DE102008000269A1 - Production of aqueous polymer dispersion for use e.g. as an adhesive bonding agent between metal and rubber, involves radical emulsion polymerisation of butadiene, styrene and vinylphosphonic acid - Google Patents

Production of aqueous polymer dispersion for use e.g. as an adhesive bonding agent between metal and rubber, involves radical emulsion polymerisation of butadiene, styrene and vinylphosphonic acid Download PDF

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Abstract

A method (M1) for the production of aqueous polymer dispersions (I) by emulsion polymerisation of unsaturated monomers in presence of dispersants and radical initiators, in which the monomer mixture comprises (A) 19.9-90 wt.% conjugated aliphatic dienes, (B) 9.9-80 wt.% vinylaromatic compounds, (C) 0.1-10 wt.% unsaturated compounds with a phosphorus-containing functional group and (D) 0-20 wt.% other comonomers. Independent claims are included for (1) aqueous polymer dispersions (I) obtained by M1 (2) formed metal products coated with (I) (3) sulfur-vulcanised formed rubber products coated with (I) (4) a method (M2) for the production of formed products by coating a surface of a formed metal product with (I), drying the coated product, coating the dried surface with a sulfur-vulcanisable rubber mixture containing diene rubber(s) and then vulcanising the rubber (5) formed products obtained by M2 .

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polymerisatdispersion durch radikalisch initiierte wässrige Emulsionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Verbindungen in Anwesenheit von Dispergiermitteln und Radikalinitiatoren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Emulsionspolymerisation 19,9 bis 90 Gew.-% konjugierte aliphatische Diene (Monomere A), 9,9 bis 80 Gew.-% vinylaromatische Verbindungen (Monomere B), 0,1 bis 10 Gew.-% ethylenisch ungesättigte Verbindungen, welche eine phosphorhaltige funktionelle Gruppen enthalten (Monomere C), und 0 bis 20 Gew.-% sich von den Monomeren A bis C unterscheidende copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte Verbindungen (Monomere D) wobei die Gesamtmenge der ethylenisch ungesättigten Monomeren A bis D (Gesamtmonomerenmenge) 100 Gew.-% beträgt.The present invention is a process for the preparation of an aqueous polymer dispersion by free-radically initiated aqueous emulsion polymerization of ethylenically unsaturated compounds in the presence of dispersants and radical initiators, which is characterized in that for the emulsion 19.9 to 90% by weight conjugated aliphatic dienes (monomers A), 9.9 to 80% by weight vinylaromatic compounds (monomers B), 0.1 to 10% by weight ethylenically unsaturated compounds containing a phosphorus-containing functional group (monomers C), and 0 to 20% by weight copolymerizable ethylenically unsaturated compounds other than monomers A to C (monomers D) wherein the total amount of ethylenically unsaturated monomers A to D (total monomer amount) is 100 wt .-%.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist auch die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen wässrigen Polymerisatdispersionen, insbesondere zur Beschichtung von Metalloberflächen.object The present application is also the use of the after obtainable according to the invention aqueous polymer dispersions, in particular for coating of metal surfaces.

Moderne Luftreifen, insbesondere sogenannte Gürtelreifen, bestehen in ihrem Aufbau in der Regel aus einer geformten vulkanisierten Kautschukmasse, in die eine innere Metallstruktur (Stahlcord) eingebettet ist. Um die Verbindung zwischen Stahlcord und der Kautschukmasse und damit die innere Festigkeit und somit die Haltbarkeit bzw. die Laufeigenschaften der Reifen zu verbessern, wird der Stahlcord häufig mit einer Beschichtung aus Messing oder Zink versehen. Sowohl Messing als auch Zink kann mit Schwefel-Beschleuniger-Systemen reagieren, wodurch die Haftung zur Kautschukmasse ermöglicht wird. Als Haftpromotoren verwendet man u. a. Metalloxide, organische Kobaltverbindungen oder Zinkacrylate. Alternativ zu Schwefel-Haftsystemen verwendet man auch Resorcin-Formaldehyd-Harze ( Röthemeyer/Sommer; Kautschuktechnologie; Seiten 829 ff., Hanser-Verlag, 2001 ).Modern pneumatic tires, in particular so-called radial tires, generally consist in their structure of a molded vulcanized rubber compound in which an inner metal structure (steel cord) is embedded. In order to improve the connection between steel cord and the rubber compound and thus the inner strength and thus the durability or the running properties of the tires, the steel cord is often provided with a coating of brass or zinc. Both brass and zinc can react with sulfur accelerator systems, allowing for adhesion to the rubber stock. Adhesion promoters used include metal oxides, organic cobalt compounds or zinc acrylates. As an alternative to sulfur adhesive systems, resorcinol-formaldehyde resins ( Röthemeyer / Summer; Rubber Technology; Pages 829 ff., Hanser-Verlag, 2001 ).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung neuartiger wässriger Polymerisatdispersionen bereitzustellen, welche sich zur Beschichtung von Metalloberflächen eigenen und insbesondere haftvermittelnde Eigenschaften zwischen Metall und Gummirohmischungen bzw. vulkanisierten Gummimischungen aufweisen.task The present invention was to provide a process for the preparation to provide novel aqueous polymer dispersions, which are suitable for coating metal surfaces and in particular adhesion-promoting properties between metal and rubber mixtures or vulcanized rubber mixtures.

Die Aufgabe wurde durch die Bereitstellung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen wässrigen Polymerisatdispersionen gelöst.The Task was by providing the according to the invention Method accessible aqueous polymer dispersions solved.

Die Durchführung von radikalisch initiierten Emulsionspolymerisationen von ethylenisch ungesättigten Monomeren in einem wässrigen Medium ist vielfach vorbeschrieben und dem Fachmann daher hinreichend bekannt [vgl. hierzu Emulsionspolymerisation in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 8, Seiten 659 ff. (1987) ; D.C. Blackley, in High Polymer Latices, Vol. 1, Seiten 35 ff. (1966) ; H. Warson, The Applications of Synthetic Resin Emulsions, Kapitel 5, Seiten 246 ff. (1972) ; D. Diederich, Chemie in unserer Zeit 24, Seiten 135 bis 142 (1990) ; Emulsion Polymerisation, Interscience Publishers, New York (1965) ; DE-A 40 03 422 und Dispersionen synthetischer Hochpolymerer, F. Hölscher, Springer-Verlag, Berlin (1969) ]. Die radikalisch initiierten wässrigen Emulsionspolymerisationsreaktionen erfolgen üblicherweise dergestalt, dass man die ethylenisch ungesättigten Monomere unter Mitverwendung von Dispergiermitteln, im wässrigen Medium in Form von Monomerentröpfchen dispers verteilt und mittels eines radikalischen Polymerisationsinitiators polymerisiert. Von dieser Verfahrensweise unterscheidet sich das vorliegende Verfahren lediglich im Einsatz von spezifischen Monomeren.The implementation of free-radically initiated emulsion polymerizations of ethylenically unsaturated monomers in an aqueous medium has often been described above and is therefore sufficiently known to the person skilled in the art [cf. for this emulsion polymerization in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 8, p. 659 et seq. (1987) ; DC Blackley, in High Polymer Latices, Vol. 1, pp. 35 ff. (1966) ; H. Warson, The Applications of Synthetic Resin Emulsions, Chapter 5, pages 246 ff. (1972) ; D. Diederich, Chemistry in our time 24, pages 135 to 142 (1990) ; Emulsion Polymerization, Interscience Publishers, New York (1965) ; DE-A 40 03 422 and Dispersions of Synthetic High Polymers, F. Hölscher, Springer-Verlag, Berlin (1969) ]. The free-radically initiated aqueous emulsion polymerization reactions are usually carried out by dispersing the ethylenically unsaturated monomers dispersively in aqueous medium in the form of monomer droplets and polymerizing them by means of a free-radical polymerization initiator. From this procedure, the present method differs only in the use of specific monomers.

Geeignete Monomere A sind insbesondere aliphatische konjugierte Diene mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen. Häufig werden 1,3-Butadien sowie substituierte Butadiene, wie beispielsweise das 2-Chlor- bzw. das 2-Methyl-1,3-butadien eingesetzt. Ferner eignen sich konjugierte, gerad- und verzweigtkettige Pentadiene und Hexadiene sowie weitere gerad- oder verzweigtkettige konjugierte Diene mit bis zu 9 Kohlenstoffatomen. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener aliphatischer Diene eingesetzt werden. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der vorteilhaften Eigenschaften in Copolymerisaten ist das 1,3-Butadien (Butadien) als Monomer A besonders bevorzugt.Suitable monomers A are in particular aliphatic conjugated dienes having 4 to 9 carbon atoms. Frequently, 1,3-butadiene and substituted butadienes, such as 2-chloro or 2-methyl-1,3-butadiene used. Also suitable are conjugated, straight-chain and branched-chain pentadienes and hexadienes, and further straight-chain or branched-chain conjugated dienes having up to 9 carbon atoms. Of course, mixtures of various aliphatic dienes can be used. For reasons of economy and advantageous properties in copolymers, the 1,3-butadiene (Buta dien) as monomer A is particularly preferred.

Geeignete Monomere B sind insbesondere aromatische Monovinylverbindungen der allgemeinen Formel CH2=CR1R2, wobei R1 ein aromatischer Kern mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, der auch weitere Alkylreste und/oder Halogensubstituenten enthalten kann. R2 ist Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Monomere B sind aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Verfügbarkeit Styrol, α-Methylstyrol und Vinyltoluol, wobei Styrol besonders bevorzugt ist. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener vinylaromatischer Verbindungen eingesetzt werden.Suitable monomers B are in particular aromatic monovinyl compounds of the general formula CH 2 = CR 1 R 2 , where R 1 is an aromatic nucleus having 6 to 10 carbon atoms, which may also contain other alkyl radicals and / or halogen substituents. R 2 is hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms. Preferred monomers B are styrene, α-methylstyrene and vinyltoluene for reasons of economy and availability, with styrene being particularly preferred. Of course, mixtures of various vinyl aromatic compounds can be used.

Geeignete Monomere C sind alle radikalisch copolymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Verbindungen, welche wenigstens eine phosphorhaltige funktionelle Gruppe enthalten. Beispiele hierfür sind Ester aus Phosphorsäure und ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen enthaltende organische Hydroxyverbindungen, wie die Mono-, Di- und Triester der Phosphorsäure mit Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten. Vorteilhaft werden die entsprechenden Monoester von Phosphorsäure und 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat oder Mischungen davon eingesetzt. Ebenfalls geeignet sind die Mono-, Di- und Triester der Phosphorsäure mit alkoxylierten Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten. Vorteilhaft werden die entsprechenden ethoxylierten oder propoxylierten Derivate mit einem Alkoxylierungsgrad von 1 bis 10 eingesetzt. Erfindungsgemäß ebenfalls einsetzbar sind die Vinyl-Benzolphosphonsäure und ihre Derivate sowie die Vinylphosphonsäure und deren Mono-, Di-, und Triester. Selbstverständlich ist es möglich, Gemische verschiedener Monomerer C einzusetzen. Bevorzugt werden Vinylphosphonsäure, Monoester der Phosphorsäure mit Hydroxyalkylacrylaten und Hydroxyalkylmethacrylaten und/oder Monoester der Phosphorsäure mit alkoxylierten Hydroxyalkylacrylaten und Hydroxyalkylmethacrylaten als Monomer C eingesetzt. Dabei versteht es sich von selbst, dass als Monomere C auch die entsprechenden, mit Basen, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Ammoniak, teilweise oder vollständig neutralisierten Phosphorsäureverbindungen umfasst sind.suitable Monomers C are all ethylenically free-radically copolymerizable unsaturated compounds containing at least one phosphorus-containing functional group included. Examples are esters from Phosphoric acid and ethylenically unsaturated double bonds containing organic hydroxy compounds, such as the mono-, di- and Triesters of phosphoric acid with hydroxyalkyl acrylates or Hydroxyalkyl. Advantageous are the corresponding Monoesters of phosphoric acid and 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate or mixtures thereof. Also suitable are the mono-, Di- and triesters of phosphoric acid with alkoxylated hydroxyalkyl acrylates or hydroxyalkyl methacrylates. Advantageous are the corresponding ethoxylated or propoxylated derivatives having a degree of alkoxylation used from 1 to 10. Also according to the invention can be used, the vinyl-benzenephosphonic acid and their Derivatives and the vinylphosphonic acid and its mono-, Di- and Trieste. Of course it is possible Use mixtures of different monomers C. To be favoured Vinylphosphonic acid, monoester of phosphoric acid with hydroxyalkyl acrylates and hydroxyalkyl methacrylates and / or Monoester of phosphoric acid with alkoxylated hydroxyalkyl acrylates and hydroxyalkyl methacrylates used as monomer C. It understands it goes without saying that as monomers C also the corresponding, with bases, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonia, in part or completely neutralized phosphoric acid compounds are.

