
tan, mit 45 g einer 10-Gew.-%igen Calciumcarbonat-Lösung und mit
210 g Harzseife beschickt. Unter Rühren der Lösung bei 250 U/min
wurde die Temperatur erhöht. Als die Temperatur 65°C betrug,
wurde der Lösung ein anionischer Initiator zugegeben. Der In
itiator wurde hergestellt, indem 9 g Persulfat in 441 g entioni
siertem Wasser gelöst wurden. Nach zwölfstündiger Polymerisation
wurde die Umwandlungsrate zu 83% bestimmt. Anschließend wurden
200 g Harzseife und 50 g Agglomerierungsmittel zugegeben. Die
Reaktionstemperatur wurde auf 75°C erhöht. Die Agglomeration
wurde über einen Zeitraum von vier Stunden durchgeführt. Als die
Agglomeration beendet war, wurde die Umwandlungsrate zu 92,3%
gemessen. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Polybu
tadienlatex betrug 0,57 µm, der nicht-agglomerierte Anteil be
trug etwa 15%. Das Coagulat war weniger als 0,1%.
Es wurde das Verfahren von Beispiel 4 durchgeführt, außer daß
50 g Agglomerierungsmittel nach 10 Stunden Polymerisation zu
gesetzt wurden. Außerdem wurde die Agglomeration nach 19 Stun
den, gerechnet vom Beginn aus, beendet. Die Umwandlungsraten
waren 67% nach 10 Stunden und 91,5% nach 19 Stunden. Der
durchschnittliche Partikeldurchmesser des Polybutadien-Latex war
0,60 µm, der nicht-agglomerierte Anteil betrug etwa 12%, und
das Coagulat war weniger als 0,1%.
Es wurde das Verfahren von Beispiel 4 durchgeführt, außer daß
50 g Agglomerierungsmittel nach 8 Stunden Polymerisation zuge
setzt wurden. Außerdem wurde die Agglomeration nach 24 Stunden,
gerechnet vom Beginn aus, beendet. Die Umwandlungsraten waren
51,5% nach 8 Stunden und 93,7% nach 24 Stunden. Der durch
schnittliche Partikeldurchmesser des Polybutadien-Latex war
0,53 µm, der nicht-agglomerierte Anteil betrug etwa 16%, und
das Coagulat war weniger als 0,1%.
Es wurde das Verfahren von Beispiel 4 durchgeführt, außer daß
4421 g entionisiertes Wasser nach 10 Stunden Polymerisation zu
gesetzt wurden. Außerdem wurde die Agglomeration nach 14 Stun
den, gerechnet vom Beginn aus, beendet. Die Umwandlungsraten
waren 77,3% nach 10 Stunden und 90,1% nach 14 Stunden. Der
durchschnittliche Partikeldurchmesser des Polybutadien-Latex war
0,45 µm, der nicht-agglomerierte Anteil betrug etwa 10%, und
das Coagulat war weniger als 0,1%.
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde durchgeführt, außer daß keine
Harzseife verwendet wurde. Sofort nach dem Zusatz des Agglome
rierungsmittels trat ein Microcoagulat auf.
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde durchgeführt, außer daß 0,47
Gewichtsteile des Surfactanten, bezogen auf 100 Gewichtsteile
Butadien-Monomer, zugegeben wurden. Der durchschnittliche Parti
keldurchmesser des Polybutadien-Latex betrug 0,67 µm, der nicht
agglomerierte Anteil betrug etwa 10%, und das Coagulat war etwa
2,3%.
Ein 10 l-Hochdruckreaktor wurde mit 2.711,8 g entionisiertem
Wasser, mit 3.500 g Butadien-Monomer, mit 17,5 g tert. Dodecyl
mercaptan, mit 450 g einer 10-Gew.-%igen Calciumcarbonat-Lösung
und mit 300 g Harzseife beschickt. Unter Rühren der Lösung bei
250 U/min wurde die Temperatur erhöht. Als die Temperatur 65°C
betrug, wurde der Lösung ein anionischer Initiator zugegeben.
Der Initiator wurde hergestellt, indem 9 g Persulfat in 441 g
entionisiertem Wasser gelöst wurden. Nach sechszehnstündiger
Polymerisation wurde die Umwandlungsrate zu 78% bestimmt. An
schließend wurden 200 g Harzseife und 50 g Agglomerierungsmittel
zugegeben. Die Reaktionstemperatur wurde auf 75°C erhöht. Die
Agglomeration wurde über einen Zeitraum von vier Stunden durch
geführt. Als die Agglomeration beendet war, wurde die Umwand
lungsrate zu 91,2% gemessen. Der durchschnittliche Partikel
durchmesser des Polybutadienlatex betrug 0,50 µm, der nicht
agglomerierte Anteil betrug etwa 23%. Das Coagulat war weniger
als 0,8%.
