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Verweis auf verwandte Anmeldung
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Diese
Anmeldung beansprucht die Leistung der Provisional Patent Application
Nr. 60/092,405, eingereicht am 10. Juli 1998, deren Offenbarung
hier per Verweis angeschlossen ist.
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Masse-Polymerisierungs- und Veresterungs-Verfahren
zur Maximierung der Konversion eines aliphatischen Alkanols in einen
Ester in einer radikalisch initiierten Polymerisierung eines ungesättigten,
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp in die Polymer-Produkte, die durch diesen
Prozess erzeugt werden, sowie Polymer-Produkte, Prozesse zum Herstellen
von Emulsionen und Dispersionen, welche die Polymer-Produkte einsetzen
und Überdrucklacke
(OPVs, overprint vanishes), Tinten, Überzüge, Tenside, Kleber, Farben,
Grundanstriche und Bodenpolituren, welche die Polymer-Produkte umfassen.
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Hintergrund der Erfindung
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Herkömmliche
lösungsmittel-basierte
Industrie-Lacke und -Überzüge leiden
derzeit unter vielerlei Problemen bis zum heutigen Tag. Organische
Lösungsmittel
können
den Arbeitsplatz und die Umwelt verschmutzen. Darüber hinaus
sind viele organische Lösungsmittel
leicht entzündlich,
toxisch, teuer und mindern die Qualität der Lacke und können des
Weiteren ungewünschte
Farben zu ansonsten farblosen Lacken hinzufügen. Als ein Ersatz für diese
losungsmittel-basierten Lacke war der Trend in der Polymer-Industrie
gerichtet auf größtenteils
feste, bzw. flüssige Überzüge und Polymer-Verfahren,
welche Lösungsmittel
reduzieren oder eliminieren.
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Überzüge, die
weitgehend fest sind („hoch-feste Überzüge"), bieten die signifikanten
Vorteile gegenüber
konventionellen, lösungsmittelverdünnten Überzügen. Beispielsweise
verschmutzen Überzüge, die
weitgehend fest sind nicht die Umwelt, sie reduzieren oder eliminieren
den Ausstoß von
Dämpfen
bei der Verwendung, sie reduzieren die Energieerforder nisse für ihre Herstellung
mit Blick auf Material, Energieverbrauch und Arbeit und liefern – im Gegensatz
zu losungsmittel-basierten Systemen – keinerlei signifikante Feuer-
und Toxiditäts-Probleme. Überzüge, die
weitgehend fest sind, liefern auch substanzielle Vorteile gegenüber anderen weit
gehend festen Flüssigkeiten,
wie z. B. lösungsmittelfreie
aber durch Wasser übertragene
Pulver und nicht wässrige
Systeme. Des Weiteren liefern sie eine bessere Balance der Eigenschaften.
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Eines
der am meisten brennenden und schwierigsten Probleme beim Herstellen
und Verwenden von weit gehend festen Überzügen ist die Auswahl und die
Steuerung der Viskosität.
Signifikante Bemühungen wurden
angestrengt, um Prozesse zu verbessern sowie Polymer-Produkte zur
Verwendung in weitgehend festen Anwendungen. Beispielsweise wurden
verschiedene Verfahren des Charakterisierens von Polymeren wie z.
B. das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn),
das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw)
und das sedimentationsgemittelte Molekulargewicht (MZ)
sowie Verhältnisse
berechnet unter Verwendung dieser Charakteristika, wie z. B. das
Poly-Dispersitäts-Verhältnis (MW/Mn), und der Dispersionsindex
(MZ/Mn) wurde untersucht
und eingestellt, um Polymer-Produkte zu erhalten, die Viskositäten aufweisen,
die für
weitgehend feste Anwendungen sinnvoll sind. Obwohl diese Bemühungen deutliche
Verbesserungen für
Polymere zur Verwendung in weitgehend festen Anwendungen lieferten,
sind verbesserte Verfahren von Nöten,
um Polymere zu erzeugen, die Charakteristika aufweisen, die für hoch-feste
Anwendungen maximiert sind.
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Das
US-Patent Nr. 4,414,370 offenbart
einen kontinuierliches Masse-Polymerisations-Verfahren zum Polymerisieren von Vinyl-Monomeren,
um Polymere von niedrigem Molekulargewicht zu erzeugen, die eine thermische
Initiation bei Reaktions-Temperaturen von 235°C bis 310°C einsetzen sowie Verweilzeiten
von zumindest zwei Minuten in einer kontinuierlich gerührten Reaktorzone.
Die Vinyl-Monomere des offenbarten Prozesses schließen styrolartige
Monomere ein wie z. B. Styrol und α-Methylstyrol; Acryl-Monomere
wie z. B. Acrylsäure,
Methylacrylsäure,
Acrylate, Methacrylate und andere nicht acrylische Monomere vom
Ethylentyp wie z. B. Vinylacetat.
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Das
US-Patent Nr. 4,529,787 offenbart
ein kontinuierliches Masse-Polymerisations-Verfahren einschließend einen
Initiator zum Herstellen von einheitlichen niedermolekulargewichtigen
Polymeren aus Vinyl-Monomeren, bei kurzen Verweilzeiten und moderaten
Reaktions-Temperaturen, um hohe Ausbeuten eines Produkts zur Verfügung zu
stellen, das geeignet ist für
hoch-feste Anwendungen. Die offenbarte Vinyl-Monomere schließen styrolarti ge
Monomere ein wie z. B. Styrol und α-Methylstyrol; Acryl-Monomere
wie z. B. Acrylsäure,
Methylacrylsäure,
Acrylate, Methacrylate sowie funktionelle Acryl-Monomere; und Nicht-Acryl-Monomere vom
Ethylentyp wie z. B. Maleinanhydrid und Vinylpyrrolidon.
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Das
US-Patent Nr. 4,546,160 offenbart
ein kontinuierliches Masse-Polymerisations-Verfahren zum Polymerisieren von Acryl-Monomeren,
um einheitliche nieder-molekulare Polymere herzustellen zur Verwendung in
hoch-festen Anwendungen, wobei das Verfahren eine kleinere Menge
an Startern bei kurzen Verweilzeiten moderaten Temperaturen einsetzt.
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Das
US-Patent Nr. 5,521,267 offenbart
einen Chargen-Prozess zum Herstellen von Polymeren von ungesättigten
Verbindungen vom Ethylentyp, welche saure Gruppen einschließen mit
weiteren ungesättigten Verbindungen
vom Ethylentyp und Monohydroxy-Verbindungen.
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Die
Polymer-Industrie hat bereits lange gewusst, dass kontinuierliche
Polymerisierungsverfahren am besten sind zum Erhalten von großen Mengen
an Polymer-Produkten. Des Weiteren liefern optimierte kontinuierliche
Prozesse ökonomische
Vorteile gegenüber
Chargen-Polymerisierungs-Prozessen
und können
einheitlichere Polymer-Produkte tiefem. Wenn kontinuierliche Prozesse
offenbart worden sind für
die Herstellung bestimmter Polymer-Produkte zur Anwendung für hoch-feste Überzugs-Anwendungen,
wird ein kontinuierlicher Prozess benötigt zum Herstellen von Polymer-Produkten
mit verbesserten Viskositäts-Eigenschaften in flüssigen Medien
zur Anwendung in hoch-festen Anwendungen. Des Weiteren bleibt ein
Bedarf für
einen Polymerisationsprozess, der eine Veresterungsreaktion einschließt, in welcher
ein Alkohol eingebracht wird mit einer wünschenswerten viskositäts-modifizierenden Eigenschaft,
und zwar in eine Polymerkette mit einem hohen Grad der Konversion.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
wäre hoch
wünschenswert,
in der Lage zu sein, ein Polymer-Produkt zu erzeugen, das eine niedrige
Viskosität
in wässriger
Lösung
zeigt, und zwar unter Verwendung eines kontinuierlichen Polymerisierungs-Verfahrens,
wobei ein Alkanol eingebracht wird mit hoher Konversion in das Polymer über eine
Veresterungsreaktion mit einem ungesättigten, säurefunktionellen Monomer vom
Ethylentyp oder einem Rest solch eines Monomers, der bereits in
dem Polymer vorliegt.
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Die
Erfindung stellt ein kontinuierliches Masse-Polymerisierungs- und
Veresterungs-Verfahren
zur Verfügung,
umfassend das kontinuierliche Eintragen von zumindest einem ungesättigten,
säure-funktionellen Monomer
vom Ethylentyp und zumindest einem Alkanol mit der Formel ROH, wobei
R eine geradkettige oder verzweigte Alkyleinheit oder Kombinationen
davon darstellt, mit mehr als 11 Kohlenstoffatomen, in einer Reaktionszone.
Der Prozess schließt
des Weiteren das Aufrechterhalten einer Fließgeschwindigkeit durch die Reaktionszone
ein, die ausreicht, um eine mittlere Verweilzeit der Monomere in
der Reaktionszone von weniger als 60 Minuten zu ergeben und das
Polymerisieren des Monomers und des Alkanols, um ein polymeres Produkt
zu erzeugen. Vorzugsweise schließt das polymere Produkt des
kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
zumindest 80% des Alkanols in Form eines Esters des ungesättigten,
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp ein, wenn das Alkanol in der Reaktionszone
in einer mittleren Menge von bis zu 25 Mol-Prozent bezogen auf die
gesamte Molmenge der ungesättigten
Monomere vom Ethylentyp vorhanden ist. Am meisten bevorzugt schließt das polymere
Produkt des kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
zumindest 85% des Alkanols in Form eines Esters des ungesättigten, säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp ein, wenn das Alkanol in der Reaktionszone
in einer mittleren Menge von bis zu 20 Mol-Prozent bezogen auf die
gesamte Molmenge der ungesättigten
Monomere vom Ethylentyp vorhanden ist. Am meisten bevorzugt schließt das polymere
Produkt des kontinuierlichen Masse-Polymersations- und Veresterungs-Verfahrens
zumindest 90% des Alkanols in Form eines Esters des ungesättigten,
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp ein, wenn das Alkanol in der Reaktionszone
in einer mittleren Menge von bis zu 15 Mol-Prozent bezogen auf die
gesamte Molmenge der ungesättigten
Monomere vom Ethylentyp vorhanden ist.
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In
bevorzugten Verfahren ist das ungesättigte säure-funktionelle Monomer vom
Ethylentyp Acrylsäure, Methacrylsäure oder
Krotonsäure,
wohingegen in anderen bevorzugten Prozessen die R-Gruppe des Alkanols 12
bis 50 Kohlenstoffatome aufweist und alle Kombinationen und Subkombinationen
und Bereiche darin enthalten sind. Am meisten bevorzugt weist die
R-Gruppe des Alkanols 12 bis 36 Kohlenstoffatome auf oder 12 bis
22 Kohlenstoffatome. In speziell bevorzugten Verfahren weist das
Alkanol 16 bis 18 Kohlenstoffatome auf und in anderen speziell bevorzugten
Prozessen wird eine Mischung von Alkanolen, insbesondere diejenigen, die
16 bis 18 Kohlenstoffatome einsetzen, verwendet. In solchen bevorzugten
Prozessen und Produkten weist das Polymer-Produkt eine Viskosität in wässriger
Lösung auf,
die geringer ist als ungefähr
50% der Viskosität in
wässriger
Lösung
des äquivalenten,
nicht modifizierten Polymer-Produktes.
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In
noch weiteren bevorzugten Prozessen weist das Polymer-Produkt eine
Säurezahl
auf, die von ungefähr
10 bis ungefähr
740 reicht. Andere bevorzugte Prozesse schließen des Weiteren ein, das Hinzufügen eines
Polymer-Initiators, vorzugsweise di-t-Butyl-Peroxid in die Reaktionszone,
vorzugsweise in einer Menge, um einen molaren Anteil des Starters
im Verhältnis
zu den vereinigten Monomeren von ungefähr 0,005:1 bis 0,004:1 zu liefern.
In anderen bevorzugten Prozessen bringt der Polymerisierungs- und
Veresterungs-Prozess zumindest 95% des Alkohols in Form eines Esters
des polymerisierten, ungesättigten,
säure-funktionellen Monomers
vom Ethylentyp ein, wenn das Alkanol in der Reaktionszone in einer
durchschnittlichen Menge von bis zu 15v Mol-Prozent der gesamten
Molmenge der ungesättigten,
säure-funktionellen
Monomere vom Ethylentyp vorliegt.
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In
dem bevorzugten Verfahren ist die durchschnittliche Verweilzeit
in der Reaktionszone weniger als 30 Minuten, wohingegen in anderen
bevorzugten Prozessen die Temperaturen der Reaktionszone von 180°C bis 270°C reicht.
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Bevorzugte
Verfahren schließen
das kontinuierliche Beladen in die Reaktionszone von zumindest einem
aromatischen, ungesättigten
Monomer vom Ethylentyp ein, einem C1 bis
C8 Alkylacrylat-Monomer, einem C1 bis C8 Alkyl-Methacrylat-Monomer
oder einem nicht aromatischen, ungesättigten Vinyl-Monomer vom Ethylentyp,
wohingegen in anderen bevorzugten Prozessen zumindest zwei unterschiedliche
aromatische, ungesättigte
Monomere vom Ethylentyp kontinuierlich in die Reaktionszone beladen
werden.
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In
noch einem weiteren bevorzugten Verfahren werden zumindest zwei
unterschiedliche Alkanole kontinuierlich in die Reaktionszone geladen.
Es wird hier auch ein kontinuierliches Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren
offenbart, das das kontinuierliche Beladen in eine Reaktionszone
einschließt
von zumindest einem ungesättigten,
säure-funktionellen
Monomer vom Ethylentyp und zumindest einem Alkanol mit der Formel
ROH, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe ist, die
zwischen 12 und 50 Kohlenstoffatome aufweist und alle Kombinationen
und Subkombinationen und Bereiche, die darin enthalten sind, sind mit
offenbart. Der Prozess schließt
auch das Aufrechterhalten einer Fließgeschwindigkeit durch die
Reaktionszone ein, die hinreichend groß ist, um eine durchschnittliche
Verweilzeit in der Reaktionszone von weniger als 60 Minuten zu liefern
und eine Temperatur in der Reaktionszone aufrechtzuerhalten, die
hinreichend ist, um ein Polymer-Produkt
zu erzeugen. Das Polymer-Produkt des kontinuierlichen Masse-Polymerisierungs- und Veresterungs-Verfahrens
weist ein zahlenmittel des Molekulargewichts auf, das von 600 bis
20.000 reicht. Des Weiteren weist eine wässrige Harzfraktion des Polymer-Produkts
eine Lösungsviskosität auf, die
geringer ist als ungefähr
50% der Lösungsviskosität des äquivalenten
nicht modifizierten Polymer-Produktes.
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Die
Erfindung stellt auch ein Polymer-Produkt zur Verfügung, das
essenziell aus ungefähr
3 bis ungefähr
97 Gewichts-Prozent eines Restes von zumindest einem ungesättigten,
säure-funktionellen Monomer vom
Ethylentyp besteht; ungefähr
3 bis ungefähr
97 Gewichts-Prozent
von zumindest einem Ester der ungesättigten, säure-funktionellen Monomere
vom Ethylentyp mit einer -OR-Gruppe, wobei R eine lineare oder verzweigtkettige
Alkyl-Gruppe ist, die mehr als 11 Kohlenstoffatome aufweist; ungefähr 0 bis
85 Gewichts-Prozent eines Restes von zumindest einem aromatischen,
ungesättigten
Monomer vom Ethylentyp; und ungefähr 0 bis ungefähr 85 Gewichts-Prozent
eines Restes von zumindest einem nicht aromatischen, ungesättigten
Vinyl-Monomer vom Ethylentyp, wie in Anspruch 15 dargelegt wird.
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Die
Erfindung stellt auch wasser-basierte Zusammensetzungen zur Verfügung, welche
Wasser einschließen;
von ungefähr
0,1 bis ungefähr
100 Gewichts-Prozent basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung
des Polymer-Produkts der vorliegenden Erfindung; und bis zu ungefähr 99 Gewichts-Prozent basierend
auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung einer Beimischung.
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Bevorzugte
wasser-basierte Zusammensetzungen enthalten ungefähr 10 bis
ungefähr
99 Gewichts-Prozent der Beimischung, während andere bevorzugte wasser-basierte
Zusammensetzungen Überzug-Lacke,
Tinten, Überzugmaterialien,
Kleber, Bodenpolituren, Farben, Grundierungen und Papier-Verleimungs-Agenzien
sind.
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Die
Erfindung stellt auch einen Prozess zur Verfügung zum Herstellen einer Emulsion,
eines Polyolefin-Harzes, welcher das Vermischen von Polyolefin-Harz
zusammen mit dem Polymer-Produkt des Masse-Polymerisierungs- und
Veresterungs-Verfahrens; Vermischen einer Base mit der Kombination;
und Mischen der vereinigten Base, Harz und Polymer-Produkt mit Wasser
umfasst.
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Hier
wird die Emulsion offenbart, die hergestellt wird durch den oben
genannten Emulsions-Herstellungs-Prozess.