Als weitere ethylenisch ungesättigte, copolymerisierbare Monomere D, welche sich von den Monomeren A bis C unterscheiden, können beispielsweise C1- bis C12-Alkylester von ethylenisch ungesättigten C3- bis C5-Mono- und C4- bis C8-Dicarbonsäuren, wie beispielsweise Methylmethacrylat oder n-Butylacrylat, ethylenisch ungesättigte C3- bis C5-Mono- und C4- bis C8-Dicarbonsäuren und deren wasserlöslichen Salze, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure sowie deren Alkalimetall- und Ammoniumsalze, entsprechende Nitril- oder Amidverbindungen, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid oder Metharcrylamid oder sogenannte vernetzende Monomere, beispielsweise die Di-Ester zweiwertiger Alkohole, wie Alkylenglykoldiacrylate und -dimethacrylate sowie Divinylbenzol, Vinylmethacrylat, Vinylacrylat, Allylmethacrylat, Allylacrylat, Diallymaleat, Diallylfumarat oder Cyclopentadienylacrylat und die Methacrylsäure- und Acrylsäure-C1-C8-Hydroxyalkylester eingesetzt werden.Further ethylenically unsaturated, copolymerizable monomers D, which differ from the monomers A to C, for example, C 1 - to C 12 -alkyl esters of ethylenically unsaturated C 3 - to C 5 monocarboxylic and C 4 - to C 8 -dicarboxylic acids , such as methyl methacrylate or n-butyl acrylate, ethylenically unsaturated C 3 - to C 5 -mono- and C 4 - to C 8 -dicarboxylic acids and their water-soluble salts, such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and their alkali metal and ammonium salts corresponding nitrile or amide compounds, such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide or methacrylamide or so-called crosslinking monomers, for example the di-esters of dihydric alcohols, such as alkylene glycol diacrylates and dimethacrylates, and divinylbenzene, vinyl methacrylate, vinyl acrylate, allyl methacrylate, allyl acrylate, diallymaleate, diallyl fumarate or cyclopentadienyl acrylate and the methacrylic acid and acrylic acid C 1 -C 8 hydroxides yalkyl esters are used.

Erfindungsgemäß können die Monomeren A bis D in der radikalisch initiierten wässrigen Emulsionspolymerisation separat einzeln oder gemeinsam als homogenes Gemisch eingesetzt werden.According to the invention the monomers A to D in the free-radically initiated aqueous Emulsion polymerization separately or together as a homogeneous Mixture be used.

Bevorzugt werden zur Herstellung der erfindungsgemäßen wässrigen Polymerisatdispersion 19,9 bis 80 Gew.-% Monomere A, 19,9 bis 80 Gew.-% Monomere B, 0,1 bis 10 Gew.-% Monomere C, und 0 bis 20 Gew.-% Monomere D, und insbesondere bevorzugt 34,9 bis 65 Gew.-% Monomere A, 34,9 bis 65 Gew.-% Monomere B, 0,1 bis 5 Gew.-% Monomere C, und 0 bis 10 Gew.-% Monomere D, eingesetzt.Preference is given to the preparation of the aqueous polymer dispersion according to the invention 19.9 to 80% by weight Monomers A, 19.9 to 80% by weight Monomers B, 0.1 to 10% by weight Monomers C, and 0 to 20% by weight Monomers D, and especially preferred 34.9 to 65% by weight Monomers A, 34.9 to 65% by weight Monomers B, 0.1 to 5% by weight Monomers C, and 0 to 10% by weight Monomers D, used.

Erfindungsgemäß kann die Gesamtmenge der Monomeren A bis D im wässrigen Reaktionsmedium vor Initiierung der Polymerisationsreaktion vorgelegt werden. Es ist aber auch möglich, gegebenenfalls lediglich eine Teilmenge der Monomeren A bis D im wässrigen Reaktionsmedium vor Initiierung der Polymerisationsreaktion vorzulegen und dann nach Initiierung der Polymerisation unter Polymerisationsbedingungen während der erfindungsgemäßen radikalischen Emulsionspolymerisation die Gesamtmenge bzw. die gegebenenfalls verbliebene Restmenge nach Maßgabe des Verbrauchs kontinuierlich oder diskontinuierlich zuzugeben. Dabei kann die Dosierung der Monomeren A bis D als separate Einzelströme, als inhomogene oder homogene (Teil)gemische oder als Monomerenemulsion erfolgen. Mit Vorteil werden die Monomeren A und B in Form eines Monomerengemisches und die Monomeren C und D in Form einer wässrigen Monomerenemulsion oder Monomerenlösung dosiert. Mit besonderem Vorteil werden die Einzelkomponenten erst unmittelbar vor dem Eintritt in den Polymerisationsreaktor über statische und/oder dynamische Mischeinrichtungen vermischt und homogenisiert.According to the invention, the total amount of monomers A to D can be initially charged in the aqueous reaction medium prior to initiation of the polymerization reaction. However, it is also possible, if appropriate, to initially introduce only a partial amount of the monomers A to D in the aqueous reaction medium before initiation of the polymerization reaction and then to select the polymerization under polymerization conditions during the free-radical emulsion polymerization according to the invention, the total amount or the residual amount remaining, if appropriate, is added continuously or discontinuously in accordance with the consumption. In this case, the metering of the monomers A to D can be carried out as separate individual streams, as inhomogeneous or homogeneous (part) mixtures or as a monomer emulsion. Advantageously, the monomers A and B are metered in the form of a monomer mixture and the monomers C and D in the form of an aqueous monomer emulsion or monomer solution. With particular advantage, the individual components are mixed and homogenized only immediately prior to entry into the polymerization reactor via static and / or dynamic mixing devices.

Erfindungsgemäß werden im Rahmen des vorliegenden Verfahrens Dispergiermittel mitverwendet, die sowohl die Monomerentröpfchen, wie auch die gebildeten Polymerisatteilchen im wässrigen Medium dispers verteilt halten und so die Stabilität der erzeugten wässrigen Polymerisatdispersion gewährleisten. Als Dispergiermittel kommen sowohl die zur Durchführung von radikalischen wässrigen Emulsionspolymerisationen üblicherweise eingesetzten Schutzkolloide als auch Emulgatoren in Betracht.According to the invention co-dispersants used in the present process, the both the monomer droplets, as well as the formed Polymerisatteilchen dispersed in the aqueous medium hold and so the stability of the produced aqueous Ensuring polymer dispersion. As a dispersant Both come to carry out radical aqueous Emulsion polymerizations commonly used protective colloids as well as emulsifiers.

Geeignete Schutzkolloide sind beispielsweise Polyvinylalkohole, Polyalkylenglykole, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren, Gelatinederivate oder Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure und/oder 4-Styrolsulfonsäure enthaltende Copolymerisate und deren Alkalimetallsalze aber auch N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylcarbazol, 1-Vinylimidazol, 2-Vinylimidazol, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, Acrylamid, Methacrylamid, amingruppentragende Acrylate, Methacrylate, Acrylamide und/oder Methacrylamide enthaltende Homo- und Copolymerisate. Eine ausführliche Beschreibung weiterer geeigneter Schutzkolloide findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, Seiten 411 bis 420 .Suitable protective colloids are, for example, polyvinyl alcohols, polyalkylene glycols, alkali metal salts of polyacrylic acids and polymethacrylic acids, gelatin derivatives or acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and / or 4-styrenesulfonic acid-containing copolymers and their alkali metal salts but also N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-vinylimidazole, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylamide, methacrylamide, amines group-bearing acrylates, methacrylates, acrylamides and / or methacrylamides containing homo- and copolymers. A detailed description of other suitable protective colloids can be found in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XIV / 1, Macromolecular Materials, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pages 411-420 ,

Selbstverständlich können auch Gemische aus Schutzkolloiden und/oder Emulgatoren eingesetzt werden. Häufig werden als Dispergiermittel ausschließlich Emulgatoren eingesetzt, deren relative Molekulargewichte im Unterschied zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 1000 liegen. Sie können sowohl anionischer, kationischer oder nichtionischer Natur sein. Selbstverständlich müssen im Falle der Verwendung von Gemischen grenzflächenaktiver Substanzen die Einzelkomponenten miteinander verträglich sein, was im Zweifelsfall an Hand weniger Vorversuche überprüft werden kann. Im allgemeinen sind anionische Emulgatoren untereinander und mit nichtionischen Emulgatoren verträglich. Desgleichen gilt auch für kationische Emulgatoren, während anionische und kationische Emulgatoren meistens nicht miteinander verträglich sind. Eine Übersicht geeigneter Emulgatoren findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, Seiten 192 bis 208 .Of course, mixtures of protective colloids and / or emulsifiers can be used. Frequently, dispersants used are exclusively emulsifiers whose relative molecular weights, in contrast to the protective colloids, are usually below 1000. They may be anionic, cationic or nonionic in nature. Of course, in the case of the use of mixtures of surfactants, the individual components must be compatible with each other, which can be checked in case of doubt by hand on fewer preliminary tests. In general, anionic emulsifiers are compatible with each other and with nonionic emulsifiers. The same applies to cationic emulsifiers, while anionic and cationic emulsifiers are usually incompatible with each other. An overview of suitable emulsifiers can be found in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XIV / 1, Macromolecular Materials, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pages 192 to 208 ,

Erfindungsgemäß werden als Dispergiermittel jedoch insbesondere Emulgatoren eingesetzt.According to the invention however, especially emulsifiers are used as dispersants.

Gebräuchliche nichtionische Emulgatoren sind z. B. ethoxylierte Mono-, Di- und Tri-Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C4 bis C12) sowie ethoxylierte Fettalkohole (EO-Grad: 3 bis 80; Alkylrest: C8 bis C36). Beispiele hierfür sind die Lutensol® A-Marken (C12C14-Fettalkoholethoxylate, EO-Grad: 3 bis 8), Lutensol® AO-Marken (C13O15-Oxoalkoholethoxylate, EO-Grad: 3 bis 30), Lutensol® AT-Marken (C16C15-Fettalkoholethoxylate, EO-Grad: 11 bis 80), Lutensol® ON-Marken (C10-Oxoalkoholethoxylate, EO-Grad: 3 bis 11) und die Lutensol® TO-Marken (C13-Oxoalkoholethoxylate, EO-Grad: 3 bis 20) der Fa. BASF AG.Common nonionic emulsifiers are z. B. ethoxylated mono-, di- and tri-alkylphenols (EO degree: 3 to 50, alkyl radical: C 4 to C 12 ) and ethoxylated fatty alcohols (EO degree: 3 to 80, alkyl radical: C 8 to C 36 ). Examples are the Lutensol ® A grades (C 12 C 14 fatty alcohol ethoxylates, EO units: 3 to 8) Lutensol ® AO-marks, (C 13 O 15 -Oxoalkoholethoxylate, EO units: 3 to 30), Lutensol ® AT-marks (C 16 C 15 fatty alcohol EO 11 to 80), Lutensol ® ON brands (C 10 -Oxoalkoholethoxylate, EO units: 3 to 11) and the Lutensol ® tO brands (C 13 - Oxoalkoholethoxylate, EO degree: 3 to 20) of Fa. BASF AG.

Übliche anionische Emulgatoren sind z. B. Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C8 bis C12), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (EO-Grad: 4 bis 30, Alkylrest: C12 bis C18) und ethoxylierter Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C4 bis C12), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12 bis C18) und von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C9 bis C18).Usual anionic emulsifiers are z. B. Alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl: C 8 to C 12 ), of sulfuric monoesters of ethoxylated alkanols (EO degree: 4 to 30, alkyl: C 12 to C 18 ) and ethoxylated alkylphenols (EO degree: 3 to 50 , Alkyl radical: C 4 to C 12 ), of alkylsulfonic acids (alkyl radical: C 12 to C 18 ) and of alkylarylsulfonic acids (alkyl radical: C 9 to C 18 ).

Als weitere anionische Emulgatoren haben sich ferner Verbindungen der allgemeinen Formel (I)

Figure 00060001
worin R1 und R2 H-Atome oder C4- bis C24-Alkyl bedeuten und nicht gleichzeitig H-Atome sind, und M1 und M2 Alkalimetallionen und/oder Ammoniumionen sein können, als geeignet erwiesen. In der allgemeinen Formel (I) bedeuten R1 und R2 bevorzugt lineare oder verzweigte Alkylreste mit 6 bis 18 C-Atomen, insbesondere mit 6, 12 und 16 C-Atomen oder Wasserstoff, wobei R1 und R2 nicht beide gleichzeitig H-Atome sind. M1 und M2 sind bevorzugt Natrium, Kalium oder Ammonium, wobei Natrium besonders bevorzugt ist. Besonders vorteilhaft sind Verbindungen (I), in denen M1 und M2 Natrium, R1 ein verzweigter Alkylrest mit 12 C-Atomen und R2 ein H-Atom oder R1 ist. Häufig werden technische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis 90 Gew.-% des monoalkylierten Produktes aufweisen, wie beispielsweise Dowfax® 2A1 (Marke der Dow Chemical Company). Die Verbindungen (I) sind allgemein bekannt, z. B. aus US-A 4269749 , und im Handel erhältlich.Other anionic emulsifiers further compounds of the general Formula (I)
Figure 00060001
in which R 1 and R 2 are H atoms or C 4 - to C 24 -alkyl and are not simultaneously H atoms, and M 1 and M 2 may be alkali metal ions and / or ammonium ions have been found suitable. In the general formula (I), R 1 and R 2 are preferably linear or branched alkyl radicals having 6 to 18 C atoms, in particular having 6, 12 and 16 C atoms or hydrogen, where R 1 and R 2 are not both simultaneously H and Atoms are. M 1 and M 2 are preferably sodium, potassium or ammonium, with sodium being particularly preferred. Particularly advantageous compounds (I) are those in which M 1 and M 2 are sodium, R 1 is a branched alkyl radical having 12 C atoms and R 2 is an H atom or R 1 . Frequently, technical mixtures are used which have a proportion of 50 to 90 wt .-% of the monoalkylated product, such as Dowfax ® 2A1 (trademark of the Dow Chemical Company). The compounds (I) are well known, for. B. off US-A 4269749 , and commercially available.