Das Verfahren von Beispiel 7 wurde durchgeführt, außer daß
2.157,5 Gewichtsteile entionisiertes Wasser zugegeben wurden,
und außer daß 200 g Harzseife und 50 g Agglomerierungsmittel
nach 26 Stunden Polymerisation zugegeben wurden. Die Umwand
lungsrate betrug 67% nach 26 Stunden. Sofort nach Zugabe des
Agglomerierungsmittels trat Microcoagulat auf.
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde durchgeführt, außer daß die
Temperatur, selbst nach der Zugabe des Agglomerierungsmittels,
bei 65°C gehalten wurde, und außer daß die Agglomeration über
einen Zeitraum von 6 Stunden durchgeführt worden war. Die Ge
samtreaktionszeit betrug somit 18 Stunden. Nach Vollendung der
Agglomeration wurde die Umwandlungsrate zu 93% gemessen. Der
durchschnittliche Partikeldurchmesser des Polubutadien-Latex
betrug 0,50 µm, der nicht-agglomerierte Anteil betrug etwa 23%,
das Coagulat war weniger als 0,1%.
Tabelle 2 zeigt die Umwandlungsrate (%) zur Zeit der Zugabe des
Agglomerierungsmittels, die Gesamtreaktionszeit (Stunden) und
den durchschnittlichen Partikeldurchmesser des agglomerierten
Polybutadien-Latex (dD v. PBL). Die Gesamt-Polymerisationszeit
wird verkürzt, wenn das Agglomerierungsmittel bei einer hohen
Umwandlung zugegeben wird. Somit ist der bevorzugte Zeitpunkt
für die Zugabe des Agglomerierungsmittels der Zeitpunkt, zu dem
die Umwandlungsrate im Bereich von 85 bis 100% liegt.
Tabelle 3 zeigt den Feststoffgehalt (%) des Polybutadien-Latex,
die Gesamt-Reaktionszeit (Stunden), den durchschnittlichen Par
tikeldurchmesser des agglomerierten Polybutadien-Latex (dD
v. PBL) und den Anteil an Coagulat. Je geringer der Feststoff
gehalt des Polybutadien-Latex ist, um so geringer ist die Ge
samt-Polymerisationszeit. Bei mehr als 50% Feststoffgehalt trat
Microcoagulat auf. Wenn man die Produktivität bezogen auf die
Gesamt-Reaktionszeit und die Stabilität des Polybutadien-Latex
betrachtet, ist es bevorzugt, wenn der Latex einen Feststoff
gehalt von 35 bis 45% aufweist.
Tabelle 4 zeigt die Relation zwischen der Menge des im Agglome
rationsschritt zugesetzten Surfactanten und auftretendem Coagu
lat.
Um den Polybutadien-Latex zu stabilisieren, sollte die Menge des
Surfactanten im Agglomerationsschritt über 0,47 Gewichtsteile,
bezogen auf 100 Gewichtsteile Butadien-Monomer, sein. Wenn die
Menge des Surfactanten jedoch bei über 2,5 Gewichtsteilen pro
100 Teile Butadien-Monomeren liegt, tritt übermäßiger Schaum auf
bei dem Verfahren zur Herstellung von Polybutadien, und die
Eigenschaften des Endproduktes sind nicht gut.
Wie Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 7 zeigen, konnte die Ge
samt-Reaktionszeit um etwa 2 Stunden verkürzt werden, wenn die
Reaktionstemperatur um etwa 10°C erhöht wurde.
Aufgrund des oben Beschriebenen sollte es für den Durchschnitts
fachmann klar sein, daß viele Abweichungen und Änderungen mög
lich sind, ohne daß der Kern der Erfindung verlassen wird.
Claims (24)
1. Verfahren zur Herstellung eines Polybutadien-Latex, wobei
das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- (a) Bereitstellen eines Emulsionspolymerisationsmediums, das mit Wasser, Butadien-Monomeren, einem Surfactan ten, einem Kettenübertragungsreagens, einem Initiator und einem Elektrolyten bei einer Temperatur von 60 bis 80°C für einen Zeitraum von 8 bis 16 Stunden umgesetzt wird, wobei eine Umwandlungsrate von 80 bis 100% erzielt wird; und
- (b) Agglomerieren des resultierenden Emulsionspolymerisa tionsmediums bei einer Temperatur, die 5 bis 20°C über der Polymerisationstemperatur liegt, über einen Zeitraum von 4 bis 12 Stunden durch Zugabe eines Surfactanten und eines Agglomerierungsmittels zu dem Emulsionspolymerisationsmediums in angegebener Reihen folge.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Emulsionspolymeri
sationsmedium einen Feststoffgehalt von 35 bis 45% auf
weist.
3. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Emulsionspolymeri
sationsmedium eine Partikelgröße von 1.000 bis 3.500 Å auf
weist.
4. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Surfactant bei dem
Polymerisationsschritt in einer Menge von 0,5 bis 3,0
Gewichtsteilen und bei dem Agglomerationsschritt in einer
Menge von 0,1 bis 2,5 Gewichtsteilen, jeweils pro 100
Gewichtsteile Butadien-Monomer, verwendet wird.
5. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Surfactant ausge
wählt ist aus Natriumlaurylsulfat, Kaliumoleat und Harz sei
fe.
6. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kettenübertragungs
reagens in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Gewichtsteilen pro
100 Gewichtsteile Butadien-Monomer verwendet wird.
7. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Kettenübertragungs
reagens ausgewählt ist aus tert. Dodecylmercaptan, Methyl
mercaptan und tert. Butylmercaptan.
8. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektrolyt in einer
Menge von 0,3 bis 1,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile
Butadien-Monomer verwendet wird.
9. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Elektrolyt ausge
wählt ist aus Calciumcarbonat, Natriumbicarbonat und
Tricalciumphosphat.
10. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Polybutadien-Latex
eine Partikelgröße von 3.000 bis 15.000 Å aufweist.
11. Polybutadien-Latex, herstellbar nach dem Verfahren von einem
der Ansprüche 1 bis 10.
12. Verfahren zur Herstellung eines Agglomerierungsmittels,
wobei das Verfahren die folgenden drei Schritte umfaßt:
- (a) einen ersten Schritt zur Bildung von Agglomerations keimen mittels diskontinuierlicher Polymerisation eines C₁-C₁₂-Alkylacrylats, eines anionischen Surfac tanten und eines anionischen Initiators;
- (b) einen zweiten Schritt, das Agglomerierungsmittel in halbkontinuierlicher Polymerisat durch Zugabe eines C₁ -C₁₂-Alkylacrylats und eines ionischen Comonomers zu dem resultierenden Polymer aus dem ersten Schritt zu bilden; und
- (c) einen dritten Schritt der Copolymerisation des ioni schen Comonomers an der Oberfläche des Agglomerie rungsmittels, das in ausreichender Menge hergestellt werden soll, durch Zugabe eines C₁-C₁₂-Alkylacrylats, eines ionischen Comonomeren und eines anionischen Initiators zu dem resultierenden Polymer aus dem zweiten Schritt.
13. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Agglomerierungs
mittel aus 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen eines ionischen
Comonomeren, aus 0,5 bis 4,0 Gewichtsteilen eines anioni
schen Surfactanten und aus 0,3 bis 2,0 Gewichtsteilen eines
anionischen Initiators, jeweils bezogen auf 100 Gewichts
teile Alkylacrylat, zusammengesetzt ist.
14. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Alkylacrylat in
einer Menge von 5 Gew.-% oder weniger im ersten Schritt, und
in einer Menge von etwa 90 Gew.-% im zweiten Schritt
verwendet wird, und wobei die verbleibende Menge an Alkyl
acrylat im dritten Schritt verwendet wird.
15. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei das ionische Comonomer
in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% im zweiten Schritt und
in einer Menge von 80 bis 95 Gew.-% im dritten Schritt
verwendet wird.
16. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der anionische
Initiator in einer Menge von 90 bis 70 Gew.-% im ersten
Schritt, und in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-% im dritten
Schritt verwendet wird.
17. Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei das ionische Comonomer
eine ungesättigte Carbonsäure oder ein Acrylamid ist.
18. Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die ungesättigte
Carbonsäure ausgewählt ist aus Methacrylsäure, Acrylsäure,
Itaconsäure, Crotonsäure und Maleinsäureanhydrid.
19. Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Acrylamid ausge
wählt ist aus Acrylamid, Methacrylamid, Ethacrylamid und n-
Butylacrylamid.
20. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei der anionische
Surfacatant ausgewählt ist aus Dinatrium-Alkylsulfosuccinat,
Dinatrium-ethoxyliertes Nonylphenol, Natriumlaurylsulfat und
Kaliumoleat.
21. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei der anionische In
itiator ausgewählt ist aus Kaliumcarbonat, Ammoniumbicar
bonat und Ammoniumcarbonat.
22. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Schritt eine
Umwandlungsrate von 90% oder mehr aufweist.
23. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der anionische
Initiator zugegeben wird, nachdem die ionischen Comonomere
genügend in den agglomerierenden Latex eingedrungen sind
(den agglomerierenden Latex ausreichend imprägniert haben).
24. Agglomerierungsmittel, erhältlich nach dem Verfahren gemäß
einer der Patentansprüche 12 bis 23.
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