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Hier
wird eine Emulsion offenbart aus einem Polyolefin-Harz, welche ein
Polyolefin-Harz einschließt, das
Polymer-Produkt der Erfindung, eine Base sowie Wasser. In bevorzugten
Prozessen und Zusammensetzungen, welche ein Polyolefin-Harz einschließen, weist
das Polyolefin-Harz ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht auf,
das von ungefähr
500 bis ungefähr
20.000 reicht, eine Säurezahl
von ungefähr
0 bis ungefähr 150
oder einen Schmelzpunkt von ungefähr 40°C bis ungefähr 250°C.
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Hier
wird ein Prozess offenbart zum Herstellen einer Wachsdispersion,
welcher das Mischen eines Wachses in einem wässrigen Medium mit dem Polymer-Produkt
des kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
einschließt.
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Hier
wird eine Wachsdispersion offenbart, die hergestellt worden ist
entsprechend dem oben genannten Verfahren zum Herstellen einer Wachsdispersion.
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Die
Erfindung stellt eine Wachsdispersion zur Verfügung, welche ein Wachs einschließt; das
Polymer-Produkt der Erfindung sowie ein wässriges Medium.
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Hier
wird ein Prozess offenbart zum Herstellen einer Öl-Emulsion, welcher das Erhitzen
einer Mischung eines Öls
und des Polymer-Produktes des kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahrens einschließt; das Vermischen einer Base
mit der erhitzten Mischung des Öls
und dem Polymer-Produkt; sowie das Mischen von Wasser mit den vereinigten
Komponenten.
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Hier
wird eine Öl-Emulsion
offenbart, die hergestellt worden ist entsprechend dem oben genannten Prozess
zum Herstellen einer Öl-Emulsion.
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Die
Erfindung stellt eine Öl-Emulsion
zur Verfügung,
welche ein Öl
einschließt,
eine Base; das Polymer-Produkt; sowie Wasser.
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Bevorzugte
Prozesse zum Herstellen von Emulsionen, Emulsion-Zusammensetzungen,
Prozesse zum Herstellen von Dispersionen sowie Dispersions-Zusammensetzungen
schließen
optional ein konventionelles Tensid ein, vorzugsweise ein anionisches
oder nicht ionisches Tensid, und zwar in einer Menge von bis zu
ungefähr
10 Gewichts-Prozent basierend auf dem Gesamtgewicht der Feststoffe.
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Hier
wird ein Prozess offenbart zum Verbessern des Viskositätsprofils
einer wässrigen
Pigmentdispersion, welcher das Hinzufügen des Polymer-Produktes des
kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
zu einer wässrigen
Pigmentdispersion einschließt.
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Die
Erfindung stellt eine wässrige
Pigmentdispersion zur Verfügung
mit verbessertem Viskositätsprofil, welche
eine wässrige
Pigmentdispersion und das Polymer-Produkt einschließt.
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Hier
wird ein Prozess offenbart zum Verbessern der Konzentration der
gesamten Feststoffe eines wässrigen Überzuges,
der das Hinzufügen
des Polymer-Produktes des kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahrens zu einem wässrigen Überzug einschließt.
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Die
Erfindung stellt einen wässrigen Überzug zur
Verfügung
mit einer Erhöhung
des Anteils der gesamten Feststoffe, welcher einen wässrigen Überzug;
und das Polymer-Produkt einschließt.
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Hier
wird ein Prozess offenbart zum Stabilisieren einer Verbindung in
einem wässrigen
Medium, welcher das Bereitstellen einer Harz-Schmelze des Polymer-Produktes
des kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
in einem Reaktor einschließt,
der bei oder oberhalb von Atmosphärendruck arbeitet; das Beladen
des Reaktors mit einer Base und Wasser; das Dispergieren eines Öls oder
eines Wachses in die Harz-Schmelze
sowie das Beladen von zusätzlichem
Wasser in den Reaktor.
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In
bevorzugten Prozessen und Zusammensetzungen ist die Base Ammoniak,
Diethylaminoethanol, Morpholin, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid
oder Mischungen von diesen.
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Hier
wird eine stabilisierte Verbindung offenbart, die entsprechend dem
oben genannten Verfahren hergestellt worden ist.
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Hier
wird ein Polymer-Tensid offenbart, welches zumindest ein ungesättigtes,
säure-funktionelles
Monomer vom Ethylentyp einschließt, das radikalisch in das
Polymer-Tensid eingebracht worden ist, sowie zumindest einen Ester
des eingebrachten ungesättigten,
säure-funktionellen Monomers
vom Ethylentyp, der eine R-Alkyl-Gruppe aufweist. Die R-Gruppe ist
eine lineare oder verzweigtkettige Alkyl-Gruppe mit mehr als 11 Kohlenstoffatomen
und die kritische molare Mizellenkonzentration des neutralisierten
wässrigen
Polymer-Tensides ist weniger als 1,0 × 10–2 Mol/Liter.
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Hier
wird ein Polymer-Tensid offenbart, welches zumindest ein ungesättigtes,
säure-funktionelles
Monomer vom Ethylentyp einschließt, das radikalisch in das
Polymer-Tensid eingebracht worden ist und zumindest einen Ester
des eingebrachten ungesättigten,
säure-funktionellen Monomers
vom Ethylentyp, der eine R-Alkyl-Gruppe aufweist. Die R-Gruppe ist
eine lineare oder verzweigtkettige Alkyl-Gruppe, die mehr als 11 Kohlenstoffatome
aufweist, und eine 2-%ige neutralisierte, wässrige Lösung des Polymer-Tensides weist
eine Oberflächenspannung
auf von weniger 45 mN/m bei 30°C
und unterliegt einer Abnahme der Oberflächenspannung von zumindest
5 mN/m, wenn sich die Temperatur der Lösung von 30°C auf 50°C aufwärmt.
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Die
vorliegende Erfindung liefert eine Tensid-Lösung der Ansprüche 27 bis
29.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
ist die Oberflächenfläche pro
Molekül
des Polymer-Tensides
geringer als 36–2.
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In
anderen bevorzugten Ausführungsformen
ist die molare kritische Mizellenkonzentration des Polymer-Tensides
weniger als 8,2 × 10–3 Mol/Liter
und in sogar noch mehr bevorzugten Ausführungsformen ist die kritische
molare Mizellenkonzentration weniger als 1,0 × 10–3 Mol/Liter.
In noch anderen bevorzugten Ausführungsformen
schließt
das Polymer-Tensid des Weiteren zumindest ein aromatisches Vinyl-Monomer
ein, das in das Polymer-Tensid eingebracht worden ist, und in noch
mehr bevorzugten Ausführungsformen
zumindest zwei aromatische Vinyl-Monomere, die in das Polymer-Tensid
eingebracht worden sind.
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Die
Erfindung stellt einen Barriere-Überzug
zur Verfügung,
welche ein Polymer-Produkt entsprechend der Erfindung einschließt, ein
Emulsions-Polymer sowie eine Parrafin-Wachs-Emulsion. In bevorzugten Ausführungsformen
weist der Barriereüberzug
eine Wasserdampf-Transmission von weniger als 6 auf, mehr bevorzugt
von weniger als 3 Gramm/100 Quadratinch pro Stunde bei einer relativen
Luftfeuchtigkeit von 90% und bei 37,8°C.
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Darüber hinaus
gehende Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden
offensichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn
sie im Zusammenhang mit den Zeichnungen betrachtet wird. Die Erfindung
stellt auch die Verwendungen zur Verfügung, die in den Ansprüchen 30
bis 40 dargestellt sind.
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Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
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Die
bevorzugte exemplarische Ausführungsform
der Erfindung wird hier im Folgenden beschrieben in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen, wobei gleiche Ziffern die gleichen Elemente bezeichnen
und:
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1 ein
schematisches Diagramm eines Abschnitts einer Polymer-Produktionslinie
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
Graf ist des Harz-Typs gegen die Schnitt-Viskosität bei 25°C für herkömmliche
und beispielhafte Harze, wobei die pH-Werte von 8,0 bis 8,5 reichen;
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3 ein
Graf ist des Harz-Typs gegen die Schnitt-Viskosität bei 25°C für konventionelle
und exemplarische Harze, bei in etwa gleichen MW und
Säurezahlen,
wobei die pH-Werte von 8,3 bis 8,8 reichen;
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4 ein
Graf ist, der die Konversionsraten von aliphatischen Alkanolen in
(1-Tetradecanol
und 1-Docosanol) und Diethylenglykol-Monoethylether in die korrespondierenden
Ester in einer radikalisch initiierten Polymerisation eines Monomers
vergleicht, wobei das Monomer eine ungesättigte säurefunktionelle Gruppe vom
Ethylentyp aufweist, um ein modifiziertes Polymer zu erhalten, welches
eine niedrige Lösungsviskosität in einem
wässrigen
Medium aufweist;
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5 ein
Graf ist, welcher die Viskosität
von verschiedenen wässrigen
Harz-Schnitten bei
25°C und 48,3%
Feststoffgehalt zeigt sowie die Beziehung zwischen der Viskosität und der
Anzahl der Kohlenstoffatome in dem Alkanol;
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6 ein
Graf ist, der die Viskosität
von verschiedenen wässrigen
Harz-Schnitten bei 25°C
und 30,5% Feststoffgehalt und die Beziehung zwischen der Viskosität und der
Anzahl der Kohlenstoffatome in dem Alkanol illustriert;
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7 ein
Graf ist, der das relative Eindringen von verschiedenen linearen
und verzweigtkettigen Alkanolen bei einer konstanten Temperatur
in ein Polymer zeigt, das ausgebildet wurde durch Polymerisieren eines
ungesättigten,
säure-funktionellen Monomers
vom Ethylentyp unter Verwendung des Prozesses der vorliegenden Erfindung;
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8 ein
Graf ist, der die Oberflächenspannungen
der wässrigen
Lösungen
der beispielhaften Harzen 39 und 40 mit dem konventionellen Harz
6 sowie FC-120 vergleicht, wobei FC-120 eine Marke eines Fluortensides
ist verfügbar
von 3M Corporation (Minneapolis, Minnesota) und der Vergleich bei
verschiedenen Konzentrationen stattfindet;
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9 ein
Graf ist, der die Oberflächenspannungen
von 2-%igen wässrigen
Lösungen
der beispielhaften Harze 2, 3 und 43; der konventionellen Harze
4–6 und
16; sowie Natriumlaurylsulfat mit denjenigen von Wasser bei verschiedenen
Temperaturen vergleicht;
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10 ein Graf ist, der die Oberflächenspannungen
von 2-%igen wässrigen
Lösungen
der beispielhaften Harze 2, 3 und 43; der konventionellen Harze
4–6 und
16; und von Natriumlaurylsulfad bei verschiedenen Temperaturen vergleicht;
und
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11 ein Graf ist, der den Oberflächendruck
(Oberflächenspannung
von Wasser – Oberflächenspannung
der Lösung)
von 2-%igen wässrigen
Lösungen
der beispielhaften Harze 2, 3 und 43; der konventionellen Harze
4–6 und
16; sowie von Natriumlaurylsulfat bei verschiedenen Temperaturen
vergleicht.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung vereinigt Polymerisierungs-
und Veresterungs-Reaktionen in
einer Reaktionszone. Der kontinuierliche Polymerisierungs- und Veresterungs-Prozess
schließt
das kontinuierliche Beladen in eine Reaktionszone ein von zumindest
einem ungesättigten
säure-funktionellen
Monomer vom Ethylentyp und zumindest einem Alkanol; das Aufrechterhalten
einer Fließrate
durch die Reaktionszone, die hinreichend ist, um eine durchschnittliche
Verweilzeit der Monomere in der Reaktionszone von weniger als 60
Minuten zur Verfügung
zu stellen; sowie das Polymerisieren des Monomers und des Alkanols,
um ein Polymer-Produkt zur Verfügung
zu stellen.
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Der
Begriff "niedrige
Viskosität" wird hier definiert
als ein Polymer-Produkt, welches eine Viskosität in wässriger Lösung zeigt, die weniger als
ungefähr
50% der Viskosität
in wässriger
Lösung
eines äquivalenten unmodifizierten
Polymer-Produkts bei identischen Konzentrationen ist. Der Begriff „äquivalentes
unmodifiziertes Polymer-Produkt" wird
hier als eine Zusammensetzung definiert, welche ungefähr den gleichen
Mn aufweist und die gleiche Säurezahl,
wobei die Zusammensetzung in einer identischen Art und Weise wie
das Polymer-Produkt hergestellt wird, abgesehen davon, dass kein
Alkanol in die Zusammensetzung eingebracht wird. Der Begriff „kontinuierlich" wird hier definiert
als ein Prozess, in welchem ein Reaktionspartner, wie z. B. ein Alkanol
und/oder ein ungesättigtes
säure-funktionelles
Monomer vom Ethylentyp in einen Reaktor gefüllt wird, während ein Polymer-Produkt gleichzeitig
während
des letzten Teils des Reaktionsprozesses entfernt wird.
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Das
kontinuierliche Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren
schließt
das kontinuierliche Beladen von zumindest einem ungesättigten
säure-funktionellen
Monomer vom Ethylentyp ein, obwohl eine Mischung von einem oder
mehreren ungesättigten
säure-funktionellen Monomeren
vom Ethylentyp in dem Prozess verwendet werden kann. Das ungesättigte säure-funktionelle
Monomer vom Ethylentyp ist eine α-, β-ungesättigte Karbonsäure wie
z. B., jedoch nicht begrenzt auf Acrylsäure, Methacrylsäure und
Krotonsäure.
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Das
kontinuierliche Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren
schließt
auch das kontinuierliche Beladen von zumindest einem Alkanol in
die Reaktionszone ein, obwohl eine Mischung von einem oder mehreren
Alkanolen in dem Prozess verwendet werden kann. Die Begriffe „Alkanol" oder „RHO", wie sie verwendet
werden, beziehen sich sowohl auf gesättigte als auf ungesättigte Alkohole
und der Begriff „R" bezieht sich sowohl
auf ungesättigte
als auf gesättigte
Alkyl-Gruppen. Das Alkanol, das in dem Verfahren eingesetzt wird,
kann repräsentiert
werden durch die Formel RHO, wobei R eine lineare oder verzweigte
Kette ist oder Kombinationen davon darstellt, und eine Alkyl-Gruppe
von mehr als 11 Kohlenstoffatomen umfasst. Vorzugsweise enthält das Alkanol
von 12 bis 50 Kohlenstoffatome und alle Kombinationen und Subkombinationen
und Bereiche, die darin enthalten sind. Mehr bevorzugt enthält das Alkanol
von 12 bis 36 Kohlenstoffatome. In einer sogar noch mehr bevorzugten
Ausführungsform
enthält
das Alkanol von 12 bis 22 Kohlenstoffatome. In den am meisten bevorzugten
Verfahren weist das Alkanol 16 bis 18 Kohlenstoffatome auf. Beispiele
von primären Alkanolen
zur Verwendung in dem Verfahren schließen ein, sind jedoch nicht
limitiert auf 1-Dodecanol, 1-Tridecanol, 1-Tetradecanol, 1-Pentadecanol,
1-Hexadecanol, 1-Heptadecanol,
1-Octadecanol, 1-Nonadecanol, 1-Eicosanol, 1-Docosanol, 1-Tetracosanol,
1-Hexacosanol, 1-Octacosanol, 1-Triacontanol, 1-Tetracontanol, 1-Pentacontanol
und andere ähnliche
primäre
Alkanole. Längerkettige
Alkohole, wie z. B. diejenigen, die unter der Marke UnilinTM 350, 425, 550 und 700 verkauft werden
und verfügbar
sind von Baker- Petrolite,
Inc. (Tulsa, Oklahoma), können
auch in der vorliegenden Erfindung verwendet werden und gleiches
gilt für
Alkanole, welche Stellen enthalten, die ungesättigt sind, wie z. B., jedoch
nicht limitiert auf Oleylalkohol, einen C-18-Alkohol, der verfügbar ist
von Jarchem Industries (Newark, New Jersey). Unter anderen schließen kommerzielle
Hersteller von Alkohol zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung
Condea Vista (Houston, Texas), Ashland Chemical, Inc. (Columbus,
Ohio), Witco Corp. (Greenwich, Connecticut) und Henkel Corp. (Cincinnati,
Ohio) ein. Darüber
hinaus können
in bevorzugten Prozessen eine Mischung von zwei, drei oder mehr
Alkoholen kontinuierlich in die Reaktionszone entsprechend der vorliegenden
Erfindung geladen werden. Eine bevorzugte Mischung von Alkoholen
weist lineare oder verzweigtkettige R-Gruppen von zwischen 16 und
18 Kohlenstoffatomen auf.
-
Andere
Monomere werden bevorzugt in dem vorliegenden Verfahren eingesetzt.
Beispielsweise können
zusätzliche
Monomere wie z. B. aromatische, ungesättigte Monomere vom Ethylentyp,
welche einschließen,
jedoch nicht limitiert sind auf Alkylacrylate und Alkylmethacrylate,
sowie nicht aromatische, ungesättigte Vinyl-Monomere
vom Ethylentyp in die Reaktionszone in dem kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren beladen werden. Des Weiteren können Mischungen
dieser Monomere eingesetzt werden.