Geeignete kationenaktive Emulgatoren sind in der Regel einen C6- bis C18-Alkyl-, -Alkylaryl- oder heterocyclischen Rest aufweisende primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Ammoniumsalze, Alkanolammoniumsalze, Pyridiniumsalze, Imidazoliniumsalze, Oxazoliniumsalze, Morpholiniumsalze, Thiazoliniumsalze sowie Salze von Aminoxiden, Chinoliniumsalze, Isochinoliniumsalze, Tropyliumsalze, Sulfoniumsalze und Phosphoniumsalze. Beispielhaft genannt seien Dodecylammoniumacetat oder das entsprechende Sulfat, die Sulfate oder Acetate der verschiedenen 2-(N,N,N-Trimethylammonium)ethylparaffinsäureester, N-Cetylpyridiniumsulfat, N-Laurylpyridiniumsulfat sowie N-Cetyl-N,N,N-trimethylammoniumsulfat, N-Dodecyl-N,N,N-trimethylammoniumsulfat, N-Octyl-N,N,N-trimethlyammoniumsulfat, N,N-Distearyl-N,N-dimethylammoniumsulfat sowie das Gemini-Tensid N,N'-(Lauryldimethyl)ethylendiamindisulfat, ethoxyliertes Talgfettalkyl-N-methylammoniumsulfat und ethoxyliertes Oleylamin (beispielsweise Uniperol® AC der Fa. BASF AG, ca. 12 Ethylenoxideinheiten). Zahlreiche weitere Beispiele finden sich in H. Stache, Tensid-Taschenbuch, Carl-Hauser-Verlag, München, Wien, 1981 und in McCutcheon's, Emulsifiers & Detergents, MC Publishing Company, Glen Rock, 1989 . Günstig ist, wenn die anionischen Gegengruppen möglichst gering nucleophil sind, wie beispielsweise Perchlorat, Sulfat, Phosphat, Nitrat und Carboxylate, wie beispielsweise Acetat, Trifluoracetat, Trichloracetat, Propionat, Oxalat, Citrat, Benzoat, sowie konjugierte Anionen von Organosulfonsäuren, wie zum Beispiel Methylsulfonat, Trifluormethylsulfonat und para-Toluolsulfonat, weiterhin Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat, Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Tetrakis[bis(3,5-trifluormethylphenyl]borat, Hexafluorophosphat, Hexafluoroarsenat oder Hexafluoroantimonat.Suitable cationic emulsifiers are usually a C 6 - to C 18 alkyl, alkylaryl or heterocyclyl-containing primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, alkanolammonium salts, pyridinium salts, imidazolinium salts, oxazolinium salts, morpholinium salts, thiazolinium salts and also salts of amine oxides, Quinolinium salts, isoquinolinium salts, tropylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts. Examples include dodecylammonium acetate or the corresponding sulfate, the sulfates or acetates of the various 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethylparaffinsäureester, N-Cetylpyridiniumsulfat, N-Laurylpyridiniumsulfat and N-cetyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate, N- Dodecyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate, N-octyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate, N, N-distearyl-N, N-dimethylammonium sulfate; and Gemini surfactant N, N '- (lauryldimethyl) ethylenediamine disulfate, ethoxylated tallow fatty alkyl -N-methyl ammonium sulfate and ethoxylated oleylamine (for example Uniperol.RTM ® AC from. BASF AG, about 12 ethylene oxide). Numerous other examples can be found in H. Stache, Tensid-Taschenbuch, Carl-Hauser-Verlag, Munich, Vienna, 1981 and in McCutcheon's, Emulsifiers & Detergents, MC Publishing Company, Glen Rock, 1989 , It is favorable if the anionic counter groups are as low as possible nucleophilic, such as perchlorate, sulfate, phosphate, nitrate and carboxylates, such as acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, oxalate, citrate, benzoate, as well as conjugated anions of organosulfonic acids, such as methyl sulfonate , Trifluoromethylsulfonate and para-toluenesulfonate, furthermore tetrafluoroborate, tetraphenylborate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis [bis (3,5-trifluoromethylphenyl) borate, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate or hexafluoroantimonate.

Die als Dispergiermittel bevorzugt eingesetzten Emulgatoren werden vorteilhaft in einer Gesamtmenge ≥ 0,005 und ≤ 10 Gew.-%, vorzugsweise ≥ 0,01 und ≤ 5 Gew.-%, insbesondere ≥ 0,1 und ≤ 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmonomerenmenge, eingesetzt.The Emulsifiers preferably used as dispersants are advantageous in a total amount ≥ 0.005 and ≤ 10 wt%, preferably ≥ 0.01 and ≤ 5 wt .-%, in particular ≥ 0.1 and ≦ 3% by weight, based in each case on the total monomer amount, used.

Die Gesamtmenge der als Dispergiermittel zusätzlich oder statt der Emulgatoren eingesetzten Schutzkolloide beträgt oft ≥ 0,1 und ≤ 10 Gew.-% und häufig ≥ 0,2 und ≤ 7 Gew.-%, jeweils bezogen die Gesamtmonomeren.The Total amount of as a dispersant in addition or instead Of the emulsifiers used protective colloids is often ≥ 0.1 and ≦ 10% by weight and often ≥ 0.2 and ≦ 7 % By weight, in each case based on the total monomers.

Bevorzugt werden jedoch anionische und/oder nichtionische Emulgatoren als Dispergiermittel eingesetzt.Prefers However, anionic and / or nonionic emulsifiers are as Dispersants used.

Erfindungsgemäß kann die Gesamtmenge des Dispergiermittels im wässrigen Reaktionsmedium vor Initiierung der Polymerisationsreaktion vorgelegt werden. Es ist aber auch möglich, gegebenenfalls lediglich eine Teilmenge des Dispergiermittels im wässrigen Reaktionsmedium vor Initiierung der Polymerisationsreaktion vorzulegen und dann unter Polymerisationsbedingungen während der erfindungsgemäßen radikalischen Emulsionspolymerisation die Gesamtmenge bzw. die gegebenenfalls verbliebene Restmenge des Dispergiermittels kontinuierlich oder diskontinuierlich zuzugeben. Bevorzugt erfolgt die Zugabe der Dispergiermittel in Form einer wässrigen Monomerenemulsion.According to the invention the total amount of the dispersant in the aqueous reaction medium be submitted before initiation of the polymerization reaction. It but is also possible, possibly only a subset of the dispersant in the aqueous reaction medium Initiate the polymerization reaction and then under Polymerization conditions during the inventive radical emulsion polymerization the total amount or optionally Remaining residual amount of the dispersant continuously or to add discontinuously. The addition of the dispersants preferably takes place in the form of an aqueous monomer emulsion.

Die Auslösung der radikalisch initiierten wässrigen Emulsionspolymerisation erfolgt mittels eines radikalischen Polymerisationsinitiators (Radikalinitiator). Es kann sich dabei prinzipiell sowohl um Peroxide als auch um Azoverbindungen handeln. Selbstverständlich kommen auch Redoxinitiatorsysteme in Betracht. Als Peroxide können prinzipiell anorganische Peroxide, wie Wasserstoffperoxid oder Peroxodisulfate, wie die Mono- oder Di-Alkalimetall- oder Ammoniumsalze der Peroxodischwefelsäure, wie beispielsweise deren Mono- und Di-Natrium-, -Kalium- oder Ammoniumsalze oder organische Peroxide, wie Alkylhydroperoxide, beispielsweise tert.-Butyl-, p-Mentyl- oder Cumylhydroperoxid, sowie Dialkyl- oder Diarylperoxide, wie Di-tert.-Butyl- oder Di-Cumylperoxid eingesetzt werden. Als Azoverbindung finden im wesentlichen 2,2'-Azobis(isobutyronitri), 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) und 2,2'-Azobis(amidinopropyl)dihydrochlorid (AIBA, entspricht V-50 von Wako Chemicals) Verwendung. Als Oxidationsmittel für Redoxinitiatorsysteme kommen im wesentlichen die oben genannten Peroxide in Betracht. Als entsprechende Reduktionsmittel können Schwefelverbindungen mit niedriger Oxidationsstufe, wie Alkalisulfite, beispielsweise Kalium- und/oder Natriumsulfit, Alkalihydrogensulfite, beispielsweise Kalium- und/oder Natriumhydrogensulfit, Alkalimetabisulfite, beispielsweise Kalium- und/oder Natriummetabisulfit, Formaldehydsulfoxylate, beispielsweise Kalium- und/oder Natriumformaldehydsulfoxylat, Alkalisalze, speziell Kalium- und/oder Natriumsalze aliphatische Sulfinsäuren und Alkalimetallhydrogensulfide, wie beispielsweise Kalium- und/oder Natri umhydrogensulfid, Salze mehrwertiger Metalle, wie Eisen-(II)-sulfat, Eisen-(II)-Ammoniumsulfat, Eisen-(II)-phosphat, Endiole, wie Dihydroxymaleinsäure, Benzoin und/oder Ascorbinsäure sowie reduzierende Saccharide, wie Sorbose, Glucose, Fructose und/oder Dihydroxyaceton eingesetzt werden. In der Regel beträgt die Menge des eingesetzten Radikalinitiators, bezogen auf die Gesamtmonomerenmenge, 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 3 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0,2 bis 1,5 Gew.-%.The release of the free-radically initiated aqueous emulsion polymerization takes place by means of a free-radical polymerization initiator (free-radical initiator). It may in principle both to peroxides as also act on azo compounds. Of course, redox initiator systems come into consideration. As peroxides may in principle inorganic peroxides, such as hydrogen peroxide or peroxodisulfates, such as the mono- or di-alkali metal or ammonium salts of peroxodisulfuric, such as their mono- and di-sodium, potassium or ammonium salts or organic peroxides, such as alkyl hydroperoxides, for example tert-butyl, p-menthyl or cumyl hydroperoxide, as well as dialkyl or diarylperoxides, such as di-tert-butyl or di-cumyl peroxide are used. The azo compounds are essentially 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 2,2'-azobis (amidinopropyl) dihydrochloride (AIBA, corresponding to V-50 from Wako Chemicals). Use. Suitable oxidizing agents for redox initiator systems are essentially the abovementioned peroxides. Suitable reducing agents may be sulfur compounds having a low oxidation state, such as alkali metal sulfites, for example potassium and / or sodium sulfite, alkali hydrogen sulfites, for example potassium and / or sodium hydrogen sulfite, alkali metal metabisulfites, for example potassium and / or sodium metabisulfite, formaldehyde sulfoxylates, for example potassium and / or sodium formaldehyde sulfoxylate, Alkali salts, especially potassium and / or sodium salts, aliphatic sulfinic acids and alkali metal hydrogen sulfides, such as, for example, potassium and / or sodium hydrosulfide, salts of polyvalent metals, such as iron (II) sulfate, iron (II) ammonium sulfate, iron (II) -phosphate, endiols such as dihydroxymaleic acid, benzoin and / or ascorbic acid, and reducing saccharides such as sorbose, glucose, fructose and / or dihydroxyacetone. In general, the amount of the radical initiator used, based on the total amount of monomers, 0.01 to 5 wt .-%, preferably 0.1 to 3 wt .-% and particularly preferably 0.2 to 1.5 wt .-%.

Erfindungsgemäß kann die Gesamtmenge des Radikalinitiators im wässrigen Reaktionsmedium vor Initiierung der Polymerisationsreaktion vorgelegt werden. Es ist aber auch möglich, gegebenenfalls lediglich eine Teilmenge des Radikalinitiators im wässrigen Reaktionsmedium vor Initiierung der Polymerisationsreaktion vorzulegen und dann unter Polymerisationsbedingungen während der erfindungsgemäßen radikalischen Emulsionspolymerisation die Gesamtmenge bzw. die gegebenenfalls verbliebene Restmenge nach Maßgabe des Verbrauchs kontinuierlich oder diskontinuierlich zuzugeben.According to the invention the total amount of radical initiator in the aqueous reaction medium be submitted before initiation of the polymerization reaction. It but is also possible, possibly only a subset of the radical initiator in the aqueous reaction medium Initiate the polymerization reaction and then under Polymerization conditions during the inventive radical emulsion polymerization the total amount or optionally Remaining residual amount according to consumption continuously or discontinuously.

Unter Initiierung der Polymerisationsreaktion wird der Start der Polymerisationsreaktion der im Polymerisationsgefäß vorliegenden Monomeren nach Radikalbildung des Radikalinitiators verstanden. Dabei kann die Initiierung der Polymerisationsreaktion durch Zugabe von Radikalinitiator zum wässrigen Polymerisationsgemisch im Polymerisationsgefäß unter Polymerisationsbedingungen erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass eine Teil- oder die Gesamtmenge des Radikalinitiators dem die vorgelegten Monomeren enthaltenden wässrigen Polymerisationsgemisch im Polymerisationsgefäß unter Bedingungen, welche nicht geeignet sind eine Polymerisationsreaktion auszulösen, beispielsweise bei tiefer Temperatur, zugegeben werden und danach im wässrigen Polymerisationsgemisch Polymerisationsbedingungen eingestellt werden. Unter Polymerisationsbedingungen sind dabei generell diejenigen Temperaturen und Drücke zu verstehen, unter denen die radikalisch initiierte wässrige Emulsionspolymerisation mit ausreichender Polymerisationsgeschwindigkeit verläuft. Sie sind insbesondere abhängig vom verwendeten Radikalinitiator. Vorteilhaft werden Art und Menge des Radikalinitiators, die Polymerisationstemperatur und der Polymerisationsdruck so ausgewählt, dass der Radikalinitiator eine Halbwertszeit ≤ 3 Stunden, insbesondere vorteilhaft ≤ 1 Stunde und ganz besonders vorteilhaft ≤ 30 Minuten aufweist und dabei immer genügend Startradikale zur Verfügung stehen, um die Polymerisationsreaktion zu initiieren bzw. aufrechtzuerhalten.Under Initiation of the polymerization reaction becomes the start of the polymerization reaction the present in the polymerization vessel monomers understood after radical formation of the radical initiator. It can the Initiation of the polymerization reaction by addition of radical initiator to the aqueous polymerization mixture in the polymerization under Polymerization carried out. But it is also possible that a partial or the total amount of the radical initiator that the submitted monomer containing aqueous polymerization mixture in the polymerization vessel under conditions which are not suitable to trigger a polymerization reaction, for example, at low temperature, are added and after in the aqueous polymerization mixture polymerization conditions be set. Under polymerization conditions are included to generally understand those temperatures and pressures including the free-radically initiated aqueous emulsion polymerization proceeds with sufficient polymerization rate. she are particularly dependent on the radical initiator used. The type and amount of the radical initiator, the polymerization temperature, are advantageous and the polymerization pressure is selected so that the radical initiator a half-life ≤ 3 hours, especially advantageously ≤ 1 Hour and most advantageously ≤ 30 minutes and always enough starting radicals available to initiate or maintain the polymerization reaction.

Als Reaktionstemperatur für die erfindungsgemäße radikalische wässrige Emulsionspolymerisation kommt der gesamte Bereich von 0 bis 170°C in Betracht. Dabei werden in der Regel Temperaturen von 50 bis 120°C, häufig 60 bis 110°C und oft 70 bis 100°C angewendet. Die erfindungsgemäße radikalische wässrige Emulsionspolymerisation kann bei einem Druck kleiner, gleich oder größer 1 atm [1,013 bar (absolut), Atmosphärendruck] durchgeführt werden, so dass die Polymerisationstemperatur 100°C übersteigen und bis zu 170°C betragen kann. Bei Anwesenheit von 1,3-Buteadien als Monomer a) wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise unter erhöhtem Druck polymerisiert. Dabei kann der Druck 1,2, 1,5, 2, 5, 10, 15 bar oder noch höhere Werte einnehmen. Werden Emulsionspolymerisationen im Unterdruck durchgeführt, werden Drücke von 950 mbar, häufig von 900 mbar und oft 850 mbar (absolut) eingestellt. Vorteilhaft wird die erfindungsgemäße radikalische wässrige Emuslionspolymerisation bei 1 atm bzw. im Überdruck bis zu 20 bar unter Sauerstoffausschluss, insbesondere unter Inertgasatmosphäre, wie beispielsweise unter Stickstoff oder Argon durchgeführt.When Reaction temperature for the inventive radical aqueous emulsion polymerization comes the entire range from 0 to 170 ° C into consideration. It will be usually temperatures of 50 to 120 ° C, often 60 to 110 ° C and often 70 to 100 ° C applied. The inventive radical aqueous emulsion polymerization can be smaller, equal or greater at one pressure 1 atm [1.013 bar (absolute), atmospheric pressure] so that the polymerization temperature exceeds 100 ° C and may be up to 170 ° C. In the presence of 1,3-butadiene as monomer a) in the process according to the invention preferably polymerized under elevated pressure. there The pressure can be 1,2, 1,5, 2, 5, 10, 15 bar or even higher Take values. Are emulsion polymerizations in negative pressure are performed, pressures of 950 mbar, often of 900 mbar and often 850 mbar (absolute). Advantageous is the inventive radical aqueous Emulsion polymerization at 1 atm or in overpressure until to 20 bar with exclusion of oxygen, in particular under an inert gas atmosphere, such as under nitrogen or argon.

Das wässrige Reaktionsmedium kann prinzipiell auch in untergeordneten Mengen (≤ 5 Gew.-%) wasserlösliche organische Lösungsmittel, wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanole, Pentanole, aber auch Aceton etc. umfassen. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch in Abwesenheit solcher Lösungsmittel durchgeführt.The aqueous reaction medium can in principle also in subordinate Amounts (≤ 5% by weight) of water-soluble organic Solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, Butanols, pentanols, but also include acetone, etc. It is preferred the inventive method, however, in the absence of such Solvent carried out.

Neben den vorgenannten Komponenten können im erfindungsgemäßen Verfahren optional auch radikalkettenübertragende Verbindungen eingesetzt werden, um das Molekulargewicht der durch die Polymerisation zugänglichen Polymerisate zu reduzieren bzw. zu kontrollieren. Dabei kommen im wesentlichen aliphatische und/oder araliphatische Halogenverbindungen, wie beispielsweise n-Butylchlorid, n-Butylbromid, n-Butyljodid, Methylenchlorid, Ethylendichlorid, Chloroform, Bromoform, Bromtrichlormethan, Dibromdichlormethan, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrabromkohlenstoff, Benzylchlorid, Benzylbromid, organische Thioverbindungen, wie primäre, sekundäre oder tertiäre aliphatische Thiole, wie beispielsweise Ethanthiol, n-Propanthiol, 2-Propanthiol, n-Butanthiol, 2-Butanthiol, 2-Methyl-2-propanthiol, n-Pentanthiol, 2-Pentanthiol, 3-Pentanthiol, 2-Methyl-2-butanthiol, 3-Methyl-2-butanthiol, n-Hexanthiol, 2-Hexanthiol, 3-Hexanthiol, 2-Methyl-2-pentanthiol, 3-Methyl-2-pentanthiol, 4-Methyl-2-pentanthiol, 2-Methyl-3-pentanthiol, 3-Methyl-3-pentanthiol, 2-Ethylbutanthiol, 2-Ethyl-2-butanthiol, n-Heptanthiol und seine isomeren Verbindungen, n-Octanthiol und seine isomeren Verbindungen, n-Nonanthiol und seine isomeren Verbindungen, n-Dexanthiol und seine isomeren Verbindungen, n-Undecanthiol und seine isomeren Verbindungen, n-Dodecanthiol und seine isomeren Verbindungen, n-Tridecanthiol und seine isomeren Verbindungen, substituierte Thiole, wie beispielsweise 2-Hydroxyethanthiol, aromatische Thiole, wie Benzolthiol, ortho-, meta-, oder para-Methylbenzolthiol, sowie alle weiteren im Polymerhandbook 3 rd edtition, 1989, J. Brandrup und E.H. Immergut, John Wiley & Sons, Abschnitt II, Seiten 133 bis 141 , beschriebenen Schwefelverbindungen, aber auch aliphatische und/oder aromatische Aldehyde, wie Acetaldeyhd, Propionaldehyd und/oder Benzaldehyd, ungesättigte Fettsäuren, wie Ölsäure, Diene mit nicht konjugierten Doppelbindungen, wie Divinylmethan oder Vinylcyclohexan oder Kohlenwasserstoffe mit leicht abstrahierbaren Wasserstoffatomen, wie beispielsweise Toluol, zum Einsatz. Es ist aber auch möglich, Gemische sich nicht störender vorgenannter radikalkettenübertragender Verbindungen einzusetzen.In addition to the abovementioned components, it is also possible optionally to use free radical-transferring compounds in the process according to the invention in order to reduce or control the molecular weight of the polymers obtainable by the polymerization. These are essentially aliphatic and / or araliphatic halogen compounds, such as n-butyl chloride, n-butyl bromide, n-butyl iodide, methylene chloride, ethylene dichloride, chloroform, bromoform, bromotrichloromethane, Dibromdichlormethan, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, benzyl chloride, benzyl bromide, organic thio compounds such as primary , secondary or tertiary aliphatic thiols such as ethanethiol, n-propanethiol, 2-propanethiol, n-butanethiol, 2-butanethiol, 2-methyl-2-propanethiol, n-pentanethiol, 2-pentanethiol, 3-pentanethiol, 2-methyl -2-butanethiol, 3-methyl-2-butanethiol, n-hexanethiol, 2-hexanethiol, 3-hexanethiol, 2-methyl-2-pentanethiol, 3-methyl-2-pentanethiol, 4-methyl-2-pentanethiol, 2 Methyl-3-pentanethiol, 3-methyl-3-pentanethiol, 2-ethylbutanethiol, 2-ethyl-2-butanethiol, n-heptanethiol and its isomeric compounds, n-octanethiol and its isomeric compounds, n-nonanethiol and its isomeric compounds , n-Dexanthiol and its isomeric Verbindu n-undecanethiol and its isomeric compounds, n-dodecanethiol and its isomeric compounds, n-tridecanethiol and its isomeric compounds, substituted thiols, such as, for example, 2-hydroxyethanethiol, aromatic thiols, such as benzenethiol, ortho, meta, or para Methylbenzenethiol, as well as all others in Polymer Handbook 3 rd edtition, 1989, J. Brandrup and EH Immergut, John Wiley & Sons, Section II, pp. 133-141 Sulfur compounds described, but also aliphatic and / or aromatic aldehydes, such as Acetaldeyhd, propionaldehyde and / or benzaldehyde, unsaturated fatty acids such as oleic acid, dienes with non-conjugated double bonds, such as divinylmethane or vinylcyclohexane or hydrocarbons with readily abstractable hydrogen atoms, such as toluene, for Commitment. However, it is also possible to use mixtures of non-interfering radical-chain-transferring compounds mentioned above.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren optional eingesetzte Gesamtmenge der radikalkettenübertragenden Verbindungen, bezogen auf die Gesamtmonomerenmenge, ist in der Regel ≤ 5 Gew.-%, oft ≤ 3 Gew.-% und häufig ≤ 1 Gew.-%.The optionally used in the process according to the invention Total amount of radical chain transferring compounds, based on the total monomer, is usually ≤ 5 Wt .-%, often ≤ 3 wt .-% and often ≤ 1 Wt .-%.

Günstig ist es, wenn eine Teil- oder die Gesamtmenge der optional eingesetzten radikalkettenübertragenden Verbindung dem Reaktionsmedium vor der Initiierung der radikalischen Polymerisation zugeführt wird. Darüber hinaus kann eine Teil- oder die Gesamtmenge der radikalkettenübertragenden Verbindung dem wässrigen Reaktionsmedium vorteilhaft auch gemeinsam mit den Monomeren A bis D während der Polymerisation zugeführt werden.Cheap it is when a partial or the total amount of optionally used radical chain transferring compound to the reaction medium fed prior to the initiation of free-radical polymerization becomes. In addition, a partial or the total amount the radical chain transferring compound to the aqueous Reaction medium advantageously also together with the monomers A to D are fed during the polymerization.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen Polymerisate können prinzipiell Glasübergangstemperaturen im Bereich von –70 bis +150°C, oft –70 bis +100°C und häufig –50 bis +50°C aufweisen. Sollen die wässrigen Polymerisatdispersionen zur Beschichtung von Metallen eingesetzt werden, so werden die Monomeren A bis D so gewählt, dass das erhaltene Polymerisat eine Glasübergangstemperatur Tg ≥ –70 und ≤ +50°C aufweist. Häufig werden die Monomeren A bis D so gewählt, dass die Glasübergangstemperaturen der erhaltenen Polymerisate zwischen –50 und +20°C. Unter Glasübergangstemperatur wird hier die midpoint temperature nach ASTM D 3418-82 verstanden, ermittelt durch Differentialthermoanalyse (DSC) [vgl. auch Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Seite 169 , Verlag Chemie, Weinheim, 1992 und Zosel in Farbe und Lack, 82, Seiten 125 bis 134, 1976 ].The polymers obtainable by the process according to the invention may in principle have glass transition temperatures in the range from -70 to + 150 ° C, often -70 to + 100 ° C and often -50 to + 50 ° C. If the aqueous polymer dispersions are to be used for coating metals, then the monomers A to D are chosen such that the resulting polymer has a glass transition temperature T g ≥ -70 and ≦ + 50 ° C. Frequently, the monomers A to D are chosen so that the glass transition temperatures of the resulting polymers between -50 and + 20 ° C. By glass transition temperature is meant here the midpoint temperature according to ASTM D 3418-82, determined by differential thermal analysis (DSC) [cf. also Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, page 169 . Verlag Chemie, Weinheim, 1992 and Zosel in paint and varnish, 82, pages 125 to 134, 1976 ].