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Aromatische,
ungesättigte
Monomere vom Ethylentyp, welche in dem Verfahren eingesetzt werden können, sind
Styren-Monomere, welche einschließen, jedoch nicht limitiert
sind auf Styrene, ά-Methylstyren, Vinyltoluen,
p-Methylstyren, t-Butylstyren, o-Chlorostyren, Vinylpyridin sowie
Mischungen von diesen Spezies. Bevorzugte ungesättigte Monomere vom Ethylentyp
zur Verwendung in dem Verfahren schließen Styren und ά-Methylstyren
ein. In bevorzugten Ausführungsformen
werden zumindest zwei unterschiedliche aromatische, ungesättigte Monomere
vom Ethylentyp kontinuierlich in die Reaktionszone zusätzlich zu
dem ungesättigten säure-funktionellen
Monomer und Alkanol beladen. Vorzugsweise schließen die beiden aromatischen,
ungesättigten
Monomere vom Ethylentyp, die zur Reaktionszone hinzugefügt werden,
Styren und ά-Methylstyren ein,
vorzugsweise in einem Verhältnis
von 1:2 bis 2:1, so dass ein Polymer-Produkt ausgebildet wird, welches Reste
einschließt
von Styren, ά-Methylstyren
und einem ungesättigten
säure-funktionellen
Monomer vom Ethylentyp, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure und
Krotonsäure,
wobei die Reste des ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp entweder als Karbonsäure vorliegen oder als Ester,
ausgebildet während
des Polymerisierungs- und Veresterungsprozesses. Eine bevorzugte
Monomer-Befüllung
in dem Polymerisierungs- und Veresterungsprozess setzt von ungefähr 60 bis
80 Gewichts-Prozent eines aromatischen, ungesättigten Monomers vom Ethylentyp
sowie 40 bis 20 Gewichts-Prozent eines ungesättigten säure-funktionellen Monomers
vom Ethylentyp, wie z. B. Acrylsäure,
ein. Andere bevorzugte Prozesse, in welchem zumindest ein aromatisches,
ungesättigtes
Monomer vom Ethylentyp in die Reaktionszone beladen wird, erzeugen ein
Polymer-Produkt mit einem Mn von 700 bis
5000 in einer Säurezahl
von 140 bis 300.
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Zusätzlich zu
den ungesättigten
säure-funktionellen
Monomer vom Ethylentyp und dem Alkanol schließen andere bevorzugte Polymerisierungs-
und Veresterungs-Prozesse das Beladen in die Reaktionszone von zumindest
einem aromatischen, ungesättigten
Monomer vom Ethylentyp sowie zumindest einem Acrylat- oder Methacrylat-Monomer
ein.
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Ein
weiterer Typ an Monomer, der zur Reaktionszone in dem Prozess hinzugefügt werden
kann, ist ein Alkylacrylat oder ein Alkylmethacrylat-Monomer. Monomere
dieses Typs schließen
typische Alkylacrylate und Methacrylate ein sowie funktionelle Acrylate
und Methacrylate. Funktionelle Acrylate und Methacrylate schließen zumindest
eine funktionelle Gruppe ein zusätzlich
zu den Ester- und Alken-Funktionalitäten. Eine nicht-erschöpfende Liste
von beispielhaften Alkyl-Acrylaten und Methacrylaten schließt Methylacrylat,
Ethylacrylat, n-Propylacrylat, i-Propylacrylat, n-Butylacrylat,
s-Butylacrylat, i-Butylacrylat, t-Butylacrylat, n-Amylacrylat, i-Amylacrylat,
n-Hexylacrylat, 2-Ethylbutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Octylacrylat,
n-Decylacrylat, Cyclopentylacrylat, Cyclohexylacrylat, Benzylacrylat,
Phenylacrylat, Cinnamylacrylat, 2-Phenylethylacrylat, Allylacrylat,
Methallylacrylat, Propargylacrylat, Crotylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat,
2-Heydroxypropoylacrylat, 2-Hydroxybutylacrylat, 6-Hydroxyhexylacrylat,
5,6-Dihydroxyhexylacrylat, 2-Methoxybutylacrylat, 3-Methoxybutylacrylat,
2-Ethoxyethylacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat,
Glycidylacrylat, Furfurylacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, Tetrahydropyrylacrylat,
N,N-Dimethylaminoethylacrylat, N,N-Diethylaminoethylacrylat, N-Butylaminoethylacrylat,
2-Chlorethylacrylat, 3-Chloro-2-hydroxypropylacrylat,
Trifluorethylacrylat, Hexafluoriosopropylacrylat, 2-Nitro-2-Methylpropylacrylat,
2-Sulfoethylacrylat, Methyl-ά-chloroacrylat, Methylά-cyanoacrylat
sowie die korrepondierenden Methacrylate ein.
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Bevorzugte
Alkylacrylate und Methylacrylate zur Verwendung in dem kontinuierlichen
Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren schließen Alkyl-Gruppen
ein, die von zwi schen 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Alkyl-Gruppe
einschließen,
die angebunden ist an das nicht-Karbonyl-Sauerstoffatom des Alkylacrylats
oder Methacrylats. Beispiele solcher Verbindungen schließen ein
Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, i-Butyl-, i-Amyl-, 2-Ethylhexyl- und Octyl-Acrylat
sowie Methylcrylate. Andere bevorzugte Alkyacrylate und Methaycryalte
zur Verwendung in dem Polymerisations- und Veresterungs-Prozess
schließen
Acrylate und Methacrylate ein, die eine OR-Gruppe aufweisen, wobei
R die gleichen Charakteristika aufweist, wie es sie in dem Alkanol
der vorliegenden Erfindung vorliegen, d. h. R ist eine lineare oder
verzweigtkettige Alkyl-Gruppe mit mehr als 11 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise 12 bis 50, mehr bevorzugt 12 bis 36, sogar noch mehr
bevorzugt 12 bis 22 und am meisten bevorzugt zwischen 16 und 18
Kohlenstoffatomen.
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Monomere,
welche funktionelle Gruppen einschließen, wie z. B., jedoch nicht
limitiert auf Amino, Isocyanat und Epoxy-Gruppen, die in der Lage
sind, entweder mit dem Alkanol oder den ungesättigten säure-funktionellen Monomer vom
Ethylentyp der Erfindung zu reagieren, sollten vorzugsweise nicht
in dem Verfahren eingesetzt werden.
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Nicht
aromatische, ungesättigte
Monomere vom Ethylentyp können
auch zur Reaktionszone in dem kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren hinzugefügt werden. Beispiele solcher Monomere
schließen
Vinylester und darüber
hinaus Vinylacetat, Maleinsäure,
Vinylpyrrolidon und Maleinanhydrid ein. Andere nicht aromatische,
ungesättigte
Monomere vom Ethylentyp, welche zur Reaktionszone hinzugegeben werden
können
sind mit den oben beschriebenen Ester der Acryl- und Methacrylsäure verwandt. Diese
schließen
Amide von Acryl- und Methacrylsäure
ein, sowie Nitride und Aldehyde. Beispiele von geeigneten Amiden
schließen
ein Acrylamid, N-Ethylacrylamid, N,N-Diethylacrylamid, N-Methylacrylamid,
N,N,Dimethylacrylamid, N-Phenylacrylamid, sowie die korrespondierenden
Methacrylamide. Beispiele geeigneter Nitrile und Aldehyde schließen Acrylonitril,
Acrolein, Methacrylonitril und Methacrolein ein.
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Bevorzugte
Monomer-Befüllungen
in dem kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Prozess
schließen
ein Co-Monomere, Ter-Monomere und Tetra-Monomere. Beispiele von
bevorzugten Co-Monomeren schließen
ein Styren und Acrylsäure;
Styren und Methacrylsäure;
Vinyltoluen und Acrylsäure; sowie
2-Ethylhexylacrylat und Acrylsäure.
Beispiele von bevorzugten Ter-Monomeren schließen ein Styren, ά-Methacylstyren
und Acrylsäure;
Styren, n-Butylacrylat und Acrylsäure; Styren, n-Butylmethacrylat
und Acrylsäure;
und Styren, Methacrylmethacrylat und Acrylsäure. Beispiele von bevorzugten
Tetra- Monomeren
schließen
ein Styren, Butylacrylat, Methylmethacrylat und Methacrylsäure; Styren,
n-Butylacrylat, Ethylacrylat und Acrylsäure; und Styren, ά-Methylstyren,
n-Butylacrylat und Acrylsäure.
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In
bevorzugten Prozessen, wo sowohl ein aromatisches, ungesättigtes
Monomer vom Ethylentyp, als auch einer Acrylacrylat oder ein Methacrylat
in die Reaktionszone beladen werden, reicht das Gewichtsverhältnis des
aromatischen ungesättigten
Monomers vom Ethylentyp zum Alkylacrylat oder Methacrylat vorzugsweise
von 2:1 bis 1:2.
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Obwohl
kein Starter benötigt
ist in dem radikalisch-initiierten kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und
Veresterungs-Verfahren, kann ein Starter zur Reaktionszone hinzugegeben
werden. Die Starter, die geeignet sind zum Durchführen des
kontinuierlichen Masse-Polymerisierungs-
und Veresterungs-Verfahrens sind Verbindungen, welche sich thermisch
in Radikale zersetzen in einer Reaktion erster Ordnung. Geeignete Starter
weisen vorzugsweise Halbwertszeiten in dem Radikal-Abbau-Prozess
von ungefähr
einer Stunde bei 90°C
auf und mehr bevorzugt von 10 Stunden bei 100°C. Andere mit ungefähr 10 Stunden
langen Halbwertszeiten bei Temperaturen von signifikant weniger
als 100°C
können
auch eingesetzt werden. Geeignete Starter schließen beispielsweise ein aliphatische
Azo-Verbindungen, Peroxide, Perester und Hydroperoxide wie z. B. 1-t-Amylazo-1,
Cyanocyclohexan, Azo-bis-isobutyronitril,
1-t-Butylazo-1-cyanocyclohexan, t-butylperoctoat, t-Butylperbenzoat,
Dicumylperoxid, di-t-Butylperoxid, Cumenhydroperoxid, t-Butylhydroperoxid
und dergleichen. Der spezielle Starter ist nicht kritisch, solange
der Starter freie Radikale erzeugen wird. Jedoch ist di-t-Butylperoxid
ein bevorzugter Starter in dem Polymerisierungs- und Veresterungs-Verfahren.
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Es
hat sich herausgestellt, dass wenn das molare Verhältnis des
Starters zur Monomer-Befüllung zumindest
ungefähr
0,0005:1 ist, es möglich
ist, die Reaktions-Temperatur zu reduzieren, um die Reinheit, Farbe und
Konversion zu verbessern und die Prozessbedingungen zu vereinfachen,
während
das geringe Molekulargewicht und die Molekulargewichts-Verteilung beibehalten
oder verbessert werden.
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Die
Verwendung von überschüssigem Starter
ist kostenaufwändig
und verbessert nicht signifikant die Eigenschaften des resultierenden
Polymers noch der Reaktionsbedingungen in hinreichendem Maße, um unter
normalen Umständen
diese Verwendung zu rechtfertigen. Dementsprechend muss im Allgemeinen
ein Molverhältnis
eingesetzt werden von nicht mehr als ungefähr 0,04:1 an Starter zur Gesamtmenge
der Monomere, die eingefüllt
wird. Falls gewünscht
kann ein etwas höheres
Verhältnis
eingesetzt unter bestimmten Umständen, üblicherweise
von bis zu ungefähr
0,06:1, um andere Mittel zur Verfügung zu stellen, um das Molekulargewicht
zu reduzieren und die Verteilung des resultierenden Produktes zu
verbessern. Jedoch werden die beste Konversion und Gewichts-Verteilung üblicherweise
erzielt mit dem Molverhältnis
bei 0,0005:1 zu 0,04:1. Man glaubt, dass die vorliegende Reaktion
in erster Linie thermisch gestartet wird, wobei die kleineren Mengen an
Starter, die eingesetzt werden, in kooperierender Art und Weise
reduzierte Reaktions-Temperaturen erlauben sowie das Verbessern
der Konversions- und Distributions-Eigenschaften. Deshalb werden
hinreichende Mengen an Starter für
diesen Zweck eingesetzt. Für
industrielle Zwecke ist ein molares Verhältnis von ungefähr 0,0005:1
bis 0,015:1 an Starter zu Monomeren am meisten bevorzugt eingesetzt.
-
Der
Initiator wird vorzugweise gleichzeitig mit dem Monomer oder den
Monomeren hinzugegeben. Folglich wird, falls ein Starter eingesetzt
wird, dieser entweder mit der Monomer-Befüllung
vermischt oder zur Reaktionszone als separate Befüllung hinzugegeben.
Startermengen sind wichtige Betrachtungen in dem Prozess dieser
Erfindung.
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Die
Temperatur in der Reaktionszone des kontinuierlichen Masse-Veresterungs-
und Polymerisierungs-Verfahrens wird im Allgemeinen beibehalten
bei mehr als ungefähr
150°C oder
einer Temperatur, die hinreichend ist, ein Polymer-Produkt zu erzeugen,
so dass das Polymer-Produkt des Masse-Polymerisations- und Veresterungsprozesses
zumindest 80% des Alkanols in Form eines Esters des ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp einbringt, wenn der Alkanol in der Reaktionszone
in einer durchschnittlichen Menge von zumindest bis zu 25 Mol-Prozent
der gesamten Molmenge des ungesättigten
Monomers vom Ethylentyp vorliegt. Mehr bevorzugt bringt das Polymer-Produkt
des kontinuierlichen Masse-Polymerisierungs- und Veresterungs-Verfahrens
zumindest 85% des Alkanol in Form eines Esters des ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp ein, wenn das Alkanol in der Reaktionszone
in einer durchschnittlichen Menge von bis zu 20 Mol-Prozent bezogen
auf die gesamte Molmenge des ungesättigten Monomers vom Ethylentyp
vorliegt. Mehr bevorzugt bringt das Polymer-Produkt des kontinuierlichen
Masse-Polymerisations- und
Veresterungs-Prozesses zumindest 90% des Alkanols in Form eines
Esters des ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp ein, wenn der Alkanol in der Reaktionszone
in einer durchschnittlichen Menge von zumindest bis zu 15 Mol- Prozent bezogen auf
die gesamte Molmenge des ungesättigten
Monomers vom Ethylentyp vorliegt.
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Im
Allgemeinen wird für
diese und andere Zwecke die Reaktions-Temperatur vorzugsweise beibehalten
bei von 180°C
bis ungefähr
275°C, wobei
alle Kombinationen und Unterkombinationen innerhalb dieses Bereiches
eingeschlossen sind. Bei Temperaturen von unterhalb 180°C tendiert
das Polymer-Produkt dazu, ein höheres
Molekulargewicht einzunehmen sowie eine breitere Molekulargewichts-Verteilung
als was im Allgemeinen für
hoch-feste Anwendungen akzeptabel ist, solange nicht exzessive Lösungsmittel-Addition
eingesetzt wird. Die Reaktionskonversionsrate wird vermindert und
Fraktionen mit höherem
Molekulargewicht werden ebenso erhöht. Das Produkt tendiert dazu, über die
Maßen
viskos für
das effiziente Verarbeiten zu werden und hoch-feste Produkte können nicht
leicht erhalten werden. Bei Reaktions-Temperaturen von ungefähr 180 bis
215°C ist
es oft sinnvoll, ein Lösungsmittel
einzusetzen, um die Einheitlichkeit des Produktes zu erhöhen, weniger
Chromophore zu erhalten und die Viskosität zu reduzieren. Falls gewünscht kann
die Menge an Starter, der eingesetzt wird, erhöht werden in Übereinstimmung
mit der Erfindung, um Reaktionsparameter zu verbessern und Produkt-Eigenschaften
zu steigern. In mehr bevorzugten Prozessen werden die Reaktions-Temperaturen
von ungefähr
215°C bis
ungefähr
275°C aufrechterhalten,
wobei alle Kombinationen und Unterkombinationen innerhalb dieses
Bereiches eingeschlossen sind, beispielsweise Bereiche von ungefähr 215°C bis ungefähr 270°C oder von
ungefähr
230°C bis
ungefähr
275°C.
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Obwohl
höhere
Reaktions-Temperaturen eingesetzt werden können, können bei Temperaturen oberhalb
von ungefähr
310°C die
Temperaturen nachteilhafte Effekte auf das Produkt des kontinuierlichen
Polymerisations- und Veresterungs-Prozesses haben, wie z. B. die
exzessive Chromophor-Erzeugung. Eine überhöhte Temperatur kann auch im
Aufrechterhalten von Überschüssen an
Ausgangsmaterial resultieren.
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Im
Allgemeinen wird die Reaktionszeit oder die Verweildauer in der
Reaktionszone durch die Rate des Flusses der Konstituenten durch
das Reaktionssystem gesteuert. Die Verweildauer ist umgekehrt proportional zur
Flussrate. Man hat festgestellt, dass bei einer gegebenen Temperatur
das Molekulargewicht des Polymer-Produkts abnimmt, wenn die Verweildauer
zunimmt.