Nach Fox ( T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1956 [Ser. II] 1, Seite 123 und gemäß Ullmann's Encyclopädie der technischen Chemie, Bd. 19, Seite 18, 4. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, 1980 ) gilt für die Glasübergangstemperatur von höchstens schwach vernetzten Mischpolymerisaten in guter Näherung: 1/Tg = x1/Tg 1 + x2/Tg 2 + .... xn/Tg n,wobei x1, x2, .... xn die Massenbrüche der Monomeren 1, 2, .... n und Tg 1, Tg 2, .... Tg n die Glasübergangstemperaturen der jeweils nur aus einem der Monomeren 1, 2, .... n aufgebauten Polymerisaten in Grad Kelvin bedeuten. Die Glasübergangstemperaturen dieser Homopolymerisate der meisten ethylenisch ungesättigten Monomere sind bekannt (bzw. können in einfacher an sich bekannter Weise experimentell ermittelt werden) und beispielsweise in J. Brandrup, E.H. Immergut, Polymer Handbook 1 st Ed. J. Wiley, New York, 1966, 2 nd Ed. J. Wiley, New York, 1975 und 3 rd Ed. J. Wiley, New York, 1989 , sowie in Ullmann's Cncyclopedia of Industrial Chemistry, Seite 169, Verlag Chemie, Weinheim, 1992 , aufgeführt.After Fox ( TG Fox, Bull. Phys. Soc. 1956 [Ser. II] 1, page 123 and according to Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 19, page 18, 4th edition, Verlag Chemie, Weinheim, 1980 ) applies to the glass transition temperature of at most weakly crosslinked copolymers in a good approximation: 1 / T G = x 1 / T G 1 + x 2 / T G 2 + .... x n / T G n . where x 1 , x 2 , .... x n are the mass fractions of the monomers 1, 2, .... n and T g 1 , T g 2 , .... T g n the glass transition temperatures of each of only one of Monomers 1, 2, .... n constructed polymers in degrees Kelvin. The glass transition temperatures of these homopolymers of most ethylenically unsaturated monomers are known (or can be determined experimentally in a simple manner known per se) and, for example, in US Pat J. Brandrup, EH Immergut, Polymer Handbook 1 st Ed. J. Wiley, New York, 1966, 2 nd Ed. J. Wiley, New York, 1975 and 3 rd Ed. J. Wiley, New York, 1989 , as in Ullmann's Cncyclopedia of Industrial Chemistry, page 169, Verlag Chemie, Weinheim, 1992 listed.

Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße radikalisch initiierte wässrige Emulsionspolymerisation auch in Anwesenheit einer Polymersaat, beispielsweise in Anwesenheit von 0,01 bis 3 Gew.-%, häufig von 0,02 bis 2 Gew.-% und oft von 0,04 bis 1,5 Gew.-% einer Polymersaat, jeweils bezogen auf die Gesamtmonomerenmenge, erfolgen.Advantageous can the inventive free-radically initiated aqueous emulsion polymerization also in the presence of a Polymer seed, for example in the presence of 0.01 to 3 wt .-%, often from 0.02 to 2% by weight and often from 0.04 to 1.5% by weight a polymer seed, in each case based on the total monomer amount, respectively.

Eine Polymersaat wird insbesondere dann eingesetzt, wenn die Teilchengröße der mittels einer radikalisch wässrigen Emulsionspolymerisation herzustellenden Polymerpartikel gezielt eingestellt werden soll (siehe hierzu beispielsweise US-A 2520959 und US-A 3397165 ).A polymer seed is used in particular if the particle size of the polymer particles to be produced by means of a free-radically aqueous emulsion polymerization is to be adjusted in a targeted manner (see, for example, for this US-A 2520959 and US-A 3397165 ).

Insbesondere wird eine Polymersaat eingesetzt, deren Polymersaatpartikel eine enge Teilchengrößenverteilung und gewichtsmittlere Durchmesser Dw ≤ 100 nm, häufig ≥ 5 nm bis ≤ 50 nm und oft ≥ 15 nm bis ≤ 35 nm aufweisen. Die Bestimmung der gewichtsmittleren Teilchendurchmesser ist dem Fachmann bekannt und erfolgt beispielsweise über die Methode der Analytischen Ultrazentrifuge. Unter gewichtsmittlerem Teilchendurchmesser wird in dieser Schrift der nach der Methode der Analytischen Ultrazentrifuge ermittelte gewichtsmittlere DW50-Wert verstanden (vgl. hierzu S.E. Harding et al., Analytical Ultracentrifugation in Biochemistry and Polymer Science, Royal Society of Chemistry, Cambridge, Great Britain 1992 , Chapter 10, Analysis of Polymer Dispersions with an Eight-Cell-AUC-Multiplexer: High Resolution Particle Size Distribution and Density Gradient Techniques, W. Mächtle, Seiten 147 bis 175 ).In particular, a polymer seed is used whose polymer seed particles have a narrow particle size distribution and weight-average diameters D w ≦ 100 nm, frequently ≥ 5 nm to ≦ 50 nm and often ≥ 15 nm to ≦ 35 nm. The determination of the weight-average particle diameter is known to the person skilled in the art and is carried out, for example, by the method of the analytical ultracentrifuge. Weight-average particle diameter in this document is understood to mean the weight-average D W50 value determined by the method of the analytical ultracentrifuge (cf. SE Harding et al., Analytical Ultracentrifugation in Biochemistry and Polymer Science, Royal Society of Chemistry, Cambridge, Great Britain 1992 . Chapter 10, Analysis of Polymer Dispersions with Eight-Cell AUC Multiplexers: High Resolution Particle Size Distribution and Density Gradient Techniques, W. Mächtle, pp. 147-175 ).

Unter enger Teilchengrößenverteilung soll im Rahmen dieser Schrift verstanden werden, wenn das Verhältnis der nach der Methode der Analytischen Ultrazentrifuge ermittelten gewichtsmittleren Teilchendurchmesser Dw50 und zahlenmittleren Teilchendurchmesser DN50 [Dw50/DN50] ≤ 2,0, bevorzugt ≤ 1,5 und insbesondere bevorzugt ≤ 1,2 oder ≤ 1,1 ist.Within the context of this document, a narrow particle size distribution is to be understood as meaning the ratio of the weight-average particle diameter D w50 and the number-average particle diameter D N50 [D w50 / D N50 ] 2.0, preferably ≦ 1.5 and in particular determined by the method of the analytical ultracentrifuge preferably ≦ 1.2 or ≦ 1.1.

Üblicherweise wird die Polymersaat in Form einer wässrigen Polymerisatdispersion eingesetzt. Die vorgenannten Mengenangaben beziehen sich dabei auf den Polymerisatfeststoffanteil der wässrigen Polymersaatdispersion; sie sind daher als Gew.-Teile Polymersaatfeststoff, bezogen auf die Gesamtmonomerenmenge, angegeben.Usually the polymer seed is in the form of an aqueous polymer dispersion used. The aforementioned quantities are based on the polymer solids content of the aqueous polymer seed dispersion; they are therefore as parts by weight of polymer seed solids, based on the total monomer amount, indicated.

Wird eine Polymersaat verwendet, so wird vorteilhaft eine Fremdpolymersaat eingesetzt. Im Unterschied zu einer sogenannten in situ-Polymersaat, welche vor Beginn der eigentlichen Emulsionspolymerisation im Reaktionsgefäß hergestellt wird und welche die gleiche monomere Zusammensetzung aufweist wie das durch die nachfolgende radikalisch initiierte wässrige Emulsionspolymerisation hergestellte Polymerisat, wird unter einer Fremdpolymersaat eine Polymersaat verstanden, die in einem separaten Reaktionsschritt hergestellt wurde und deren monomere Zusammensetzung von dem durch die radikalisch initiierte wässrige Emulsionspolymerisation hergestellten Polymerisat verschieden ist, was jedoch nichts anderes bedeutet, als dass zur Herstellung der Fremdpolymersaat und zur Herstellung der wässrigen Polymerisatdispersion unterschiedliche Monomere bzw. Monomerenmischungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung eingesetzt werden. Die Herstellung einer Fremdpolymersaat ist dem Fachmann geläufig und erfolgt üblicherweise dergestalt, dass eine relativ kleine Menge an Monomeren sowie eine relativ große Menge an Emulgatoren in einem Reaktionsgefäß vorgelegt und bei Reaktionstemperatur eine ausreichende Menge an Polymerisationsinitiator zugegeben wird.Becomes a polymer seed used, so is advantageously a Fremdpolymersaat used. In contrast to a so-called in situ polymer seed, which prepared before the start of the actual emulsion polymerization in the reaction vessel and which has the same monomeric composition as that by the subsequent radically initiated aqueous Emulsion polymerization prepared polymer is under a Fremdpolymersaat a polymer seed understood in a separate Reaction step was prepared and their monomeric composition from that by the free-radically initiated aqueous emulsion polymerization produced polymer is different, but nothing else means than that for the production of Fremdpolymersaat and zur Preparation of the aqueous polymer dispersion different Monomers or monomer mixtures of different composition be used. The production of a foreign polymer seed is the Skilled in the art and usually takes place in such a way, that a relatively small amount of monomers as well as a relatively large Amount of emulsifiers presented in a reaction vessel and at reaction temperature, a sufficient amount of polymerization initiator is added.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird eine Polymerfremdsaat mit einer Glasübergangstemperatur ≥ 50°C, häufig ≥ 60°C oder ≥ 70°C und oft ≥ 80°C oder ≥ 90°C eingesetzt. Insbesondere bevorzugt ist eine Polystyrol- oder eine Polymethylmethacrylat-Polymersaat.According to the invention preferred becomes a polymer foreign seed with a glass transition temperature ≥ 50 ° C, often ≥ 60 ° C. or ≥ 70 ° C and often ≥ 80 ° C or ≥ 90 ° C used. Particularly preferred is a polystyrene or a Polymethyl methacrylate polymer.

Die Gesamtmenge an Fremdpolymersaat kann im Polymerisationsgefäß vorgelegt werden. Es ist aber auch möglich, lediglich eine Teilmenge der Fremdpolymersaat im Polymerisationsgefäß vorzulegen und die verbleibende Restmenge während der Polymerisation gemeinsam mit den Monomeren A bis D zuzugeben. Falls erforderlich, kann aber auch die Gesamtpolymersaatmenge im Verlauf der Polymerisation zuzugeben werden. Vorzugsweise wird die Gesamtmenge an Fremdpolymersaat vor Initiierung der Polymerisationsreaktion im Polymerisationsgefäß vorgelegt.The Total amount of Fremdpolymersaat can be submitted in the polymerization become. But it is also possible, only a subset to submit the foreign polymer seed in the polymerization vessel and the remaining amount during the polymerization add together with the monomers A to D. If necessary, but also the Gesamtpolymersaatmenge in the course of the polymerization be added. Preferably, the total amount of Fremdpolymersaat presented before initiation of the polymerization in the polymerization.

Die erfindungsgemäß zugänglichen wässrigen Polymerisatdispersionen weisen üblicherweise einen Polymerisatfeststoffgehalt von ≥ 10 und ≤ 70 Gew.-%, häufig ≥ 20 und ≤ 65 Gew.-% und oft ≥ 25 und ≤ 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf die wässrige Polymerisatdispersion, auf. Der über quasielastische Lichtstreuung (ISO-Norm 13 321) ermittelte zahlenmittlere Teilchendurchmesser (cumulant z-average) liegt in der Regel zwischen 10 und 2000 nm, häufig zwischen 20 und 1000 nm und oft zwischen 100 und 700 nm bzw. 100 bis 400 nm.The According to the invention accessible aqueous Polymerisate dispersions usually have a polymer solids content of ≥ 10 and ≤ 70 wt%, often ≥ 20 and ≦ 65% by weight and often ≥ 25 and ≦ 60% by weight, in each case based on the aqueous polymer dispersion, on. The quasi-elastic light scattering (ISO standard 13 321) determined number-average particle diameter (cumulant z-average) is usually between 10 and 2000 nm, often between 20 and 1000 nm and often between 100 and 700 nm and 100 to 400 nm.

Häufig werden bei den erhaltenen wässrigen Polymerisatdispersionen die Restgehalte an nicht umgesetzten Monomeren sowie anderen leichtsiedenden Verbindungen durch dem Fachmann ebenfalls bekannte chemische und/oder physikalische Methoden [siehe beispielsweise EP-A 771328 , DE-A 19624299 , DE-A 19621027 , DE-A 19741184 , DE-A 19741187 , DE-A 19805122 , DE-A 19828183 , DE-A 19839199 , DE-A 19840586 und 19847115 ] herabgesetzt.Frequently in the resulting aqueous polymer dispersions, the residual contents of unreacted monomers and other low-boiling compounds by the skilled person also known chemical and / or physical methods [see, for example EP-A 771328 . DE-A 19624299 . DE-A 19621027 . DE-A 19741184 . DE-A 19741187 . DE-A 19805122 . DE-A 19828183 . DE-A 19839199 . DE-A 19840586 and 19847115 ] lowered.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen wässrigen Polymerisatdispersionen können insbesondere als Bindemittel bei der Herstellung von Klebstoffen, Dichtmassen, Kunststoffputzen, Papierstreichmassen, Faservliesen, Anstrichmitteln und Beschichtungsmitteln für organische Substrate, wie beispielsweise Leder oder textile Stoffe, sowie zur Modifizierung von mineralischen Bindemitteln eingesetzt werden.The accessible by the method according to the invention aqueous polymer dispersions can in particular as a binder in the production of adhesives, sealants, Plastic cleaning, paper coating compounds, non-woven fabrics, paints and organic substrate coating agents, such as For example, leather or textile fabrics, as well as for modification be used by mineral binders.

Insbesondere vorteilhaft ist jedoch die Verwendung einer erfindungsgemäßen wässrigen Polymerisatdispersion zur Beschichtung von Oberflächen metallischer Formkörper (Metalloberflächen) und/oder von Oberflächen von Formkörpern, bestehend aus mit Schwefel vulkanisierbaren Gummirohmischungen. Insbesondere vorteilhaft eignen sich die erfindungsgemäßen wässrigen Polymerisatdispersionen daher als Haftvermittler zwischen Metalloberflächen und Oberflächen von mit Schwefel vulkanisierbaren Gummirohmischungen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Autoreifen vorliegen.Especially advantageous, however, is the use of an inventive aqueous polymer dispersion for coating surfaces metallic shaped body (metal surfaces) and / or of surfaces of moldings consisting of with sulfur vulcanizable rubber mixtures. Especially advantageous the aqueous compositions of the invention are suitable Polymerisate dispersions therefore as adhesion promoters between metal surfaces and surfaces of sulfur vulcanizable rubbery mixtures, as they are, for example, in the manufacture of car tires.

Die Auftagsmengen an wässrigen Polymerisatdispersionen wird dabei so bemessen, dass pro Quadratmeter Metalloberfläche bzw. Gummirohmischung 1 bis 1000 g, vorteilhaft 10 bis 750 g und insbesondere vorteilhaft 100 bis 600 g an erfindungsgemäßem Polymerisat aufgebracht wurden.The Auftagsmengen of aqueous polymer dispersions in so doing, that per square meter of metal surface or rubber mixture 1 to 1000 g, preferably 10 to 750 g and particularly advantageously 100 to 600 g of inventive Polymer were applied.

Als geeignete Metalle kommen insbesondere die Metalle der 4. bis 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente in Betracht. Beispiele hierfür sind Titan, Zirkonium, Vanadium, Chrom, Eisen, Kobalt oder Nickel. Selbstverständlich umfasst der Begriff Metall auch Metallegierungen, wie die verschiedensten Stahlsorten, Messing oder Bronze. Dabei können die Metalle bzw. deren Formkörper in Form von Blechen, Drähten, Bändern oder Profilen sowie daraus hergestellte dreidimensionale Strukturen eingesetzt werden.When suitable metals are in particular the metals of the 4th to 8th Subgroup of the Periodic Table of the Elements into consideration. Examples titanium, zirconium, vanadium, chromium, iron, Cobalt or nickel. Of course, the term includes Metal also metal alloys, like the most different types of steel, Brass or bronze. The metals or their Shaped bodies in the form of sheets, wires, tapes or profiles and three-dimensional structures produced therefrom be used.

Die mit Schwefel vulkanisierbare Gummirohmischung kann unterschiedlichste, dem Fachmann für die Anwendung in Reifen bekannte Kautschuke enthalten, von denen jedoch zumindest einer aus der Gruppe der Dienkautschuke ausgewählt sein muss. Zu den Dienkautschuken zählen alle Kautschuke mit einer ungesättigten Kohlenstoffkette, die sich zumindest teilweise von konjugierten Dienen ableiten. Besonders bevorzugt ist, wenn der Dienkautschuk oder die Dienkautschuke ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe, bestehend aus Naturkautschuk (NR), synthetischem Polyisopren (IR), Polybutadien (BR) und Styrol-Butadien-Copolymer (SBR, E-SBR, S-SBR). Diese Dienkautschuke lassen sich gut zu Gummirohmischungen verarbeiten und zeigen gute Reifeneigenschaften. Bevorzugt sind Gummirohmischungen, deren Dienkautschukanteil ≥ 95 phr (parts per hundred rubber) beträgt.The Sulfur vulcanizable rubber mixture can be used to rubber known to those skilled in the art for use in tires but at least one of the group of diene rubbers must be selected. To include diene rubbers all rubbers with an unsaturated carbon chain, at least partially derived from conjugated dienes. Especially preferred is when the diene rubber or the diene rubbers selected is or are from the group consisting of natural rubber (NR), synthetic polyisoprene (IR), polybutadiene (BR) and styrene-butadiene copolymer (SBR, E-SBR, S-SBR). These diene rubbers blend well with rubber mixtures process and show good tire properties. Preferred are Rubber mixtures whose diene rubber content ≥ 95 phr (parts per hundred rubber).

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper erfolgt vorteilhaft dergestalt, dass wenigstens eine Teilfläche, vorteilhaft die Gesamtfläche des metallischen Formkörpers, beispielsweise ein Stahlcord, mit der erfindungsgemäßen wässrigen Polymerisatdispersion beschichtet wird, daran anschließend der beschichtete metallische Formkörper einem Trocknungsschritt unterzogen wird. Insbesondere vorteilhaft erfolgt dieser Trocknungsschritt bei einer Temperatur, die höher ist, als die Mindestfilmbildetemperatur (MFT) der eingesetzten wässrigen Polymerisatdispersion. Die Bestimmung der MFT erfolgt dabei nach DIN 53787. Nach dem Trocknungsschritt wird die beschichtete Fläche des metallischen Formkörpers mit einer mit Schwefel vulkanisierbaren Gummi rohmischung, enthaltend wenigstens einen Dienkautschuk beschichtet und daran anschließend dieser Rohgummi/Metall-Verbund in einer beheizten Presse oder in einem Trockenschrank vulkanisiert.The Production of the shaped bodies according to the invention is advantageously such that at least a partial area, Advantageously, the total area of the metallic molding, for example, a steel cord, with the invention aqueous polymer dispersion is coated on it then the coated metallic shaped body is subjected to a drying step. Especially advantageous this drying step takes place at a temperature higher is, as the minimum film-forming temperature (MFT) of the aqueous used Polymer dispersion. The determination of the MFT is carried out according to DIN 53787. After the drying step, the coated area of the metallic shaped body with a vulcanizable with sulfur A rubber blend containing at least one diene rubber coated and then this raw rubber / metal composite in a heated press or vulcanized in a drying oven.

Des Weiteren kann die mit Schwefel vulkanisierbare Gummirohmischung bei der Herstellung von Autoreifen übliche Zusatzstoffe in üblichen Gewichtsteilen enthalten. Zu diesen Zusatzstoffen zählen z. B. Weichmacher, Alterungsschutzmittel wie z. B. N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin (6PPD), N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (IPPD), 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (TMQ) und andere Substanzen, wie sie beispielsweise aus J. Schnetger, Lexikon der Kautschuktechnik, 2. Auflage, Hüthig Buch Verlag, Heidelberg, 1991, Seiten 42 bis 48 bekannt sind, Kupplungsagenzien, Verarbeitungshilfsmittel wie Zinkoxid und Fettsäuren wie Stearinsäure, Wachse, Mastikationshilfsmittel wie 2,2'-Dibenzamidodiphenyldisulfid (DBD), Vulkanisationshilfsmittel und Füllstoffe.In addition, the rubber-vulcanizable rubbery mixture used in the manufacture of car tires may contain conventional additives in conventional parts by weight. These additives include, for. As plasticizers, aging inhibitors such. B. N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD), N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (IPPD), 2,2,4-trimethyl-1, 2-dihydroquinoline (TMQ) and other substances, such as those from J. Schnetger, Encyclopedia of Rubber Technology, 2nd edition, Hüthig book publishing house, Heidelberg, 1991, pages 42 to 48 are known, coupling agents, processing aids such as zinc oxide and fatty acids such as stearic acid, waxes, masticating aids such as 2,2'-Dibenzamidodiphenyldisulfid (DBD), vulcanization aids and fillers.

Die Vulkanisation wird in Anwesenheit von Schwefel oder Schwefelspendern durchgeführt, wobei einige Schwefelspender zugleich als Vulkanisationsbeschleuniger wirken können. Als Schwefelspender können beispielsweise Thiuramderivate wie Tetramethylthiuramdisulfid und Dipentamethylenthiuramtetrasulfid, Morpholinderivate wie Dimorpholyldisulfid, Dimorpholyltetrasulfid und 2-Morpholinodithiobenzothiazol sowie Caprolactamdisulfid verwendet werden. Schwefel oder Schwefelspender werden im letzten Mischungsschritt in den vom Fachmann gebräuchlichen Mengen von 0,4 bis 10 Gew.-Teilen Schwefel, bevorzugt in Mengen von 1,5 bis 6 Gew.-Teilen Schwefel, bezogen auf 100 Gew.-Teile Dienkautschuk der Gummirohmischung zugesetzt.The vulcanization is carried out in the presence of sulfur or sulfur donors, with some sulfur donors can also act as a vulcanization accelerator. As sulfur donors, for example, thiuram derivatives such as tetramethylthiuram disulfide and dipentamethylenethiuram tetrasulfide, morpholine derivatives such as dimorpholyl disulfide, dimorpholyl tetrasulfide and 2-morpholinodithiobenzothiazole and caprolactam disulfide can be used. Sulfur or sulfur donors are used in the last mixing step in the amounts customary by the expert from 0.4 to 10 parts by weight of sulfur, preferably in amounts of 1.5 to 6 parts by weight of sulfur, based on 100 parts by weight of diene rubber added to the gum stock.

Des Weiteren kann die Gummirohmischung vulkanisationsbeeinflussende Substanzen, wie Vulkanisationsbeschleuniger, Vulkanisationsverzögerer und Vulkanisationsaktivatoren, in üblichen Mengen enthalten, um die erforderliche Zeit und/oder die erforderliche Temperatur der Vulkanisation zu kontrollieren und die Vulkanisateigenschaften zu verbessern. Die Vulkanisationsbeschleuniger können dabei zum Beispiel ausgewählt sein aus folgenden Beschleunigergruppen: Thiazolbeschleuniger wie 2-Mercaptobenzothiazol, Sulfenamidbeschleuniger wie Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid, Guanidinbeschleuniger wie Diphenylguanidin, Thiurambeschleuniger wie Tetrabenzylthiuramdisulfid, Dithiocarbamatbeschleuniger wie Zinkdibenzyldithiocarbamat, Aminbeschleuniger wie Cyclohexylethylamin, Thioharnstoffe wie Ethylenthioharnstoff, Xanthogenatbeschleuniger, Disulfide. Die Beschleuniger können auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, wobei sich synergistische Effekte ergeben können.Of Furthermore, the rubber mixture can Vulkanisationsbeeinflussende Substances, such as vulcanization accelerators, vulcanization retarders and vulcanization activators, contained in conventional amounts the required time and / or the required temperature of the To control vulcanization and the vulcanizate properties too improve. The vulcanization accelerators can do this for example, be selected from the following accelerator groups: Thiazole accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, sulfenamide accelerator such as benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide, guanidine accelerators such as Diphenylguanidine, thiuram accelerators such as tetrabenzylthiuram disulfide, Dithiocarbamate accelerators such as zinc dibenzyldithiocarbamate, amine accelerator such as cyclohexylethylamine, thioureas such as ethylene thiourea, Xanthate accelerators, disulfides. The accelerators can also be used in combination with each other, being synergistic Effects can result.

Als Füllstoffe kommen sowohl Stoffe in Frage, die die physikalischen Eigenschaften der vulkanisierten Gummirohmischung verbessern (z. B. Ruße oder helle, aktive Füllstoffe und verstärkende synthetische Harze) als auch Stoffe, die die Volumenkosten der vulkanisierten Gummirohmischung erniedrigen (z. B. inerte Streckmittel, Buntpigmente und Weißpigmente, sowie Füllstoffe, die auf die Vulkanisation von Einfluss sind und die auch als Aktivatoren bezeichnet werden, wie Zinkoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat, Bleiglätte, Mennige, Calciumhydroxid).When Fillers are both substances that the physical Improve properties of the vulcanized rubber blend (e.g. As carbon blacks or bright, active fillers and reinforcing synthetic resins) as well as substances that vulcanized the bulk cost of the Lower rubbery gum mixture (eg inert extenders, colored pigments and white pigments, as well as fillers on the Vulcanization are influential and also called activators such as zinc oxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, litharge, Mennige, calcium hydroxide).