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In Übereinstimmung
mit diesen Faktoren ist es daher bevorzugt, durchschnittliche Reaktionsverweildauern
von zumindest einer Minute einzusetzen, um eine hinreichende Reaktionsverarmung
in dem Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Prozess zur Verfügung zu
stellen. Häufig
wird diese untere Grenze gesteuert durch Polymerisations-Wärme-Abführung oder
die Schwierigkeit beim Erzielen von Gleichgewichts-Reaktions-Bedingungen.
Während
die Verweildauer in der Reaktionszone größer als eine Stunde bei geringeren
Reaktions-Temperaturen
sein kann, können
normale Entfärbungs-Reaktionen
und andere Nebenreaktionen diktieren, dass Verweildauern von weniger
als einer Stunde eingesetzt werden. Für die meisten Fälle werden
bevorzugte durchschnittliche Verweildauern von ungefähr einer
bis 30 Minuten und mehr bevorzugt von ungefähr einer bis 20 Minuten eingesetzt.
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Im
Allgemeinen können
längere
Verweildauern die Ausbeute des Produktes erhöhen, jedoch ist die Rate des
Zuwachses der Produktausbeute im Allgemeinen sehr langsam nach ungefähr 30 Minuten
der Reaktion. Mehr bedeutend ist, dass nach ungefähr 30 Minuten
eine Depolymerisierung bei der Ausbildung von ungewünschten
Chromophoren und Nebenprodukten dazu tendiert aufzutreten. Jedoch
wird die spezielle Flussrate, die ausgewählt wird, von der Reaktions-Temperatur,
den Bestandteilen und dem gewünschten
Molekulargewicht des Produktes abhängen. Folglich werden für die besten
Ergebnisse, um ein gewünschtes
Harz mit einem gewünschten
Mn und MW mit wenig
verbleibendem Monomer zu erzeugen, die Reaktions-Temperatur und
die Verweildauern in gegenseitiger Übereinstimmung manipuliert.
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Andere
Prozesse, um dieses Produkt zu erzeugen schließen multiple Reaktor-Konfigurationen
ein, in welchen eine oder mehrere nachfolgende Reaktoren in Serie
eingesetzt werden. Insbesondere ist jede Situation, in welcher es
gewünscht
ist, die Konversion des Alkanols oder des Monomers zu erhöhen, geeignet
einen nachfolgenden Reaktor (als den primären) in dem Prozess zu konfigurieren.
Jeder geeignete Reaktor (alle geeigneten Reaktoren) könnten nachfolgend
auf den primären
Reaktor verwendet werden wie z. B. ein Röhrenreaktor (üblicherweise
bestückt
mit einem statischen Mixer), ein CSTR, ein Extruder-Reaktor, ein Loop-Reaktor,
oder irgendein Reaktortyp, in welchen die Reaktion in einer kontinuierlichen
Art und Weise fortgeführt
werden kann. Darüber
hinaus können,
obwohl dies weniger bevorzugt ist, der nachfolgende Reaktor (die
nachfolgenden Reaktoren) einen Chargen-Reaktor darstellen, wobei
das Produkt vom kontinuierlichen Reaktor in einen Chargen-Reaktor
gefüllt
wird, wo die Mischung gehalten wird, damit die weitere Reaktion stattfinden
kann. Die Temperatur des nachfolgenden Reaktors (der Reaktoren)
würde bei
ungefähr
180°C bis
ungefähr
270°C beibehalten
(nicht notwendigerweise im gleichen Reaktor) mit einer Verweildauer
von einer bis 60 Minuten, wobei jedoch längere Verweildauern eingesetzt
werden können.
-
Obwohl
kein Lösungsmittel
nötig ist
im kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungsprozess,
kann ein Lösungsmittel
zur Reaktionszone hinzugegeben werden. Falls gewünscht werden ungefähr 0 bis
ungefähr
25% und vorzugsweise von 0 bis ungefähr 15% des Reaktionslösungsmittels
eingesetzt, basierend auf dem Gewicht des Monomers. Das Lösungsmittel
wird, wenn es eingesetzt wird zur Reaktionszone hinzugegeben mit
der Monomer-Befüllung
oder wird zur Reaktion als unabhängige
Befüllung
hinzugegeben. Die Wahl eines speziellen Lösungsmittels und die Menge
seiner Zugabe erfolgen auf der Basis der ausgewählten Monomere, der Lösungsmittelüberlegungen,
der Eignung für
die Reaktionsbedingungen sowie den gewünschten Anwendungen für das Polymer,
das erzeugt wird. Im Allgemeinen ist es bevorzugt so wenig Lösungsmittel
wie möglich
zu verwenden, um die Abtrennung zu vermindern und die Rückgewinnungserfordernisse
zu reduzieren sowie die Ausbildung von Verunreinigungen zu minimieren.
-
Im
Allgemeinen ermöglicht
die Verwendung eines Lösungsmittels,
dass eine niedrigere Reaktions-Temperatur eingesetzt werden kann,
sie vermindert die Lösungsviskosität des geschmolzenen
Polymer-Produkts, fungiert als eine Wärmesenke zur Vermeidung von
außer
Kontrolle geratenen Reaktionen, um die Kühlerfordernisse zu reduzieren,
assistiert im Weichmachen des Polymer-Produktes, kann die Säurezahl reduzieren,
falls das Lösungsmittel
mit dem Harz verestert und kann das Molekulargewicht des resultierenden Polymer-Produkts reduzieren.
-
Die
meisten konventionellen Polymerisierungs- oder Reaktions-Lösungsmittel
können
eingesetzt werden in einem kontinuierlichen Masse-Polymerisations-Verfahren,
um Polymere von niedrigerem Molekulargewicht zu erzeugen. Die höher kochenden
Lösungsmittel
sind bevorzugt aufgrund ihres niedrigeren Drucks bei hohen Temperaturen.
Im Allgemeinen haben bevorzugte Lösungsmittel einen Kochpunkt
von oberhalb 100°C, mehr
bevorzugt oberhalb 150°C.
Beispiele von höher
kochenden Lösungsmitteln
schließen
die aromatischen Alkohole ein, wie z. B. Benzyalkohol, Toluenalkohole
und dergleichen; die Alkohol- und Glykol-Ether, Ester und Mischungen
von Ethern und Ester wie z. B. Diethylenglykol, CellosolveTM (eine Marke eines Lösungsmittels verfügbar von
Union Carbide Corporation (Danbury, CT)) Butyl-Cellosolve, Cellsolveacetat,
DicarbitoleTM (eine Marke eines Lösungsmittels,
verfügbar
von der Union Carbride Corporation (Danbury, CT)), die (poly)Alkylenglykoldialkylether
und dergleichen. Jedoch können
Lösungsmittel
von niedrigerem Kochpunkt in dem Verfahren eingesetzt werden, einschließend, jedoch
nicht limitiert auf Isopropylalkohol sowie Aceton.
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Darüber hinaus
können,
falls eine minimale Reaktion existiert, einige Glykole auch eingesetzt
werden als Reaktionslösungsmittel,
einschließend
Ethylen, Propylen sowie Butylenglykole und ihre verschiedenen Polyether-Analoga.
Die aliphatischen Alkohole, wie z. B. Hexanol und Decanol können auch
eingesetzt werden. Obwohl andere Alkohole als Lösungsmittel eingesetzt werden
können,
muss sorgfältig
beachtet werden, dass vermieden wird Lösungsmittel auszuwählen, welche
leichter mit ungesättigten
säure-funktionellen
Monomere vom Ethylentyp reagieren, als dies für das Alkanol des Verfahrens
der Fall ist, oder die gewünschte
Alkanol-Inkorporation in das Polymer kann nicht realisiert werden
aufgrund der Konkurrenzreaktion zwischen dem Lösungsmittel und dem ungesättigten
säure-funktionellen
Monomer vom Ethylentyp. Darüber
hinaus können
verschiedene Kohlenwasserstofffraktionen eingesetzt werden, wobei
am meisten bevorzugt sind Aromatic 150, Aromatic 100 oder Isopar-Lösungsmittel,
die alle verfügbar
sind von Exxon Chemical Company (Houston, Texas). Aromatische Lösungsmittel
können
auch eingesetzt, beispielsweise Toluen, Xylen, Cumen und Ethylbenzen.
-
Obwohl
kein Katalysator in dem kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungsprozess benötigt
wird, wird optional ein Katalysator zu den Reaktions-Komponenten
in der Reaktionszone hinzugefügt. In
bevorzugten Verfahren wird jedoch kein Katalysator verwendet. Wenn
ein Katalysator eingesetzt wird, wird der Katalysator ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus einem Veresterungs-Katalysator und einem
Transesterfizierungs-Katalysator.
Beispielsweise kann ein Katalysator wie z. B. p-Toluensulfonsäure zur
Reaktionszone hinzugefügt
werden, um die Rate der Reaktion zwischen dem Alkanol und der Karbonsäure-Funktionalität bezüglich des
ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp zu erhöhen
oder bezüglich
des Restes des Monomers in der Polymerkette während der Polymerisierungs-Reaktion.
-
Es
ist nicht notwendig, ein Ketten-Transfer-Agenz zu dem kontinuierlichen
Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren hinzuzugeben.
Jedoch kann, falls dies gewünscht
wird, jede Art von herkömmlichen
Kettentransfer-Agenz, die den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt
sind, hinzugegeben werden zur Reaktionszone. Beispiele von einigen
typischen Kettentransfer-Agenzien schließen ein, sind jedoch nicht
limitiert auf Promotrichloromethan und Isooctylbetamercaptopropionat.
Benzylalkohole und sekundäre
Alkohole wie z. B., jedoch nicht limitiert auf Isopropylalkohol,
sind auch gute Kettentransfer-Agenzien. Falls es hinzugefügt wird,
wird ein Kettentransfer-Agenz vorzugsweise in einer Menge verwendet
von ungefähr
2 Mol%.
-
Kontinuierliche
Polymerisations-Verfahren sind im Stand der Technik wohl bekannt.
Die radikalischen Polymerisationsverfahren, die in
United States Patent Nr. 4,414,370 ,
United States Patent Nr. 4,529,787 und
United States Patent Nr. 4,546,160 beschrieben
werden, können
im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Recktanten eingesetzt
werden. Diese Patente beschreiben kontinuierliche Polymerisationsverfahren
zum Polymerisieren von vinylartigen Monomeren, einschließend acrylartige
Monomere sowie Mischungen von acrylartigen Monomeren mit aromatischen
ungesättigten
Monomeren vom Ethylentyp. Folglich sind
United States Patent Nr. 4,414,370 ,
United States Patent Nr. 4,529787 und
United States Patent Nr. 4,546,160 hier ausdrücklich per
Verweis eingeschlossen.
-
Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung kann durchgeführt unter
Verwendung von irgendeinem Typ an Reaktor, der im Stand der Technik
bekannt ist, vorzugsweise in einer kontinuierlichen Konfiguration.
Solche Reaktoren schließen
ein, sind jedoch nicht limitiert auf kontinuierlich gerührte Tank-Reaktoren
("CSTRs"), Röhren-Reaktoren,
Loop-Reaktoren, Extruder-Reaktoren oder irgendwelche Reaktoren,
die für
kontinuierlichen Betrieb geeignet sind. Darüber hinaus können einer
oder mehrere Reaktoren, in jeglicher Kombination, beispielsweise
in Parallelschaltung, in Serie oder beiden in dem laufenden Prozess
verwendet werden.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Reaktionszone des kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren im Allgemeinen einen CSTR von irgendeinem
Typ, der angepasst wurde für
den variablen Befüllbetrieb
von nicht mehr als 10% bis zu einer Maximalmenge von 100% des verwendbaren
Volumens davon für
die Produktion des veresterten Polymers. Der CSTR, der im Allgemeinen
in dem Verfahren eingesetzt wird, kann entweder horizontal oder
vertikal sein und sollte in der Lage sein, die Temperatur darin
genau zu steuern mit Hilfe irgendwelcher Mittel, einschließend eine
Steuerung mit Hilfe eines Kühlmantels,
innerer Kühlspiralen
oder durch Zurückziehen
von ver dampftem Monomer und Alkanol, gefolgt von Kondensation davon
und Wiedereinbringen der kondensierten Reaktanten in die Reaktionszone.
-
Eine
bevorzugte Form von CSTR, welche sich als geeignet zum Durchführen des
Prozesses herausgestellt hat, ist ein Tankreaktor, der mit Kühlspulen
bestückt
ist, die hinreichend sind, um jegliche Wärme der Polymerisation zu entfernen,
die nicht durch Anheben der Temperatur der kontinuierlich hinzugefügten Monomer-Zusammensetzung
aufgenommen wird, um so eine vorher ausgewählte Temperatur für die Polymerisation
darin beizubehalten. Vorzugsweise wird solch ein CSTR zur Verfügung gestellt
mit zumindest einem und überlicherweise
mehreren Flügelrotatoren,
um eine gut durchmischte Reaktionszone zur Verfügung zu stellen.
-
Beim
Betrieb des kontinuierlichen Masse-Polymerisations-Verfahren können Flexibilität und auswählbare Bereiche
mit Blick auf die Typen des Polymers realisiert werden, das produziert
werden soll, und gleiches gilt für
die Produktionsrate des Polymers durch geeignete Auswahl der Polymer-Reaktionsbedingungen.
Beim Betrieb werden zumindest ein ungesättigtes säure-funktionelles Monomer vom
Ethylentyp und zumindest ein Alkanol kontinuierlich in den Reaktor
beladen und bei der gewünschten
Temperatur gehalten. Der Generator wird im Allgemeinen aus einem
gerührten
Befüllungstank
beladen, welcher die vermischten Reaktanten enthält. Jedoch können das
Monomer oder die Monomere und das Alkanol auch individuell in den
Reaktor beladen werden.
-
Nach
dem ursprünglichen
Befüllen
des Reaktors in der gewünschten
Menge und dem Auslösen
der Polymerisation und Veresterung der beladenen Recktanten wird
das Volumen der Reaktanten-Zusammensetzung in den Reaktor beladen
und so eingestellt, dass es bei einer gewünschten Menge an Recktanten-
und Polymer-Produkt-Mischung in dem Reaktor bleibt. Anschließend wird
die flüssige
Mischung an Polymer und nicht umgesetztem Monomer oder Monomeren
und Alkanol aus dem Reaktor in einer Rate zurückgezogen, so dass die gewünschte Menge
in der Reaktionszone verbleibt. Polymerisationsbedingungen werden
in dem Reaktor beibehalten, um ein Polymer zu erzeugen von ausgewählten Molekulargewichts-Prozent-Anteilen
von Feststoffen an Polymer in solch einer flüssigen Mischung.
-
Wie
bereits angemerkt, kann die Menge, mit der der Reaktor befüllt wird,
von nicht weniger als 10% bis maximal 100% des einsetzbaren Volumens
variieren und kann mit Hilfe jegli cher geeigneter Mittel gesteuert werden,
beispielsweise einem Mengen-Steuergerät, das mit einem Ventil oder
einer Pumpe in der Transferleitung vom Reaktor assoziiert ist.
-
Jedes
gewünschte
Mittel zum Steuern der Temperatur innerhalb des Reaktors kann eingesetzt
werden. Es ist bevorzugt, dass die Temperatur gesteuert wird durch
Zirkulation einer Kühlflüssigkeit,
beispielsweise eines Öls
und zwar durch innere Kühlschlangen
in Reaktoren, die so ausgerüstet
sind. Im Allgemeinen dient der Eintritt von relativ kühlen Reaktanten
dazu, den größten Anteil
der Hitze, die bei der Polymerisation frei gesetzt wird, zu entfernen
und die inneren Kühlschlagen
dienen dazu, den Rest zu entfernen, um die Temperatur der Reaktionsmischung
so auf einen vorher bestimmten Wert zu erhalten. Folglich wird ein
Polymer hergestellt, welches den gewünschten Grad der Alkanol-Inkorporation
und der Molekulargewichts-Verteilung aufweist.
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Nach
der Reaktion wird die resultierende Mischung typischerweise einem
Abtrennen und einer Produktrückgewinnung
unterzogen. Nicht-ungesättigtes
Monomer und Alkanol wird vorzugsweise für die Reaktionszone oder die
Monomer-Befüllung
recycled. Während
des Abtrenn-Schrittes werden volatile Komponenten wie z. B. Lösungsmittel
und andere Nebenprodukte abgedampft und – wo geeignet – recycled.
Für diesen Schritt
ist eine konventionelle Ausrüstung
frei verfügbar,
wie z. B. ein Dünnfilmabdampf-Apparat,
ein „Falling Strand"-Abdampf-Apparat oder jegliche geeignete
Abscheidungsausrüstung.
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Eine
nicht limitierende Methode des Durchführens des vorliegenden Verfahrens
entsprechend der vorliegenden Erfindung wird in dem Verweis auf
die 1 beschrieben. 1 ist
ein schematisches Diagramm eines Abschnitts einer beispielhaft gezeigten
Polymer-Verfahrenslinie 1 unter Verwendung eines CSTR.