Beim Einsatz von hellen aktiven Füllstoffen können der Gummirohmischung Silan-Kupplungsagenzien in üblichen, dem Fachmann geläufigen Mengen zugesetzt werden. Als Silan-Kupplungsreagenzien können dabei alle dem Fachmann für die Verwendung in Kautschukmischungen bekannten Silan-Kupplungsreagenzien verwendet werden. Geeignete Kupplungsreagenzien sind beispielsweise bifunktionelle Organosilane, die am Siliciumatom mindestens eine Alkoxy-, Cycloalkoxy- oder Phenoxygruppe als Abgangsgruppe besitzen und die als andere Funktionalität eine Gruppe aufweisen, die ggf. nach Spaltung eine chemische Reaktion mit den Doppelbindungen des Polymers eingehen kann. Bei der letztgenannten Gruppe kann es sich um die folgenden chemischen Gruppen handeln: -SCN, SH, NH2, oder -Sx- (mit x = 2–8). So können als Silan-Kupplungsagenzien beispielsweise 3-Chlorpropyltriethoxysilan, 3-Thiocyanatopropyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, und Vinyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3-Thiocyanatopropyltrimethoxysilan oder 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)polysulfide mit 2 bis 8 Schwefelatomen, wie Bis(triethoxysilylpropyl)disulfid und 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT), oder auch Gemische aus den Sulfiden mit 1 bis 8 Schwefelatomen mit unterschiedlichen gehalten an den verschiedenen Sulfiden verwendet werden. Auch geblockte Mercaptosilane, wie sie aus der WO 99/09036 bekannt sind, können als Silan-Kupplungsagens eingesetzt werden.When using light active fillers, silane coupling agents can be added to the rubber-iron mixture in customary quantities known to the person skilled in the art. As silane coupling reagents, it is possible to use all silane coupling reagents known to the person skilled in the art for use in rubber mixtures. Examples of suitable coupling reagents are bifunctional organosilanes which have at least one alkoxy, cycloalkoxy or phenoxy group as leaving group on the silicon atom and which, as other functionality, have a group which, if appropriate, can undergo a chemical reaction with the double bonds of the polymer after cleavage. The latter group may be the following chemical groups: -SCN, SH, NH 2 , or -S x - (where x = 2-8). Thus, as silane coupling agents, for example, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-thiocyanatopropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and vinyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-thiocyanatopropyltrimethoxysilane or 3,3'-bis (triethoxysilylpropyl) polysulfides having 2 to 8 sulfur atoms, such as bis (triethoxysilylpropyl) disulfide and 3,3'-bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (TESPT), or mixtures of the sulfides having 1 to 8 sulfur atoms with different held on the different sulfides are used. Also blocked mercaptosilanes, as they are known from the WO 99/09036 are known, can be used as a silane coupling agent.

Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Gummirohmischung erfolgt auf herkömmliche Art und Weise in einer oder mehreren Mischstufen. Hierzu wird die Gummirohmischung in einem Kneter oder auf einem Walzwerk gemischt. Anschließend wird die Gummirohmischung weiterverarbeitet, beispielsweise durch einen Extrusionsvorgang, und in die entsprechende Form gebracht. Ein so erzeugter Rohling wird bei der Herstellung des Reifenrohlings, insbesondere Fahrzeugluftreifenrohlings, wie bekannt angeordnet.The Production of the rubber-iron mixture used according to the invention takes place in a conventional manner in one or more Mixing stages. For this purpose, the Gummirohmischung in a kneader or mixed on a rolling mill. Subsequently, the Gummirohmischung further processed, for example by an extrusion process, and brought into the appropriate form. A blank produced in this way is used in the manufacture of the green tire, in particular pneumatic vehicle tire blank, arranged as known.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen Dispersionspolymerisate weisen insbesondere vorteilhafte haftvermittelnde Eigenschaften zwischen Metallen und vulkanisierbaren bzw. ausvulkanisierten Gummirohmischungen auf und eignen sich daher vorteilhaft zur Herstellung von Gürtelreifen, Transportbändern Schläuchen, Keilriemen, Kompensatoren oder Walzengummierungen.The accessible by the method according to the invention Dispersion polymers have in particular advantageous adhesion-promoting Properties between metals and vulcanizable or vulcanized Rubber mixtures on and are therefore advantageous for the production of radial tires, conveyor belts hoses, V-belts, compensators or roll rubbers.

Nachfolgendes nicht einschränkendes Beispiel soll die Erfindung erläutern The following non-limiting example is intended to illustrate the invention

I) Herstellung der wässrigen PolymerisatdispersionenI) Preparation of the aqueous polymer

Polymerisatdispersion D1Polymer dispersion D1

In einem 6 I-Druckreaktor, ausgerüstet mit einem MIG-Rührer und 3 Dosiereinrichtungen wurden bei 20 bis 25°C (Raumtemperatur) und unter Stickstoffatmosphäre 620 g entionisiertes Wasser, 4 g des Emulgators Dowfax® 2A1 der Fa. Dow Chemicals (wässrige Lösung mit einem Feststoffgehalt von 45 Gew.-%) und 77 g einer 33 gew.-%igen wässrigen Polystyrolsaat (Partikelgröße 30 nm, mit 16 Gewichtsteilen Emulgator Disponil® LDPS 20 der Fa. Cognis) und jeweils 5 Gew.-% der Zuläufe 1A und 1B vorgelegt. Anschließend wurde der Reaktorinhalt unter Rühren (180 Upm) auf 90°C aufgeheizt, und bei Erreichen von 85°C wurden 52 g von Zulauf 2 zugegeben. Nach Erreichen von 90°C (ca. 10 Minuten), wurden zeitgleich beginnend die Restmengen an Zulauf 1A und Zulauf 1B innerhalb von 360 Minuten und an Zulauf 2 innerhalb von 390 Minuten kontinuierlich mit gleichbleibenden Mengenströmen zudosiert. Über die gesamte Dosierzeit wurden die Mengenströme von Zulauf 1A und Zulauf 1B kurz vor dem Eintritt in den Reaktor homogenisiert. Daran anschließend ließ man den Reaktorinhalt noch 2 Stunden bei 90°C nachreagieren. Danach kühlte man den Reaktorinhalt auf Raumtemperatur ab, stellte mit einer 15 gew.-%igen wässrigen Ammoniak-Lösung auf einen pH-Wert von 7,5 ein und entspannte den Druckbehälter auf Atmosphärendruck. Daran anschließend wurde die erhaltene wässrige Polymerisatdispersion über ein Sieb mit einer Maschenweite von 100 μm filtriert. Zulauf 1A 1350 g entionisiertem Wasser 230 g einer 3 gew.-%igen wässrigen Tetranatriumpyrophosphat-Lösung 38 g einer 15 gew.-%igen wässrigen Natriumdodecylsulfat-Lösung 28 g von Dowfax® 2A1 77 g einer 15 gew.-%igen wässrigen Methacrylamid-Lösung 6 g Acrylsäure 46 g Vinylphosphonsäure Zulauf 1B 1265 g Styrol 34 g tert.-Dodecylmercaptan 943 g Butadien Zulauf 2 236 g einer 4 gew.-%igen wässrigen Natriumpersulfat-Lösung In a 6 l pressure reactor equipped with a MIG stirrer and 3 metering devices at 20 to 25 ° C (room temperature) and under nitrogen atmosphere, 620 g of deionized water, 4 g of the emulsifier Dowfax ® 2A1 from Dow Chemicals (aqueous solution with a solids content of 45 wt .-%) and 77 g of a 33 wt .-% aqueous solution of polystyrene seed (particle size 30 nm, with 16 parts by weight emulsifier Disponil ® LDPS 20 from. Cognis), and 5 wt .-% of the feeds 1A and 1B submitted. Subsequently, the reactor contents were heated with stirring (180 rpm) to 90 ° C, and on reaching 85 ° C, 52 g of Feed 2 added. After reaching 90 ° C. (about 10 minutes), the remaining amounts of feed 1A and feed 1B were metered in at the same time continuously over a period of 360 minutes and at feed 2 within 390 minutes at constant flow rates. Over the entire metering time, the flow rates of feed 1A and feed 1B were homogenized shortly before entering the reactor. Subsequently, the reactor contents were allowed to react for a further 2 hours at 90.degree. Thereafter, the reactor contents were cooled to room temperature, adjusted with a 15 wt .-% aqueous ammonia solution to a pH of 7.5 and the pressure vessel was relaxed to atmospheric pressure. Subsequently, the resulting aqueous polymer dispersion was filtered through a sieve with a mesh size of 100 microns. Inlet 1A 1350 g deionized water 230 g a 3 wt .-% aqueous tetrasodium pyrophosphate solution 38 g a 15 wt .-% aqueous sodium dodecyl sulfate solution 28 g of Dowfax ® 2A1 77 g a 15 wt .-% aqueous methacrylamide solution 6 g acrylic acid 46 g vinylphosphonic Feed 1B 1265 g styrene 34 g tert-dodecyl 943 g butadiene Inlet 2 236 g a 4 wt .-% aqueous sodium persulfate solution

Die erhaltene wässrige Polymerisatdispersion D1 wies einen Feststoffgehalt von 45,8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Dispersion, auf. Die Glasübergangstemperatur wurde zu –1°C und die Teilchengröße zu 156 nm bestimmt.The obtained aqueous polymer dispersion D1 had a Solids content of 45.8 wt .-%, based on the total weight of aqueous dispersion, on. The glass transition temperature became -1 ° C and the particle size determined to 156 nm.

Vergleichsdispersion VDComparative dispersion VD

Die Herstellung der wässrigen Vergleichsdispersion VD erfolgte analog der Herstellung der Polymerdispersion D1 mit dem Unterschied, dass keine Vinylsulfonsäure eingesetzt und dafür die Styrolmenge auf 1288 g und die Butadienmenge auf 966 g erhöht wurde.The Preparation of the aqueous comparative dispersion VD took place analogous to the preparation of the polymer dispersion D1 with the difference that no vinyl sulfonic acid used and for it the amount of styrene increased to 1288 g and the amount of butadiene to 966 g has been.

Die erhaltene wässrige Vergleichsdispersion VD wies einen Feststoffgehalt von 45,9 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Dispersion, auf. Die Glasübergangstemperatur wurde zu –2°C und die Teilchengröße zu 151 nm bestimmt.The Comparative aqueous dispersion VD obtained had a solids content of 45.9 wt .-%, based on the total weight of the aqueous Dispersion, on. The glass transition temperature became -2 ° C and the particle size determined to be 151 nm.

Die Feststoffgehalte wurden generell bestimmt, indem eine definierte Menge der jeweiligen wässrigen Polymerisatdispersion (ca. 5 g) bei 140°C in einem Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet wurde. Es wurden jeweils zwei separate Messungen durchgeführt. Die in den Beispielen angegebenen Werte stellen den Mittelwert dieser beiden Messergebnisse dar.The Solids contents were generally determined by a defined Quantity of the respective aqueous polymer dispersion (ca. 5 g) at 140 ° C in a drying oven to constant weight was dried. Two separate measurements were carried out in each case. The values given in the examples represent the mean value of these two measurement results.

Die Bestimmung der Glasübergangstemperatur erfolgte gemäß DIN 53765 mittels eines DSC820-Geräts, Serie TA8000 der Fa. Mettler-Toledo Int. Inc..The Determination of the glass transition temperature was carried out according to DIN 53765 by means of a DSC820 device, series TA8000 the Fa. Mettler-Toledo Int. Inc ..

Die mittleren Teilchendurchmesser der Polymerteilchen wurde durch dynamische Lichtstreuung an einer 0,005 bis 0,01 gew.-%igen wässrigen Polymerisatdispersion bei 23°C mittels eines Autosizer IIC der Fa. Malvern Instruments, England, ermittelt. Angegeben wird der mittlere Durchmesser der Kumulantenauswertung (cumulant z-average) der gemessenen Autokorrelationsfunktion (ISO-Norm 13321).The average particle diameter of the polymer particles was determined by dynamic Light scattering on a 0.005 to 0.01 wt .-% aqueous Polymerisatdispersion at 23 ° C by means of an autosizer IIC from Malvern Instruments, England. It is stated the mean diameter of the cumulant analysis (cumulant z-average) the measured autocorrelation function (ISO standard 13321).

II) Durchführung der VerklebungsversucheII) Carrying out the bonding tests

Stahlbleche (Werkstoff S235JR+AR gemäß DIN EN 10025) in den Abmessungen 150 × 40 × 8 mm (Länge/Breite/Dicke) wurden mit Stahlkies bis zum Reinheitsgrad SA 2½ (gemäß DIN ISO 12944 Teil 4) gestrahlt und anschließend im Trockenschrank bei 40°C bis zur Verwendung gelagert.steel sheets (Material S235JR + AR according to DIN EN 10025) in the Dimensions 150 × 40 × 8 mm (length / width / thickness) were treated with steel gravel up to purity SA 2½ (according to DIN ISO 12944 Part 4) blasted and then in a drying oven stored at 40 ° C until use.

Als Dienkautschuk-enthaltende Gummirohmischung wurde ein Compound auf Basis Naturkautschuk verwendet, die einer praxisnahen Stahlcord-Haftmischung nachempfunden wurde, nur dass jegliche Haftungs-Promotoren in dieser Mischung weggelassen wurden. Dieser Compound hatte nachfolgend aufgeführte Zusammensetzung: Komponente Gew.-Teile Naturkautschuk 100 Stearinsäure 1,0 Ruß (N 330) 50,0 Zinkoxid 8,0 Alterungsschutzmittel IPPD 1) 0,75 Alterungsschutzmittel SDPA 2) 1,0 Unlöslicher Schwefel 4,0 Beschleuniger CBS 3 ) 0,65

  • 1) N'-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylen-diamin (z. B. Vulkanox® 4010NA der Fa. Lanxess GmbH)
  • 2) styrolisiertes Diphenylamin (z. B. Rhenofit® DDA der Fa. Rhein Chemie Rheinau GmbH)
  • 3) N-Cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamid (z. B. Vulkacit® CZ der Fa. Lanxess GmbH)
As the diene rubber-containing rubber ingot mixture, a natural rubber-based compound was used which was modeled on a practical steel cord adhesive mixture except that any adhesion promoters were omitted in this mixture. This compound had the following composition: component Parts by weight natural rubber 100 stearic acid 1.0 Carbon black (N 330) 50.0 zinc oxide 8.0 Anti-aging agent IPPD 1) 0.75 Anti-aging agent SDPA 2) 1.0 Insoluble sulfur 4.0 Accelerator CBS 3 ) 0.65
  • 1) N'-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene-diamine (z. B. Vulkanox ® 4010NA of Fa. Lanxess GmbH)
  • 2) styrenated diphenylamine (z. B. Rhenofit ® DDA Fa. Rhein Chemie Rheinau GmbH)
  • 3) N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide (z. B. Vulkacit ® CZ Fa. Lanxess GmbH)

Die Gummirohmischung gemäß der oben angegebenen Zusammensetzung wurde in einem Laborkneter (W&P GK 2UK) hergestellt und anschließend auf einem Laborwalzwerk zu einem Walzenfell mit ca. 6 mm Dicke ausgewalzt. Aus diesem Walzenfell wurden Streifen in den Abmessungen 250 × 40 mm (Länge/Breite) ausgeschnitten.The Gummirohmischung according to the above composition was in a laboratory kneader (W & P GK 2UK) and then on a laboratory roll mill rolled to a roll skin with about 6 mm thickness. For this roller skin were strips in the dimensions 250 × 40 mm (length / width) cut out.

Die wässrigen Polymerisatdispersionen wurden von Hand mit einem Pinsel sowohl auf die Bleche als auch auf die Streifen der Gummirohmischung aufgetragen und trocknen gelassen (23°C, relative Luftfeuchtigkeit 50%, 1 Stunde). Die Auftragsmenge wurde dabei so bemessen, dass sie ca. 500 g Polymerisat pro Quadratmeter Blech/Gummirohmischung betrug. Anschließend wurden die Streifen der Gummirohmischung auf die Bleche aufgelegt und mittels einer geriffelten Stahlrolle angerollt um zwischen Blech und Gummirohmischung eingeschlossene Luft zu entfernen. Parallel hierzu wurde ein Kontrollversuch durchgeführt, bei dem allerdings das Blech und der Gummirohmischungsstreifen nicht mit wässriger Polymerisatdispersion beschichtet wurden.The aqueous polymer dispersions were prepared by hand with a A brush on both the sheets and the strips of rubber mixture applied and allowed to dry (23 ° C, relative humidity 50%, 1 hour). The order quantity was calculated so that They are about 500 g of polymer per square meter sheet / rubber mixture amounted to. Subsequently, the strips of rubber blend were placed on the sheets and by means of a corrugated steel roll Rolled around enclosed between sheet metal and rubber mixture To remove air. In parallel, a control experiment was carried out, in which, however, the sheet and the rubber blend strip not were coated with aqueous polymer dispersion.

Zur Vulkanisation der Gummimischung wurden die so hergestellten Verbundkörper in einem Trockenschrank 30 Minuten bei 160°C gelagert, wobei die Verbundkörper durch ein 0,5 kg-Gewicht beschwert wurden um eine Aufwellung zu verhindern.to Vulcanization of the rubber compound became the composites thus produced stored in a drying oven at 160 ° C for 30 minutes, wherein the composite body weighted by a 0.5 kg weight were to prevent a bounce.

III) Durchführung der HaftzugprüfungenIII) Conducting the adhesion tests

Die Probekörper wurden auf einer Zugprüfmaschine (Zwick 1475) einem Schälversuch entsprechen DIN 53531 bei einer Prüfgeschwindigkeit: von 50 mm/Minute unterzogen.The Test specimens were placed on a tensile testing machine (Zwick 1475) a peel test correspond to DIN 53531 at a Test speed: subjected to 50 mm / minute.

Die ermittelten Schälfestigkeiten und die Beurteilung der jeweiligen Rissbilder sind in der nachfolgenden Tabelle 1 festgehalten: Tabelle 1: Beurteilung der Schälversuche D1 VD1 Kontrollversuch Maximalkraft [N] 47,6 40,5 < 2 Schälfestigkeit [N/mm] 11,9 10,1 < 2 Rissbild Abriss in der Verklebung einseitiger Abriss am Metall keine Anhaftung Beurteilung Note 1 Note 4 Note 5 The determined peel strengths and the evaluation of the respective crack images are recorded in Table 1 below: Table 1: Evaluation of the peel tests D1 VD1 control experiment Maximum force [N] 47.6 40.5 <2 Peel strength [N / mm] 11.9 10.1 <2 cracking Demolition in the bond one-sided demolition of the metal no attachment evaluation Note 1 Grade 4 Grade 5

Folgenden Beurteilungkriterien wurden angewandt:

  • Note 1: flächendeckende (auf > 95% der Fläche) Anhaftung von Verklebungsmaterial auf dem Substrat
  • Note 2: weitgehend flächendeckende (auf > 80% der Fläche) Anhaftung von Verklebungsmaterial auf dem Substrat
  • Note 3: großflächige (auf > 50% der Fläche) Anhaftung von Verklebungsmaterial auf dem Substrat
  • Note 4: teilweise (auf < 50% der Fläche) Anhaftung von Verklebungsmaterial auf dem Substrat
  • Note 5: keine/kaum (auf < 10% der Fläche) Anhaftung von Verklebungsmaterial auf dem Substrat
The following assessment criteria were applied:
  • Grade 1: area-covering (on> 95% of the area) adhesion of bonding material on the substrate
  • Grade 2: largely covering (to> 80% of the surface) adhesion of bonding material on the substrate
  • Grade 3: large area (> 50% of the area) adhesion of bonding material on the substrate
  • Grade 4: partial (to <50% of the area) adhesion of bonding material to the substrate
  • Grade 5: no / hardly (to <10% of the surface) adhesion of adhesive material to the substrate

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Claims (15)

Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polymerisatdispersion durch radikalisch initiierte wässrige Emulsionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Verbindungen in Anwesenheit von Dispergiermitteln und Radikalinitiatoren, dadurch gekennzeichnet, dass zur Emulsionspolymerisation 19,9 bis 90 Gew.-% konjugierte aliphatische Diene (Monomere A), 9,9 bis 80 Gew.-% vinylaromatische Verbindungen (Monomere B), 0,1 bis 10 Gew.-% ethylenisch ungesättigte Verbindungen, welche eine phosphorhaltige funktionelle Gruppen enthalten (Monomere C), und 0 bis 20 Gew.-% sich von den Monomeren A bis C unterscheidende copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte Verbindungen (Monomere D)
wobei die Gesamtmenge der ethylenisch ungesättigten Monomeren A bis D (Gesamtmonomerenmenge) 100 Gew.-% beträgt.
Process for the preparation of an aqueous polymer dispersion by free-radically initiated aqueous emulsion polymerization of ethylenically unsaturated compounds in the presence of dispersants and free-radical initiators, characterized in that for the emulsion polymerization 19.9 to 90% by weight conjugated aliphatic dienes (monomers A), 9.9 to 80% by weight vinylaromatic compounds (monomers B), 0.1 to 10% by weight ethylenically unsaturated compounds containing a phosphorus-containing functional group (monomers C), and 0 to 20% by weight copolymerizable ethylenically unsaturated compounds other than monomers A to C (monomers D)
wherein the total amount of ethylenically unsaturated monomers A to D (total monomer amount) is 100 wt .-%.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomeren A und B als Monomerengemische eingesetzt werden.Method according to claim 1, characterized in that that the monomers A and B are used as monomer mixtures. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomer A 1,3-Butadien und als Monomer B Styrol eingesetzt wird.Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that as monomer A 1,3-butadiene and as Monomer B styrene is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomere C Vinylphosphonsäure, Monoester der Phosphorsäure mit Hydroxyalkylacrylaten und Hydroxyalkylmethacrylaten und/oder Monoester der Phosphorsäure mit alkoxylierten Hydroxyalkylacrylaten und Hydroxyalkylmethacrylaten eingesetzt werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as monomers C vinylphosphonic acid, Monoester of phosphoric acid with hydroxyalkyl acrylates and Hydroxyalkylmethacrylaten and / or monoesters of phosphoric acid with alkoxylated hydroxyalkyl acrylates and hydroxyalkyl methacrylates be used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radikalisch initierte wässrige Emulsionspolymerisation in Anwesenheit einer Polymersaat durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the radically initiated aqueous Emulsion polymerization carried out in the presence of a polymer seed becomes. Wässrige Polymerisatdispersion erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.Aqueous polymer dispersion available according to a method according to one of the claims 1 to 5. Verwendung einer wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6 als Bindemittel bei der Herstellung von Klebstoffen, Dichtmassen, Kunststoffputzen, Papierstreichmassen, Faservliesen, Anstrichmitteln und Beschichtungsmittel für organische Substrate sowie zur Modifizierung von mineralischen Bindemitteln.Use of an aqueous polymer dispersion according to claim 6 as a binder in the production of adhesives, sealants, plastic plasters, paper coatings, Nonwoven fabrics, paints and coating compositions for organic substrates and for the modification of mineral binders. Verwendung einer wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6 zur Beschichtung von Metalloberflächen.Use of an aqueous polymer dispersion according to claim 6 for coating metal surfaces. Metallischer Formkörper beschichtet mit einer wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6.Metallic molded body coated with an aqueous polymer dispersion according to claim 6th Verwendung einer wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6 zur Beschichtung von Oberflächen von mit Schwefel vulkanisierbaren Gummirohmischungen.Use of an aqueous polymer dispersion according to claim 6 for the coating of surfaces of sulfur vulcanizable rubbery mixtures. Formkörper von mit Schwefel vulkanisierbaren Gummirohmischungen beschichtet mit einer wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6.Moldings of sulfur vulcanizable Rubber mixtures coated with an aqueous polymer dispersion according to claim 6. Verwendung einer wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6 als Haftvermittler zwischen Metalloberflächen und Oberflächen von mit Schwefel vulkanisierbaren Gummirohmischungen.Use of an aqueous polymer dispersion according to claim 6 as adhesion promoter between metal surfaces and surfaces of sulfur vulcanizable rubbery mixtures. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Teilfläche eines metallischen Formkörpers mit einer wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6 beschichtet wird, daran anschließend der beschichtete Formkörper einem Trocknungsschritt unterzogen wird, daran anschließend die beschichtete Fläche des metallischen Formkörpers mit einer mit Schwefel vulkanisierbaren Gummirohmischung, enthaltend wenigstens einen Dienkautschuk beschichtet wird und daran anschließend diese Gummirohmischung vulkanisiert wird.Process for the production of moldings, characterized in that at least a partial surface of a metallic shaped body with an aqueous polymer dispersion coated according to claim 6, thereafter the coated molded article was subjected to a drying step and then the coated surface the metallic molded body with a sulfur vulcanizable rubbery mixture, containing at least one diene rubber is coated and thereto then this Gummirohmischung is vulcanized. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsschritt bei einer Temperatur durchgeführt wird, die höher ist, als die Mindestfilmbildetemperatur der eingesetzten wässrigen Polymerisatdispersion gemäß Anspruch 6.A method according to claim 13, characterized in that the drying step at a tempera is performed, which is higher than the minimum film-forming temperature of the aqueous polymer dispersion used according to claim 6. Formkörper erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14.Moldings available after one Method according to one of the claims 13 or 14.
DE200810000269 2007-02-13 2008-02-11 Production of aqueous polymer dispersion for use e.g. as an adhesive bonding agent between metal and rubber, involves radical emulsion polymerisation of butadiene, styrene and vinylphosphonic acid Withdrawn DE102008000269A1 (en)

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