Eine frische Monomer-Befüllung 2 liefert
das Monomer oder die Monomere der vorliegenden Erfindung in den
CSTR 4 mit dem Rührer 6.
Der CSTR 4 liefert die geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen
zum Erhalten des gewünschten
Typs der Polymere. Das Polymer-Produkt der Reaktion wird dann von
dem CSTR 4 zu dem Abscheider 16 zum Abscheiden
geführt.
Das Polymer-Produkt wird auf dem Wege einer Leitung 15 zur
weiteren Verarbeitung umgefüllt
oder als ein Endprodukt, je nach Bedarf. Das kondensierte Destillat
wird auf dem Wege der Leitungen 14 und 10 umgefüllt, um
die Befüllung 8 zurück in den
CSTR 4 zu recyclen und/oder auf dem Weg der Spülung 12 gespült, je nach
Bedarf. Vorzugsweise wird eine separate Befüllung 18 von geschmolzenem
Alkanol in der CSTR 4 geliefert. In dieser bevorzugten
Ausführungsform
heizt ein separater Behälter 20 das
Alkanol in einen geschmolzenen Zustand vorab auf. Zwischen dem Kondenser 22 und
dem Abscheider 16 ist optional eine partielle Kondensator-Einheit 24,
welche eine Erhitzungseinheit sein kann. Der Kondenser 24 trennt
die höher
kochenden Fraktionen des Destillatsstromes aus und recycled sie
optional zu dem CSTR 4, wobei ein Abschnitt davon über den
Weg 25 gespült
werden kann. Optional kann das Kondensat 22 zum CSTR 4 zurückgeführt werden
oder über
den Weg 12 von dem Reaktorsystem. Optional kann der Kondensor 24 durch
einen Apparat oder ein System ersetzt werden wie z. B., jedoch nicht
limitiert auf Membran-Abrennsysteme, Destillation bzw. Zentrifugation.
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Obwohl
der CSTR 4 als ein CSTR dargestellt ist, schließt der Reaktor 4 auch
Reaktoren ein, die in der Lage sind für kontinuierliche, Halb-Chargen-
und Chargen-Prozesse eingesetzt zu werden, obwohl Reaktoren die
geeignet sind für
die kontinuierlichen Polymerisationen, stark bevorzugt sind. Folglich
kann der Reaktor 4 auch ein Röhren-Reaktor sein, ein Loop-Reaktor, ein Extruder
oder irgendein Reaktor, der geeignet ist für die kontinuierliche Verarbeitung.
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Wie
in 2 bzw. 3 dargestellt, erzeugt das
kontinuierliche Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren modifizierte
Polymere, welche in Verfahren eingesetzt werden können wie
z. B. beim Herstellen von hoch-festen, wasser-basierten Zusammensetzungen.
Wie in den 2 und 3 dokumentiert,
weisen die Polymer-Produkte, die auch als „Harze" bezeichnet werden, die durch den Masse-Polymerisations- und
Veresterungs-Prozess hergestellt werden, eine signifikant geringere
Viskosität
auf im Vergleich zu konventionellen Harzen mit dem gleichen Prozentzahlen
an Feststoffen in der wässrigen
Ausgangslösung.
Die Viskositäten
von verschiedenen Harzen wurden verglichen unter Verwendung der „Harz-Schnitte", welche als eine wässrige Lösung oder
Dispersion eines Harzes in einem alkalischen, wässrigen Medium definiert sind.
Die Prägeration
von Harz-Schnitten wird in den folgenden Beispielen beschrieben.
Die einzigartigen niedrigen Viskositäts-Eigenschaften der erzeugten
Polymere, die durch das kontinuierliche Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren
hergestellt werden, und der hohe Grad der Alkanol-Inkorporation
in das Polymer-Produkt erlauben die Produktion von einzigartigen
Zusammensetzungen mit verbesserten Charakteristika. Beispielsweise
ermöglichen
die niedrigen Viskositäten
der wässrigen
Harz-Schnitte des Polymer-Produktes die Herstellung von Zusammensetzungen
mit höheren
Mengen des Polymer-Produktes im Vergleich zu konventionellen Polymeren,
da die erhöhte
Viskosität,
die mit der Zuname des Feststoffgehaltes assoziiert ist, im Vergleich
niedriger ist, wenn das Polymer-Produkt der vorliegenden Erfindung
eingesetzt wird.
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4 illustriert
die unerwartet hohen Raten, die in der Konversion eines Alkanols
in einem Ester erhalten werden unter Verwendungen des kontinuierlichen
Verfahrens der vorliegenden Erfindung unter Einsatz von 1-Tetradecanol
und 1-Docosanol als Alkanole. Das veresterte Polymer zeigt auch
die geringe Lösungsviskosität in einem
wässrigen
Medium, das durch das Polymer-Produkt der Erfindung gezeigt wird.
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Das
konventionelle Harz 7 wurde hergestellt unter Verwendung von ungefähr 33,6%
Acrylsäure;
23% Styren; 27,1% α-Methylstyren;
7,5% Xylen; 0,2% di-t-Butylperoxid und 8,7% Diethylenglykol-Monoethylether in
einem Reaktor bei 216°C.
Das konventionelle Harz 8 wurde hergestellt unter Verwendung von
ungefähr 33,6%
Acrylsäure;
24,4% Styren; 28,7 % α-Methylstyren;
7,5% Xylen; 0,2% di-t-Butylperoxid und 5,7% Diethylenglykol-Monoethylether in
einem Reaktor bei 216°C.
Das konventionelle Harz 1 wurde hergestellt unter Verwendung von
ungefähr
28,2% Acrylsäure;
27,4% Styren; 30,5% α-Methylstyren;
7,5% Xylen; 0,2% di-t-Butylperoxid und 13,8% Diethylenglykol-Monoethylether
in einem Reaktor bei 228°C.
Das beispielhafte Harz 13 wurde hergestellt unter Verwendung von
ungefähr
33,6% Acrylsäure;
20,6% Styren; 24,3 α-Methylstyren;
7,5% Xylen; 0,2% di-t-Butylperoxid
und 13,8% 1-Tetradecanol in einem Reaktor bei 216°C. Das beispielhafte
Harz 14 wurde hergestellt unter Verwendung von ungefähr 33,6%
Acrylsäure;
20,6% Styren; 24,3 α-Methylstyren; 7,5%
Xylen; 0,2% di-t-Butylperoxid und 13,8% 1-Tetradecanol in einem
Reaktor bei 217°C.
Das beispielhafte Harz 8 wurde hergestellt unter Verwendung von
ungefähr
33,6% Acrylsäure;
14,3% Styren; 16,8 α-Methylstyren;
7,5% Xylen; 0,2% di-t-Butylperoxid
und 27,7% 1-Tetradecanol in einem Reaktor bei 216°C. Das kontunierliche
Masse-Veresterungs- und Polymerisations-Verfahren der vorliegenden
Erfindung erzeugte unerwartet hohe Inkorporation des Alkanols im
Vergleich zu konventionellen Systemen hinsichtlich der relativen
Gewichts-Prozent-Konversion von Acrylsäure-Monomer zu Acrylat in der
Polymer-Zusammensetzung.
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Die
Anzahl der Kohlenstoffatome in dem Alkanol beeinflusst die Viskosität der wässrigen
Harz-Schnitte, die aus den Polymer-Produkten hergestellt wurden,
welche das Alkanol enthielten, wie in 5 und 6 gezeigt
wird. Der Grad, in welchem das Alkanol in ein Polymer per Veresterung
mit der Karbonsäure-Funktionalität eingebracht
wird, hängt
auch von der Anzahl der Kohenstoffatome in dem Alkanol ab und der
Mischung von Monomeren, wie in 7 illustriert,
die den Prozentsatz der Alkanol-Inkorporation zeigt, der unter ähnlichen
Reaktionsbedingungen auftritt.
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Wie
erwähnt
erzeugt das kontinuierliche Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren
ein Polymer-Produkt mit einem höheren
Prozentsatz an eingebrachtem Alkanol in das Polymer als einen Ester
des polymerisierten ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp. Vorzugsweise bringt das Polymer-Produkt
des kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
zumindest 80% des Alkanols als einen Ester des ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp ein, wenn der Alkanol in der Reaktionszone
in einer durchschnittlichen Menge von zumindest bis zu 25 Mol-Prozent der gesamten Molmenge
des ungesättigten
Monomers vom Ethylentyp vorliegt. Mehr bevorzugt bringt das Polymer-Produkt des
kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens zumindest
85% des Alkanols als einen Ester des ungesättigten, säure-funktionellen Monomers
vom Ethylentyp ein, wenn das Alkanol in der Reaktionszone vorliegt
in einer durchschnittlichen Menge von zumindest bis zu 20 Mol-Prozent
der gesamten Molmenge des ungesättigten
Monomers vom Ethylentyp. Am meisten bevorzugt bringt das Polymer-Produkt des
kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens zumindest
90% des Alkanols in Form eines Esters des ungesättigten, säure-funktionellen Monomers vom Ethylentyp
ein, wenn der Alkanol in der Reaktionszone in einer durchschnittlichen
Menge von bis zu 15 Mol-Prozent der gesamten Molmenge des ungesättigten
Monomers vom Ethylentyp vorliegt.
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Das
Polymer-Produkt der Polymerisations- und Veresterungs-Reaktion weist
generell eine Säurezahl auf,
die von ungefähr
10 bis ungefähr
740 reicht, weist jedoch vorzugsweise eine Säurezahl auf von ungefähr 35 bis
ungefähr
400. Noch mehr bevorzugt weist das Polymer-Produkt eine Säurezahl auf, die von ungefähr 65 bis
ungefähr
300 reicht. Im Allgemeinen weist das Polymer-Produkt ein zahlenmäßig gemitteltes
Molekulargewicht auf, das von 600 bis 20.000 Dalton reicht.
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Bevorzugte
Polymer-Produkte bestehen essenziell, aus ungefähr 3 bis 97%, vorzugsweise
10 bis 95%, und allen Kombinationen und Unterkombinationen, die
dann enthalten sind, bezogen auf das Gewicht von zumindest einem
ungesättigten,
säure-funktionellen
Monomer vom Ethylentyp, das eingebracht wurde, von ungefähr 3 bis
ungefähr
97%, vorzugsweise 5 bis 90%, wobei alle Kombinationen und Unterkombinationen dabei
darin eingeschlossen sind, bezogen auf das Gewicht von zumindest
einem Ester des eingebrachten, ungesättigten, säure-funktionellen Monomers
vom Ethylentyp mit einer OR-Gruppe, wobei die R-Gruppe linear oder eine verzweigtkettige
Alkyl-Gruppe mit mehr als 11 Kohlenstoffatomen ist; ungefähr 0 bis
ungefähr
85 Gewichts-Prozent oder bis zu 85 Gewichts-Prozent von zumindest
einem eingebrachten aromatischen, ungesättigten Monomer von Ethylentyp;
und ungefähr
0 bis 85 Gewichts-Prozent oder bis zu 85 Gewichts-Prozent von zumindest
einem eingebrachten nicht aromatischen, ungesättigten Vinyl-Monomer vom Ethylentyp.
In mehr bevorzugten Polymer-Produkten weist die R-Gruppe des Esters
des eingebrachten säure-funktionellen Monomer
bis 12 bis 50, 12, bis 36, 12 bis 22, 16 bis 18 Kohlenstoffatome
auf oder Mischungen von 16 bis 18 Kohlenstoffatomen. Andere bevorzugte
Polymer-Produkte enthalten zumindest ein eingebrachtes aromatisches, ungesättigtes
Monomer vom Ethylentyp oder ein nicht aromatisches, ungesättigtes
Vinyl-Monomer vom Ethylentyp und andere bevorzugte Polymer-Produkte
schließen
zumindest zwei aromatische, ungesättigte Monomere vom Ethylentyp
ein. Zusätzlich
werden bevorzugte Polymer-Produkte zumindest zwei unterschiedliche
R-Alkyl-Gruppen
umfassen.
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Wie
erwähnt
zeigen wässrige
Harz-Schnitte der bevorzugten Polymer-Produkte des kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahrens niedrigere Viskositäten in wässriger, basischer Lösung. Beispielsweise
zeigen wässrige
Harz-Schnitte von bevorzugten Polymer-Produkten eine Lösungs-Viskosität, die geringer
ist als ungefähr
50% der Lösungs-Viskosität der äquivalenten,
nicht modifizierten Polymer-Produkte.
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Die
Polymer-Produkte der Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
können
in einer Vielzahl von Verfahren eingesetzt werden, um Zusammensetzungen
zu erzeugen, welche exzellente Leistungs-Eigenschaften aufweisen.
Beispielsweise zeigen wasser-basierte
Zusammensetzungen, die unter Verwendung des Polymer-Produktes erzeugt
worden sind, eine höhere
gesamte Feststoffkonzentration auf, eine höhere Trockenfilm-Dicke und
einen besseren Glanz als vergleichbare Formulierungen, die nicht
das Polymer-Produkt der vorliegenden Erfindung verwenden.
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Verschiedene
Typen von Wasser-basierten Zusammensetzungen können das veresterte Polymer-Produkt
einsetzen. Die Herstellung einer Vielzahl von Zusammensetzungen
wird im größeren Detail
im Abschnitt Beispiele unten beschrieben. Beispielhafte wasser-basierte
Zusammensetzungen schließen
Aufdrucklacke, Tinten, Überzüge, Kleber,
Bodenpolituren, Anstriche, Abdeckungsüberzüge, Grundierungen, Rohrüberzüge, Wachsdispersionen,
bidispersionen, Wachs-Emulsionen, Öl-Emulsionen, funktionelle
Papierüberzüge, Folienüberzüge, Papier-Verleimungs-Agenzien
sowie Pigmentdispersionen ein. Diese wasser- basierten Zusammensetzungen umfassen
im Bereich von 0,1 bis ungefähr
100 Gewichts-Prozent
basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, wobei Wasser
nicht berücksichtigt
wird, des Polymer-Produktes des Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Prozesses. Die wasser-basierte
Zusammensetzung enthält
auch bis zu ungefähr
99,9%, vorzugsweise von ungefähr
10 bis 99% bezogen auf das Gewicht basierend auf dem Gesamtgewicht
der Zusammensetzung, wobei Wasser nicht berücksichtigt wird, eines Hilfsstoffes
wie z. B., jedoch nicht limitiert auf ein Emulsions-Polymer, ein
sich vereinigendes Lösungsmittel,
einen Weichmacher, einen Quervernetzungs-Agenz, einen Entschäumer, ein
Pigment, einen Klebrigmacher, ein konventionelles Tensid, eine Stärke, ein
Wachs, eine Gleithilfe, ein Benetzungs-Agenz, ein Oberflächen-Modifizierungs-Agenz,
einen innerten Füllstoff,
ein innertes Streckungsmittel sowie Mischungen von diesen zusätzlich zu
anderen Formulierungshilfen, die den Fachleuten auf dem Gebiet wohlbekannt
sind. Vorzugsweise sind die Emulsions-Polymere frei von jeglichen
zusätzlichen
Quervernetzungs-Agenzien.
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Andere
Prozesse, welche das Polymer-Produkts des kontinuierlichen Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahrens einsetzen, schließen einen Prozess zum Erhöhen der
gesamten Feststoff-Konzentration eines wässrigen Überzuges ein, welcher das Zufügen des
Polymer-Produktes zu einem wässrigen Überzug einschließt; sowie
Prozesse, welche das Viskositäts-Profil
verstärken
oder die Gesamt-Feststoff-Konzentration einer wässrigen Pigmentdispersion erhöhen, wobei
das Verfahren das Hinzufügen
des Polymer-Produkts zu einer wässrigen
Pigmentdispersion umfasst.
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Das
Polymer-Produkt, einschließend
dasjenige, das durch Polymerisations- und Veresterungs-Verfahren
hergestellt wurde, ist auch von Vorteil beim Einsatz in Prozessen
zum Erzeugen von stabilen Emulsionen von Polyolefin-Harzen. Es wurde überraschenderweise
und unerwartet entdeckt, dass beim Herstellen einer öligen oder
einer Wachs-Emulsion die Zugabe des Polymer-Produkts entsprechend
der vorliegenden Erfindung zu der Emulsion die Ausbildung der Emulsion
verstärkt
wird und des Weiteren die Stabilität der resultierenden Emulsion
erhöhen
wird, d. h. die Auftrennung der Emulsion wird vermindert im Vergleich
zu Emulsionen, die identisch sind, außer dass sie das Polymer-Produkt
nicht aufweisen und stattdessen nur konventionelle Harze umfassen.
Ein beispielhafter Prozess zum Herstellen einer stabilen Emulsion
aus einem Polyolefin-Harz schließt die Schritte des Mischens
des Polyolefin-Harzes, des Polymer-Produktes sowie optional eines
konventionellen Tensides ein, vorzugsweise unter Erhitzen in hinreichender
Art und Weise, so dass die Komponenten schmelzen, um eine geschmolzene
Mischung zu erhalten; Zugeben einer Base zur geschmolzenen Mischung
oder alternativ Hinzufügen
der geschmolzenen Mischung zu der Base; und anschließend Zufügen der
geschmolzenen Mischung zu Wasser oder alternativ Zufügen von
Wasser zu der geschmolzenen Mischung.
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Ein
alternativer Prozess zum Herstellen einer Emulsion aus einem Polyolefin-Harz
schließt
das Mischen des Polyolefin-Harzes, des Polymer-Produkts, der Base
und optional eines konventionellen Tensides ein, vorzugsweise unter
Erhitzen in hinreichender Art und Weise, um die Komponenten zu schmelzen
und so eine geschmolzene Mischung zu erhalten; sowie das Hinzufügen der
geschmolzenen Mischung zu Wasser oder Hinzugeben von Wasser zu der
geschmolzenen Mischung.
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In
bevorzugten Prozessen wird die Base zur geschmolzenen Mischung hinzugegeben
und anschließend,
nach Warten über
einen effektiven Zeitraum von ungefähr 5 Minuten wird Wasser zur
resultierenden Mischung hinzugegeben. Im Allgemeinen wird der effektive
Zeitraum empirisch bestimmt, basierend auf den speziellen Materialien,
die eingesetzt werden. Die Base wird in die geschmolzene Mischung
während
des effektiven Zeitraumes eingebracht. Das eingesetzte Polymer-Produkt
in den Verfahren zum Herstellen einer Emulsion aus einem Polyolefin-Harz
weist vorzugsweise eine Säurezahl,
die von 20 bis 740 reicht.
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Das
Polyolefin-Harz, das in den erfindungsgemäßen Verfahren und Zusammensetzungen
eingesetzt wird weist vorzugsweise ein zahlenmäßig gemitteltes Molekulargewicht
von ungefähr
500 bis ungefähr
20.000 Dalton auf, eine Säurezahl
von 0 bis ungefähr
150 sowie einen Schmelzpunkt von ungefähr 40°C bis ungefähr 250°C. Das Polyolefin-Harz kann
ein kristallines Polyolefin-Harz sein, ein modifiziertes Polyolefin-Harz,
ein natürliches
Wachs, ein synthetisches Wachs oder Mischungen aus diesen Materialien
darstellen. Beispiele für Polyolefin-Harz-Material
schließen
Paraffin, Bienen-Wachs, Camauba, oxidiertes Polyethylen, oxidiertes
Polypropylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere,
Gemüse-Wachse,
Wachse erhalten aus Tieren, synthetische Wachse, Mineral-Wachse,
Candelilla-Wachs, Fischer-Tropsch-Wachs, Microcrystallines Wachs, Lanolin, Baumwollsamenöl-Wachs,
Stearin-Wachs, Japan-Wachs,
Bachsmyrten-Wachs (Bayberry wax) Myrtle-Wachs, Macis-Wachs, Palmkern-Wachs, Spermaceti-Wachs,
chinesisches Insekten-Wachs, Hammeltalg-Wachs, Polyethylen-Wachs,
Polypropylen-Wachs, Copolymere aus Ethylen und Acrylsäure als
Wachse, ein Wachs, erhalten durch die Hydrierung von Kokosnussöl, ein Wachs,
erhalten durch Hydrierung von Sojabohnenöl, Ozokerti-Wachs, ein Montan-Wachs,
ein Lignit-Wachs, ein Cerisin- Wachs,
ein Utah-Wachs, ein Torf-Wachs, ein Tannen-Wachs, ein Ouricury-Wachs,
ein Reisöl-Wachs,
ein Rohrzucker-Wachs, ein Ucuhuba-Wachs, ein Kakaobutter-Wachs,
ein Schellack-Wachs, ein Woll-Wachs, ein chloriertes Wachs, ein
Duroxon-Wachs, ein synthetisches Bienen-Wachs, ein modifiziertes
Spermaceti-Wachs, ein modifiziertes Lanolin-Wachs, ein Oxazolin-Wachs,
und ein metallisches Seifen-Wachs ein.
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Ein
Wachsdispersion kann hergestellt werden mit dem Polymer-Produkt
des Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens. Der Wachsdispersions-Herstellungs-Prozess
schließt
das Vermischen eines Wachses mit wässrigen Lösung des Polymer-Produktes
ein. Ein konventionelles Tensid wird optional hinzugefügt zu den anderen
Komponenten in dem Prozess, jedoch ist die Zugabe eines konventionellen
Tensids nicht notwendig. Vorzugsweise liegt das Wachs in der Form
eines Wachspulvers vor.
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Das
Wachspulver, das in diesem Verfahren eingesetzt wird, schließt ein Pulver
aus Paraffin oder Bienen-Wachs, ein Carnauba-Wachs, oxidiertes Polyethylen-Wachs,
oxidiertes Polypropylen-Wachs, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, pflanzliche
Wachse, Wachse abgeleitet aus Tieren, synthetische Wachse, Mineral-Wachse,
Candelilla-Wachs, Fischer-Tropsch-Wachs, Microcrystallines Wachs, Lanolin,
Baumwollsamenöl-Wachs,
Stearin-Wachs, Japan-Wachs,
Bachsmyrten-Wachs (Bayberry wax) Myrtle-Wachs, Macis-Wachs, Palmkern-Wachs, Spermaceti-Wachs,
chinesisches Insekten-Wachs, Hammeltalg-Wachs, Polyethylen-Wachs,
Polypropylen-Wachs, Copolymere aus Ethylen und Acrylsäure als
Wachse, ein Wachs, erhalten durch die Hydrogenierung von Kokosnussöl, ein Wachs,
erhalten durch Hydrogenierung von Sojabohnenöl, Ozokerti-Wachs, ein Montan-Wachs,
ein Lignit-Wachs, ein Cerisin-Wachs, ein Utah-Wachs, ein Torf-Wachs, ein
Tannen-Wachs, ein Ouricury-Wachs,
ein Reisöl-Wachs,
ein Rohrzucker-Wachs, ein Ucuhuba-Wachs, ein Kakaobutter-Wachs, ein Schellack-Wachs,
ein Woll-Wachs, ein chloriertes Wachs, ein Duroxon-Wachs, ein synthetisches
Bienen-Wachs, ein modifiziertes Spermaceti-Wachs, ein modifiziertes
Lanolin-Wachs, ein Oxazolin-Wachs, metallisches Seifen-Wachs sowie
Kombinationen und Derivate von diesen ein.
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Eine
stabile Öl-Emulsion,
welche das Polymer-Produkt des kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und
Veresterungs-Verfahrens enthält,
kann hergestellt werden durch Erhitzen des Öls, des Polymer-Produkts sowie
optional eines konventionellen Tensids auf eine Temperatur, welche
hinreichend ist, um die Komponenten zu schmelzen. Eine Base und
anschließend
Wasser werden dann zu der erhitzten Mischung hinzugegeben oder alternativ
für die
erhitzte Mischung zur Base und anschließend zu dem Wasser hinzugegeben.
Alternativ können
das Polymer-Produkt, die Base und optional das konventionelle Tensid
auf eine Temperatur erhitzt werden, welche hinreichend ist um die
Komponenten zu schmelzen. Die geschmolzenen Komponenten können dann
zu Wasser hinzugegeben oder alternativ kann Wasser zu den geschmolzenen
Komponenten hinzugegeben werden.
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Ein Öl oder Wachs
kann stabilisiert werden in einem wässrigen Medium durch Bereitstellen
einer Harz-Schmelze als Polymer-Produkte des kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Verfahrens
in einem Reaktor bei oder oberhalb von Atmosphärendruck; Beladen des Reaktor
mit einer Base und Wasser; Dispergieren eines Wachses oder eines Öls in die
Harzschmelze und Befüllen
von weiterem Wasser in den Reaktor. Der Prozess zum Stabilisieren
eines Öls
oder eines Wachses in einem wässrigen
Medium kann hergestellt werden durch Erhitzen der Harzschmelze mit
der Base vor oder nach dem Dispergieren des Wachses oder des Öls in der
Mischung.
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Eine
Base wird in verschiedenen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
hinzugefügt
und liegt in den resultierenden Zusammensetzungen vor. Obwohl verschiedene
Basen den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind und im Zusammenhang
mit den verschiedenen Verfahren eingesetzt werden oder in den verschiedenen
Zusammensetzungen enthalten sein können, schließen bevorzugte
Basen der vorliegenden Erfindung Ammoniak, Diethyl-aminoethanol,
Morpholin, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Mischungen von diesen
ein.
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In ähnlicher
Art und Weise wird ein konventionelles Tensid optional in verschiedenen
Verfahren hinzugegeben und liegt in den verschiedenen Zusammensetzungen
vor. Obwohl variierende Mengen an Tensiden den Fachleuten auf dem
Gebiet bekannt sind und im Zusammenhang mit den verschiedenen Prozessen
und Zusammensetzungen eingesetzt werden können, sind die bevorzugten
konventionellen Tenside anionische oder nicht ionische Tenside,
welche vorzugsweise vorliegen oder verwendet werden in einer Menge
bis zu ungefähr
10% basierend auf dem Gesamtgewicht der Feststoffe in den Wasser-basierten
Zusammensetzungen.
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Es
wird eingesehen werden, dass alle Prozesse für Wachs- und Öl-Emulsionen
oder Dispersionen durchgeführt
werden können
bei oder oberhalb von Atmosphärendruck
und, dass die Temperatur der Prozesse variiert werden kann entsprechend
er speziellen Materialien, die in den Zusammensetzungen vorliegen.
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Tenside
sind oberflächenaktive
Wirksubstanzen, die, wenn sie in einem Lösungsmittel wie z. B. Wasser
aufgelöst
werden, in erster Linie an der Wasser/Luft-Grenzfläche an der
Oberfläche
der Lösung
adsorbieren. Dies führt
zu einer Reduktion in der Oberflächenenergie
oder der Oberflächenspannung
der Oberfläche der
Lösung.
Die Tendenz von Tensid-Molekülen, die
Oberflächenspannung
zu vermindern, rührt
von dem Versuch her, die entgegengesetzten Affinitäten von
hydrophoben und hydrophylen Abschnitten des Moleküls auszugleichen.
Es ist diese spezielle Verhaltensweise der Tenside, die die Basis
für Aktivität als Detergenzien,
Benetzungs-Agenzien sowie Emulgatoren liefert. Es existiert eine
sorgsame Balance zwischen den hydrophoben und hydrophylen Gruppen,
um hoch effiziente Tenside zu erhalten. Obwohl es verschiedene Klassen
von einfachen nicht polymeren Tensiden gibt, die sehr effektiv bei
der Verminderung der Oberflächenspannung
von Flüssigkeiten
sind, ist es sehr schwierig, polymere Tenside zu konzipieren, aufgrund
ihrer strukturellen Komplexität.
Die meisten Tensid-Lösungen
zeigen eine graduelle Reduktion in der Oberflächenspannung bei Zunahme in
der Temperatur. In den meisten Fällen
resultiert diese Temperaturinduzierte Reduktion in der Oberflächenspannung
hauptsächlich
von der Verringerung der Oberflächenspannung
von Wasser, die auftritt, wenn die Temperatur zunimmt. Ein polymeres
Tensid, welches abrupte Veränderungen
in der Oberflächenspannung zeigt,
mit der Veränderung
der Temperatur einer Lösung,
die das Tensid enthält,
ist in hohem Maße
bedeutsam für
industrielle Anwendungen. Beispielsweise kann diese Eigenschaft
verwendet werden, um das Benetzen bzw. das Entnetzen in Verhaltensweisen
von Produkten zu steuern, beispielsweise in Fußbodenpolituren und Tinten,
dadurch, dass die Temperatur um einige wenige Grad verändert wird.
Solche Systeme zeigen Oberflächenspannungen,
die niedrig genug sind, um Substrate von geringer Oberflächenspannung
zu benetzen bei erhöhten
Temperaturen, jedoch eine genügend
hohe Oberflächenenergie,
wenn sie abgekühlt
werden, um einen zweiten Überzug
zu empfangen. Solche Eigenschaften sind höchst bedeutsam in
Überzügen und
Druckanwendungen, speziell diejenigen, welche multiple Überzüge einschließen.
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Es
wurde entdeckt, dass bestimmte Polymere erhalten werden können, die
exzellente Tensid-Eigenschaften aufweisen. Die Polymer-Produkte
der vorliegenden Erfindung wurden bewertet in Form von neutralen wässrigen
Lösungen
und es zeigte sich, dass sie exzellente Tensid-Eigenschaften aufweisen.
Die bevorzugten neutralisierenden Agenzien schließen Basen
ein, die im Stand der Technik, wie zuvor beschrieben, wohl bekannt
sind. Beispielsweise zeigen die Tenside eine abrupte Veränderung
in der Oberflächenspannung,
die stark über
einen kleinen Temperaturbereich variiert. Es ist wichtig, dass die
Oberflächenspannungs-Veränderung
bei milden Temperaturen gezeigt wird, die von 20 bis 70°C reichen,
was ermöglicht,
das die Polymer-Produkte bedeutsam sind zum Drucken oder Überziehen
von Substraten mit geringer Oberflächenspannung, wie z. B. Polyethylenfilm,
Plastik im Allgemeinen und Folien.
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Die
Polymer-Tenside schließen
zumindest ein ungesättigte
säure-funktionelle
Monomer vom Ethylentyp ein, welches radikalisch in das Polymer-Tensid
eingebracht wurde. Sie schließen
auch zumindest einen Ester eines eingebrachten ungesättigten
säure-funktionellen
Monomers vom Ethylentyp ein, welcher eine R-Alkyl-Gruppe aufweist
mit den gleichen Eigenschaften wie das Alkanol, das im Verfahren
der Erfindung eingesetzt wurde. Folglich ist die R-Gruppe eine lineare
oder verzweigtkettige Alkyl-Gruppe mit mehr als 11 Kohlenstoffatomen.
Die R-Gruppe des Polymer-Tensides weist vorzugsweise von 12 bis
50, mehr bevorzugt 12 bis 36 und noch mehr bevorzugt von 12 bis
22 Kohlenstoffatome auf. Am meisten bevorzugt weist die R-Gruppe 14
Kohlenstoffatome auf.
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Bevorzugte
Polymertenside schließen
auch zumindest ein aromatisches Vinyl-Monomer ein, vorzugsweise
Styren oder α-Methylstyren,
eingebracht in das Polymertensid. Andere bevorzugte Monomere schließen nicht
aromatische Vinyl-Monomere ein, einschließend, jedoch nicht limitiert
auf Acrylate, entweder allein oder in Kombination mit aromatischen
Vinyl-Monomeren.
In bevorzugteren Polymer-Tensiden ist das ungesättigte säure-funktionelle Monomer vom
Ethylentyp Acrylsäure
und in den am meisten bevorzugten Polymer-Tensiden werden sowohl
Styren als auch α-Methylstyren
in das Polymer-Tensid eingebracht.
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Die
kritische molare Mizellen-Konzentration des Polymer-Tensides ist
vorzugsweise weniger als 1,0 × 102 Mol/Liter, ist mehr bevorzugt weniger als
8,2 × 10–3 Mol/Liter
und ist am meisten bevorzugt weniger als 1,0 × 10–3 Mol/Liter.
In mehr bevorzugten Tensiden ist die Oberflächenfläche pro Tensidmolekühl weniger
als 36–2 und
mehr bevorzugt weniger als 20–2. Andere bevorzugte
Polymer-Tenside schließen
diejenigen ein, in welchem 2% (w/w) an neutralisierten wässrigen
Lösungen
des Tensides eine Oberflächenspannung
aufweisen von weniger als 45 mN/M bei 30°C. Diese bevorzugten Tensid-Lösungen werden
auch einer Abnahme in der Oberflächenspannung
unterzogen von zumindest ungefähr
5 mN/m, wenn sich die Temperatur von 30°C auf 50°C erhöht. Andere bevorzugte 2-%ige
neutralisierte wässrige
Tensid-Lösungen
werden auch einer Abnahme in der Oberflächenspannung unterzogen von
zumindest ungefähr
10 mN/m, wenn sich die Temperatur von 30°C auf 50°C erhöht.
-
Die 8 bis 11 demonstrieren
die merklichen oberflächenmäßigen Eigenschaften
der beispielhaften Harze entsprechend der vorliegenden Erfindung. 8 illustriert
die signifikant niedrigeren Oberflächenspannungen der beispielhaften
Harze 39 und 40, welche die Tetradecylgruppe enthalten im Vergleich
zum konventionellen Harz 6 und FC 120, einem Fluorotensid mit exzellenten
Tensid-Eigenschaften, und zwar als eine Funktion der Konzentration.
Auf der anderen Seite demonstriert die 9 die
Oberflächenspannung
als eine Funktion der Temperatur für 2%ige wässrige Lösungen der beispielhaften Harze
2, 3 und 43; der konventionellen Harze 4 bis 6 und 16; Wasser sowie
Natriumlaurylsulfat, einem Tensid, das den Fachleuten auf dem Gebiet
wohl bekannt ist. Die beispielhaften Harze 2 und 43 enthalten jeweils
die Hexadecylgruppe wohingegen das beispielhafte Harz 3 eine Docosylgruppe
enthält.
Wie in 9 illustriert nehmen die Oberflächenspannungen
von jedem der beispielhaften Harze 2, 3 und 43 merklich ab, wenn
die Temperatur von 30°C
auf 50°C
erhöht
wird, wohingegen die Oberflächenspannungen
der konventionellen Harze und von Natriumlaurylsulfat sicher wenig
mit Zunahme in der Temperatur verändern. Die Veränderungen
der Oberflächenspannung
der beispielhaften Harze ist sogar noch dramatischer dargestellt
in 10, welche eine Vergrößerung von 9 ist, die
nicht die Oberflächenspannung
von Wasser zeigt. Da sich die Oberflächenspannung von Wasser mit
Veränderungen
in der Temperatur ändert,
ist dies ein wichtiger Faktor, welcher die Oberflächenspannungen
von wässrigen
Lösungen,
die Tenside enthalten, beeinflusst. Folglich sind der Oberflächendruck
der beispielhaften und konventionellen Harze sowie derjenige von
Natriumlaurylsulfat als Funktion der Temperatur in 11 dargestellt. Der Oberflächendruck ist gleich der Oberflächenspannung
bei Wasser bei einer gegeben Temperatur, abzüglich der Oberflächenspannung
der Tensidlösung
bei der gleichen Temperatur. Folglich ermöglicht die 11, dass verschiedene Materialien verglichen werden
können,
basierend auf ihrer Fähigkeit,
die Oberflächenspannung
abzusenken, ohne die Überlagerung
der Oberflächenspannung
von Wasser. Die positiven Steigungen, beobachtet in dem Oberflächendruck
der beispielhaften Harze, speziell des beispielhaften Harzes 3, demonstrieren,
dass die Oberflächenspannungen
von wässrigen
Lösungen
in den Polymer-Tensiden der vorliegenden Erfindung in einer wesent lich
schnelleren Rate abfallen, als dies für die Oberflächenspannung
von Wasser der Fall ist. Diese Eigenschaft ermöglicht den Polymer-Tensiden
der vorliegenden Erfindung, dass sie in einer großen Vielzahl
von Anwendungen, wie sie oben beschrieben werden, eingesetzt werden
können.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden in dem nachfolgenden
nichteinschränkenden
Beispielen beschrieben werden.
-
Beispiele Herstellung von
beispielhaften und herkömmlichen
Harzen
-
Beispielhafte
Harze, die durch die Erfindung erzeugt worden sind, so wie sie oben
beschrieben wurde, werden unten in verschiedenen Beispielen beschrieben.
Die Materialien und Produkte, die in den Beispielen beschrieben
werden, sind durch eine Vielzahl von Standard-Techniken charakterisiert. Das Molekulargewicht eines
jeden Polymers wurde bestimmt durch Gel-Permeations-Chromatographie("GPC")-Techniken unter
Verwendung von Tetrahydrofuran ("THF") als Eluent- und
Poly(styren)-Standards. Die Poly(styren)-Standards, die eingesetzt
wurden, sind derzeit verfügbar
von Polymer Laborstories Limited (Church Stretton, Great Britain) und
des Weiteren charakterisiert so, dass sie ein zahlenmäßig gemitteltes
Molekulargewicht aufweisen von 2,250,000; 1,030,000; 570,000; 156,000;
66,000; 28,500; 9,200; 3,250; bzw. 1,250. Säurezahlen wurden bestimmt durch
Titration mit einer standardisierten Base und werden definiert als
die Zahl an Milligramm von Kaliumhydroxid, die benötigt wird,
um ein Gramm an Polymer zu neutralisieren. Die Viskosität wurde
gemessen unter Verwendung eines Brookfield Viskometers, verfügbar von
Brookfield Engineering Laborstories (Stoughton, Massachusetts) mit
der geeigneten LV-Spindel bei einer geeigneten Geschwindigkeit.
-
Beispielhaftes Harz 1
-
Das
beispielhafte Harz 1 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Moleku largewicht (M
w)
von ungefähr
1800 Dalton und eine Säurezahl
von 237. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
95,2% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 1
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,20 | 16,70 | 17,7 |
Acrylsäure | 35,50 | 36,60 | 33,7 |
α-Methylstyren | 35,30 | 36,39 | 33,7 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 10,00 | 10,31 | 13,2 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Die normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 2
-
Das
beispielhafte Harz 2 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 800 Dalton und eine Säurezahl
von 155. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
84,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 2
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 19,09 | 19,68 | 23,1 |
Acrylsäure | 21,32 | 21,98 | 20,0 |
α-Methylstyren | 41,59 | 42,88 | 36,6 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 15,00 | 15,46 | 20,3 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 3
-
Das
beispielhafte Harz 3 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
2 100 Dalton und eine Säurezahl
von 233. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
95,1% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 3
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,56 | 16,04 | 17,5 |
Acrylsäure | 34,07 | 35,12 | 30,1 |
α-Methylstyren | 33,87 | 34,92 | 34,8 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 13,50 | 13,92 | 17,6 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 4
-
Das
beispielhafte Harz 4 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
210°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
6 300 Dalton und eine Säurezahl
von 159. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
57,2% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 4
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 32,38 | 32,99 | 35,9 |
Acrylsäure | 21,05 | 21,45 | 20,9 |
α-Methylstyren | 38,10 | 38,82 | 38,6 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 6,62 | 6,74 | 4,6 |
Di-t-butylperoxid | 1,85 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 5
-
Das
beispielhafte Harz 5 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 5 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
216°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
9 100 Dalton und eine Säurezahl
von 221. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
95,5% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 5
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 25,78 | 25,91 | 26,7 |
Acrylsäure | 33,39 | 33,56 | 30,7 |
α-Methylstyren | 30,33 | 30,48 | 29,7 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 10,00 | 10,10 | 12,9 |
Di-t-butylperoxid | 0,50 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 6
-
Das
beispielhafte Harz 6 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 6 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
230°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
6 000 Dalton und eine Säurezahl
von 223. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
93,0% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 6
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 25,78 | 25,91 | 26,8 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Acrylsäure | 33,39 | 33,56 | 31,4 |
α-Methylstyren | 30,33 | 30,48 | 28,6 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 10,00 | 10,10 | 13,2 |
Di-t-butylperoxid | 0,50 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 7
-
Das
beispielhafte Harz 7 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 7 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
244°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
4 300 Dalton und eine Säurezahl
von 223. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
95,5% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 7
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung |
Styren | 25,78 | 25,91 | 26,5 |
Acrylsäure | 33,39 | 33,56 | 31,4 |
α-Methylstyren | 30,33 | 30,48 | 29,1 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 10,00 | 10,10 | 13,0 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Di-t-butylperoxid | 0,50 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 8
-
Das
beispielhafte Harz 8 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 8 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C.
-
Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
13 700 Dalton und eine Säurezahl
von 208. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
99,4% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 8
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 14,27 | 15,46 | 15,4 |
Acrylsäure | 33,57 | 36,36 | 29,0 |
α-Methylstyren | 16,79 | 18,18 | 17,6 |
1-Docosanol-Docoslacrylat | 27,70 | 30,00 | 38,2 |
Xylen | 7,50 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,18 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 9
-
Das
beispielhafte Harz 9 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 9 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 211°C.
-
Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
6 800 Dalton und eine Säurezahl von
223. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
96,3% des 1-Hexadecanols und 97,9% des 1-Octadecanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 9
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,61 | 17,60 | 17,7 |
Acrylsäure | 28,50 | 32,14 | 31,7 |
α-Methylstyren | 34,69 | 39,12 | 36,5 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 2,74 | 3,09 | 3,9 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 7,13 | 8,04 | 10,2 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,32 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 10
-
Das
beispielhafte Harz 10 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 10 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 232°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
7 000 Dalton und eine Säurezahl
von 188. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
93,1% des 1-Tetradecanols und 97,9% des 1-Docosanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 10
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 19,40 | 21,02 | 20,8 |
Acrylsäure | 29,32 | 37,76 | 27,4 |
α-Methylstyren | 22,82 | 24,72 | 23,4 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 8,23 | 8,92 | 11,6 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 12,54 | 13,58 | 16,8 |
Xylen | 7,50 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,19 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 11
-
Das
beispielhafte Harz 11 wurde hergestellt durch das Masse-Polymersations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 11 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
12 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
2 100 Dalton und eine Säurezahl
von 248. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,0% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 11
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,20 | 16,70 | 17,5 |
Acrylsäure | 35,50 | 36,60 | 35,0 |
α-Methylstyren | 35,30 | 36,39 | 34,3 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 10,00 | 10,31 | 13,2 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 12
-
Das
beispielhafte Harz 12 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 12 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 207°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
7 500 Dalton und eine Säurezahl
von 167. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
96,1% des 1-Tetradecanols und 98,9% des 1-Docosanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 12
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Acrylsäure | 22,20 | 24,74 | 22,6 |
Methylmethacrylat | 34,32 | 38,24 | 37,4 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Butylacrylat | 20,60 | 22,95 | 22,5 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 5,06 | 5,64 | 7,2 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 7,57 | 8,43 | 10,3 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,25 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 13
-
Das
beispielhafte Harz 13 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 13 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 215°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (Mw) von
ungefähr
11 480 Dalton und eine Säurezahl
von 226. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
96,9% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind.
-
Tabelle 13
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 20,63 | 22,35 | 22,6 |
Acrylsäure | 33,56 | 36,36 | 31,3 |
α-Methylstyren | 24,26 | 26,29 | 26,0 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 13,84 | 15,00 | 20,1 |
Xylen | 7,50 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,21 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 14
-
Das
beispielhafte Harz 14 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 14 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 214°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
13 000 Dalton und eine Säurezahl
von 236. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
99,4% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 14
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 20,63 | 22,35 | 22,3 |
Acrylsäure | 33,56 | 36,36 | 33,2 |
α-Methylstyren | 24,26 | 26,29 | 26,4 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 13,84 | 15,00 | 18,1 |
Xylen | 7,50 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,21 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 15
-
Das
beispielhafte Harz 15 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 15 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 800 Dalton und eine Säurezahl
von 223. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
95,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 15
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 18,39 | 18,98 | 20,2 |
Acrylsäure | 31,14 | 32,13 | 31,4 |
α-Methylstyren | 40,86 | 42,15 | 38,8 |
1-Decanol-Dezylacrylat | 6,51 | 6,72 | 9,6 |
Di-t-butylperoxid | 3,10 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 16
-
Das
beispielhafte Harz 16 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 16 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
2 000 Dalton und eine Säurezahl
von 219. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 16
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 18,03 | 18,60 | 19,6 |
Acrylsäure | 31,15 | 32,14 | 31,1 |
α-Methylstyren | 40,07 | 41,34 | 38,3 |
1-Dodecanol-Dodecylacrylat | 7,68 | 7,92 | 11,0 |
Di-t-butylperoxid | 3,07 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 17
-
Das
beispielhafte Harz 17 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 17 zusammengefasst.
Die Polymerisations- Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 900 Dalton und eine Säurezahl
von 223. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,9% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 17
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,68 | 18,23 | 19,1 |
Acrylsäure | 31,16 | 32,14 | 30,9 |
α-Methylstyren | 39,29 | 40,52 | 37,7 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 8,83 | 9,11 | 12,3 |
Di-t-butylperoxid | 3,03 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 18
-
Das
beispielhafte Harz 18 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 18 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 900 Dalton und eine Säurezahl
von 221. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
98,0% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 18
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,33 | 17,87 | 18,9 |
Acrylsäure | 31,18 | 32,14 | 31,2 |
α-Methylstyren | 38,50 | 39,69 | 36,2 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 9,99 | 10,30 | 13,7 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 19
-
Das
beispielhafte Harz 19 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 19 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
2 000 Dalton und eine Säurezahl
von 221. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
98,4% des 1-Hexadecanols und 94,2% des 1-Octadecanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 19
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,22 | 17,75 | 18,4 |
Acrylsäure | 31,18 | 32,14 | 31,5 |
α-Methylstyren | 38,27 | 39,45 | 36,5 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 6,99 | 7,21 | 9,4 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 3,34 | 3,44 | 4,2 |
Di-t-butylperoxid | 2,99 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 20
-
Das
beispielhafte Harz 20 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 20 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 900 Dalton und eine Säurezahl
von 220. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
98,7% des 1-Hexadecanols und 97,5% des 1-Octadecanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 20
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,08 | 17,61 | 18,0 |
Acrylsäure | 31,18 | 32,14 | 32,3 |
α-Methylstyren | 37,95 | 39,12 | 35,7 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 3,00 | 3,09 | 4,0 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 7,80 | 8,04 | 10,0 |
Di-t-butylperoxid | 2,98 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 21
-
Das
beispielhafte Harz 21 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 21 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
2 000 Dalton und eine Säurezahl
von 222. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,3% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 21
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,98 | 17,50 | 18,9 |
Acrylsäure | 31,19 | 32,14 | 29,1 |
α-Methylstyren | 37,72 | 38,87 | 36,7 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 11,15 | 11,49 | 15,3 |
Di-t-butylperoxid | 2,97 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 22
-
Das
beispielhafte Harz 21 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
so wie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 21 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
2 100 Dalton und eine Säurezahl
von 211. Tabelle 22
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) a | Normalisierte
Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 15,45 | 15,92 |
Acrylsäure | 29,65 | 30,55 |
α-Methylstyren | 34,34 | 25,39 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 12,80 | 13,19 |
Xylen | 5,00 | - |
Di-t-butylperoxid | 2,76 | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 23
-
Das
beispielhafte Harz 23 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 23 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254
C . Das resultierende Harz
hatte ein Molekulargewicht (M
w) von ungefähr 1 800
Dalton und eine Säurezahl
von 224. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
96,2% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 23
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 18,03 | 18,60 | 19,8 |
Acrylsäure | 31,15 | 32,14 | 31,4 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
α-Methylstyren | 40,07 | 41,34 | 37,9 |
Isododecanol- | 7,68 | 7,92 | |
Isododecylacrylat | | | 11,0 |
Di-t-butylperoxid | 3,07 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 24
-
Das
beispielhafte Harz 24 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 24 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 900 Dalton und eine Säurezahl
von 222. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,8% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 24
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,33 | 17,87 | 18,3 |
Acrylsäure | 31,18 | 32,14 | 35,3 |
α-Methylstyren | 38,50 | 39,69 | 30,2 |
Isohexadecanol-Isohexadecylacrylat | 9,99 | 10,30 | 16,2 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 25
-
Das
beispielhafte Harz 25 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 25 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 900 Dalton und eine Säurezahl
von 222. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
99,3% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 25
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,88 | 17,39 | 18,3 |
Acrylsäure | 31,19 | 32,14 | 31,1 |
α-Methylstyren | 37,50 | 38,64 | 35,3 |
Isoeicosanol
Isoeicosylacrylat | 11,47 | 11,82 | 15,3 |
Di-t-butylperoxid | 2,96 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 26
-
Das
beispielhafte Harz 26 wurde hergestellt durch das Masse-Polymersations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 26 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
2 400 Dalton und eine Säurezahl
von 208. Tabelle 26
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung (%
w/w) a |
Styren | 13,79 | 14,17 |
Acrylsäure | 31,28 | 32,14 |
α-Methylstyren | 30,57 | 31,41 |
Isohexatriacontanol
Isohexatriacosylacrylat | 21,68 | 22,28 |
Di-t-butylperoxid | 2,68 | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 27
-
Das
beispielhafte Harz 26 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 26 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 254°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 100 Dalton und eine Säurezahl
von 235. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
71,2% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 27
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,82 | 18,98 | 19,9 |
Acrylsäure | 28,48 | 32,13 | 31,8 |
α-Methylstyren | 37,37 | 42,16 | 41,1 |
1-Decanol-Dezylacrylat | 5,96 | 6,72 | 7,2 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,46 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 28
-
Das
beispielhafte Harz 28 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 28 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 211°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 200 Dalton und eine Säurezahl
von 229. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
88,1% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 28
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,49 | 18,60 | 19,4 |
Acrylsäure | 28,49 | 32,14 | 31,1 |
α-Methylstyren | 36,64 | 41,34 | 39,4 |
1-Dodecananol-Dodecylacrylat | 7,02 | 7,92 | 10,1 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,36 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 29
-
Das
beispielhafte Harz 29 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 28 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 212°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 400 Dalton und eine Säurezahl
von 227. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
93,3% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 29
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,16 | 18,23 | 18,8 |
Acrylsäure | 28,49 | 32,14 | 30,4 |
α-Methylstyren | 35,92 | 40,52 | 39,0 |
1-Tetradekananol-Tetradecylacrylat | 8,08 | 9,11 | 11,8 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Di-t-butylperoxid | 1,35 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 30
-
Das
beispielhafte Harz 30 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 30 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 212°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 400 Dalton und eine Säurezahl
von 223. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
96,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 30
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,84 | 17,86 | 18,4 |
Acrylsäure | 28,50 | 32,14 | 30,3 |
α-Methylstyren | 35,20 | 39,70 | 37,8 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 9,13 | 10,30 | 13,5 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,34 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 31
-
Das
beispielhafte Harz 31 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 31 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 212°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 500 Dalton und eine Säurezahl
von 224. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
96,4% des 1-Hexadecanols und 96,6% des 1-Octadecanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 31
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,74 | 17,75 | 18,2 |
Acrylsäure | 28,50 | 32,14 | 31,0 |
α-Methylstyren | 34,98 | 39,45 | 37,1 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 6,39 | 7,21 | 9,4 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 3,06 | 3,45 | 4,4 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,33 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 32
-
Das
beispielhafte Harz 32 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 32 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Mi nuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 211°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 800 Dalton und eine Säurezahl
von 223. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
96,3% des 1-Hexadecanols und 97,9% des 1-Octadecanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 32
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,61 | 17,60 | 17,7 |
Acrylsäure | 28,50 | 32,14 | 31,7 |
α-Methylstyren | 34,69 | 39,12 | 36,5 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 2,74 | 3,09 | 3,9 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 7,13 | 8,04 | 10,2 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,32 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 33
-
Das
beispielhafte Harz 33 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 33 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 212°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 700 Dalton und eine Säurezahl
von 224. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,8% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 33
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,51 | 17,49 | 18,0 |
Acrylsäure | 28,50 | 32,14 | 30,1 |
α-Methylstyren | 34,37 | 38,87 | 37,0 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 10,19 | 11,49 | 14,9 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,32 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 34
-
Das
beispielhafte Harz 34 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 34 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 211°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 600 Dalton und eine Säurezahl
von 218. Tabelle 34
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung (%
w/w) a |
Styren | 14,04 | 16,76 |
Acrylsäure | 26,93 | 32,14 |
α-Methylstyren | 31,19 | 37,22 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung (%
w/w) a |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 11,63 | 13,88 |
Xylen | 15,00 | - |
Di-t-butylperoxid | 1,22 | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 35
-
Das
beispielhafte Harz 35 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 35 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 212°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 200 Dalton und eine Säurezahl
von 236. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
77,4% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 35
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,49 | 18,60 | 19,5 |
Acrylsäure | 28,49 | 32,14 | 31,3 |
α-Methylstyren | 36,64 | 41,34 | 40,3 |
1-Isododecanol-Isododecylacrylat | 7,02 | 7,92 | 8,9 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Di-t-butylperoxid | 1,36 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 36
-
Das
beispielhafte Harz 36 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 36 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 211°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 300 Dalton und eine Säurezahl
von 225. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
94,8% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 36
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,84 | 17,86 | 18,5 |
Acrylsäure | 28,50 | 32,14 | 30,4 |
α-Methylstyren | 35,20 | 39,70 | 37,9 |
1-Isohexadecanol-Isohexadecylacrylat | 9,13 | 10,30 | 13,2 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,34 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 37
-
Das
beispielhafte Harz 37 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 37 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 211°C.
-
Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
6 500 Dalton und eine Säurezahl von
225. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,2% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 37
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,42 | 17,39 | 17,9 |
Acrylsäure | 28,50 | 32,14 | 30,3 |
α-Methylstyren | 34,27 | 39,65 | 36,8 |
1-Isoeicosanol-Isoeicosylacrylat | 10,48 | 11,82 | 15,0 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,32 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 38
-
Das
beispielhafte Harz 38 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 38 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 212°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
7 700 Dalton und eine Säurezahl
von 212. Tabelle 38
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung (%
w/w) a |
Styren | 12,58 | 14,17 |
Acrylsäure | 28,54 | 32,14 |
α-Methylstyren | 27,95 | 31,48 |
Isohexatriacontanol-Isohexatriacosylacrylat | 19,73 | 22,22 |
Xylen | 10,00 | - |
Di-t-butylperoxid | 1,19 | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 39
-
Das
beispielhafte Harz 39 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 39 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 215°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
6 600 Dalton und eine Säurezahl
von 149. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
71,3% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 39
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 19,05 | 22,56 | 25,9 |
Acrylsäure | 15,62 | 18,49 | 19,9 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
α-Methylstyren | 42,32 | 50,11 | 42,7 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 7,47 | 8,84 | 11,5 |
Xylen | 15,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,54 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 40
-
Das
beispielhafte Harz 40 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 40 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 215°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
3 800 Dalton und eine Säurezahl
von 150. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
66,7% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 40
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 18,69 | 22,55 | 26,0 |
Acrylsäure | 15,33 | 18,50 | 20,3 |
α-Methylstyren | 41,53 | 50,11 | 43,9 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 7,33 | 8,84 | 9,8 |
Xylen | 15,00 | - | - |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Di-t-butylperoxid | 2,13 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 41
-
Das
beispielhafte Harz 41 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 41 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 215°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
7 200 Dalton und eine Säurezahl
von 205. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
87,3% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 41
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,42 | 19,45 | 16,8 |
Acrylsäure | 24,05 | 28,49 | 28,8 |
α-Methylstyren | 36,49 | 43,22 | 42,1 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 7,46 | 8,84 | 12,3 |
Xylen | 15,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,57 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 42
-
Das
beispielhafte Harz 42 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 42 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 212°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (Mw) von
ungefähr
18 200 Dalton und eine Säurezahl
von 187. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
84,4% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind.
-
Beispielhaftes Harz 43
-
Das
beispielhafte Harz 43 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 43 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 254°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
1 900 Dalton und eine Säurezahl
von 212. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
95,4% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 43
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,81 | 16,30 | 17,4 |
Acrylsäure | 31,73 | 32,71 | 32,5 |
α-Methylstyren | 34,46 | 35,53 | 30,0 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 15,00 | 15,46 | 20,1 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 44
-
Das
beispielhafte Harz 44 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 44 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (Mw) von
ungefähr
5 100 Dalton und eine Säurezahl
von 169. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
84,1% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind.
-
Beispielhaftes Harz 45
-
Das
beispielhafte Harz 45 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 45 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 207°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
8 000 Dalton und eine Säurezahl
von 167. Die Analyse des Polymer-Produktes und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
93,1% des 1-Tetradecanols und 90,9% des 1-Docosanols in das Polymer
eingebracht worden waren. Tabelle 45
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Acrylsäure | 22,20 | 24,74 | 22,9 |
Methylmethacrylat | 34,32 | 38,24 | 37,9 |
Butylacrylat | 20,59 | 22,94 | 22,7 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 5,06 | 5,64 | 7,0 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 7,57 | 8,44 | 9,6 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Di-t-butylperoxid | 0,25 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 46
-
Das
beispielhafte Harz 46 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 46 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
11 300 Dalton und eine Säurezahl
von 192. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
95,3% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 46
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 14,27 | 15,46 | 15,7 |
Acrylsäure | 33,57 | 36,36 | 26,0 |
α-Methylstyren | 16,79 | 18,18 | 17,9 |
1-Tetradecanol-Tetradecylacrylat | 27,70 | 30,00 | 40,4 |
Xylen | 7,50 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,18 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 47
-
Das
beispielhafte Harz 47 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 47 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
7 400 Dalton und eine Säurezahl
von 144. Tabelle 47
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung (%
w/w) a |
Styren | 17,84 | 21,11 |
Acrylsäure | 15,63 | 18,50 |
α-Methylstyren | 39,64 | 46,92 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 11,38 | 13,47 |
Xylen | 15,00 | - |
Di-t-butylperoxid | 0,52 | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 48
-
Das
beispielhafte Harz 48 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 48 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
3 700 Dalton und eine Säurezahl
von 145. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
67,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 48
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,52 | 21,12 | 24,3 |
Acrylsäure | 15,35 | 18,50 | 19,8 |
α-Methylstyren | 38,91 | 46,90 | 41,8 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 11,18 | 13,48 | 14,1 |
Xylen | 15,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 2,04 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 49
-
Das
beispielhafte Harz 49 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 49 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (Mw) von
ungefähr
4 200 Dalton und eine Säurezahl
von 198. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
88,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind.
-
Beispielhaftes Harz 50
-
Das
beispielhafte Harz 50 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 50 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
7 800 Dalton und eine Säurezahl
von 202. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
91,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 50
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 15,21 | 18,01 | 18,7 |
Acrylsäure | 24,06 | 28,49 | 27,1 |
α-Methylstyren | 33,81 | 40,03 | 37,0 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 11,38 | 13,47 | 17,2 |
Xylen | 15,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,55 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 51
-
Das
beispielhafte Harz 51 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 51 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
4 400 Dalton und eine Säurezahl
von 201. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
94,0% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 51
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 14,92 | 18,01 | 18,8 |
Acrylsäure | 23,60 | 28,49 | 27,1 |
α-Methylstyren | 33,16 | 40,03 | 37,5 |
1-Docosanol-Docosylacrylat | 11,16 | 13,47 | 16,6 |
Xylen | 15,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 2,15 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 52
-
Das
beispielhafte Harz 52 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 52 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 216°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
5 000 Dalton und eine Säurezahl
von 178. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
87,2% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 52
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 16,96 | 20,27 | 21,6 |
Acrylsäure | 19,65 | 23,49 | 23,5 |
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
α-Methylstyren | 37,70 | 45,07 | 40,8 |
1-Octadecanol-Octadecylacrylat | 9,34 | 11,17 | 14,1 |
Xylen | 15,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,35 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Beispielhaftes Harz 53
-
Das
beispielhafte Harz 53 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten,
Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 53 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
schließen
ungefähr
15 Minuten Verweildauer im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
255°C. Das
resultierende Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1200 Dalton und eine Säurezahl
von 201. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
97,6% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 53
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w)a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 45,59 | 46,52 | 49,5 |
Methacrylsäure | 42,41 | 43,28 | 36,4 |
1-Hexadecanol-Hexadecylacrylat | 10,00 | 10,20 | 14,1 |
Di-t-butylperoxid | 2,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Beispielhaftes Harz 54
-
Das
beispielhafte Harz 54 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren unter Verwendung eines ungesättigten
C18 Alkanols. Die eingesetzten Reaktions-Komponenten, Reaktor-Befüllungen
sowie die Harz-Zusammensetzung sind in Tabelle 54 zusammengefasst.
Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen schließen ungefähr 15 Minuten Verweildauer
im Reaktor ein, sowie eine Reaktions-Temperatur von ungefähr 254°C. Das resultierende
Harz hatte ein Molekulargewicht (M
w) von
ungefähr
4 200 Dalton und eine Säurezahl
von 242. Die Analyse des Polymer-Produkts und des Verfahrens zeigte,
dass ungefähr
94,0% eines Alkanols in das Polymer eingebracht worden sind. Tabelle 54
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 14,32 | 14,76 | 15,2 |
Acrylsäure | 36,49 | 37,62 | 38,4 |
α-Methylstyren | 31,19 | 32,15 | 30,9 |
Oleylalkohol-Oleylacrylat | 15,00 | 15,46 | 15,5 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter in der Befüllung vorlag. |
-
Konventionelles Harz 1
-
Eine
Serie von konventionellen Harzen wurde auch hergestellt. Diese konventionellen
Harze wurden hergestellt durch ein ähnliches Verfahren wie die
beispielhaften Harze der vorliegenden Erfindung, wurden jedoch hergestellt
ohne das Vorliegen eines R-OH Alkanols der vorliegenden Erfindung,
wobei R eine lineare oder verzweigt kettige Alkyl-Gruppe ist mit
mehr als 11 Kohlenstoffatomen. Diese konventionellen Harze wurden
dann verglichen mit den exemplarischen Harzen der vorliegenden Erfindung,
hinsichtlich einer Vielzahl von Anwendungen.
-
Das
konventionelle Harz 1 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 55 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
228°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
9 000 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 220 auf. Tabelle 55
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 27,35 |
Acrylsäure | 28,19 |
α-Methylstyren | 30,49 |
Diethylenglykol-Monoethylether | 13,79 |
Di-t-butylperoxid | 0,18 |
-
Konventionelles Harz 2
-
Das
konventionelle Harz 2 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 56 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
240°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
6 500 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 201 auf. Tabelle 56
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 42,39 |
Acrylsäure | 31,00 |
α-Methylstyren | 18,50 |
Diethylenglykol-Monoethylether | 7,94 |
Di-t-butylperoxid | 0,16 |
-
Konventionelles Harz 3
-
Das
konventionelle Harz 3 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 57 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
250°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
4 700 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 219 auf. Tabelle 57
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 40,56 |
Acrylsäure | 33,25 |
α-Methylstyren | 18,16 |
Diethylenglykol-Monoethylether | 7,87 |
Di-t-butylperoxid | 0,16 |
-
Konventionelles Harz 4
-
Das
konventionelle Harz 4 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 58 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
278°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekulargewicht (M
w)
von ungefähr
1 800 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 244 auf. Tabelle 58
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 32,28 |
Acrylsäure | 33,78 |
α-Methylstyren | 33,94 |
-
Konventionelles Harz 5
-
Das
konventionelle Harz 5 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 59 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
1 800 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 244 auf. Tabelle 59
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 20,67 |
Acrylsäure | 31,04 |
α-Methylstyren | 45,29 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 |
-
Konventionelles Harz 6
-
Das
konventionelle Harz 6 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 60 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
1 800 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 243 auf. Tabelle 60
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 17,82 |
Acrylsäure | 32,33 |
α-Methylstyren | 39,57 |
2-Ethylhexylacrylat | 7,27 |
Di-t-butylperoxid | 3,00 |
-
Konventionelles Harz 7
-
Das
konventionelle Harz 7 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die Reaktions-Komponenten
die eingesetzt wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen, sind in Tabelle 61
zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions-bedingungen schlossen
eine Reaktorverweilzeit von unge fähr 15 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
216°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
11 300 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 250 auf. Die Analyse zeigte, dass 68,9% des Ethylenglykol-Monoethylether
in das Polymer-Produkt eingebracht worden war. Tabelle 61
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 23,00 | 24,93 | 25,9 |
Acrylsäure | 33,56 | 36,37 | 33,9 |
α-Methylstyren | 27,05 | 29,32 | 29,7 |
Diethylenglykol-monoethylether | 8,66 | 9,39 | |
Diethylenglykol-monoethyletheracrylat | | | 10,5 |
Xylen | 7,50 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,22 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Konventionelles Harz 8
-
Das
konventionelle Harz 8 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die Reaktions-Komponenten
die eingesetzt wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen, sind in Tabelle 62
zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions-bedingungen schlossen
eine Reaktorverweilzeit von unge fähr 15 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
216°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
11 100 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 254 auf. Die Analyse zeigte, dass 67% des Ethylenglykol-Monoethyl-Ether
in das Polymer-Produkt eingebracht worden war. Tabelle 62
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 24,37 | 24,61 | 27,3 |
Acrylsäure | 33,56 | 36,36 | 34,9 |
α-Methylstyren | 28,67 | 31,07 | 31,2 |
Diethylenglykol-monoethylether | 5,69 | 6,17 | |
Diethylenglykol-monoethyletheracrylat | | | 6,6 |
Xylen | 7,50 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 0,22 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Konventionelles Harz 9
-
Das
konventionelle Harz 9 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 63 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 90 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
160°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
8 200 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 162 auf. Tabelle 63
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 23,35 |
Acrylsäure | 15,51 |
α-Methylstyren | 23,19 |
Diethylenglykol-monoethylether | 36,03 |
Di-t-butylperoxid | 1,92 |
-
Konventionelles Harz 10
-
Das
konventionelle Harz 10 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 64 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions bedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
209°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
16 200 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 212 auf. Tabelle 64
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 36,56 |
Acrylsäure | 29,00 |
α-Methylstyren | 26,70 |
Diethylenglykol-monoethylether | 3,20 |
Butylacrylat | 4,40 |
Di-t-butylperoxid | 0,14 |
-
Konventionelles Harz 11
-
Das
konventionelle Harz 11 wurde hergestellt durch das Masse-Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren. Die Reaktions-Komponenten die eingesetzt
wurden, sowie die Reaktor-Befüllungen,
sind in Tabelle 65 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktionsbedingungen
schlossen eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 90 Minuten ein, sowie eine
Reaktions-Temperatur von ungefähr
161°C. Das
resultierende Harz wies ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
9 400 Dalton, sowie eine Säurezahl
von 200 auf. Tabelle 65
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 17,80 |
Acrylsäure | 18,52 |
α-Methylstyren | 22,82 |
Diethylenglykol-monoethylether | 39,07 |
Di-t-butylperoxid | 1,79 |
-
Konventionelles Harz 12
-
Das
konventionelle Harz 12 wurde hergestellt durch das Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten
und die Reaktor-Befüllungen sind
in Tabelle 66 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
enthielten eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 15 Minuten, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz zeigte ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
1 600 Dalton und eine Säurezahl
von 224. Tabelle 66
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 19,57 | 22,49 | 25,3 |
Acrylsäure | 23,95 | 27,53 | 31,9 |
α-Methylstyren | 43,48 | 49,98 | 42,8 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Konventionelles Harz 13
-
Das
konventionelle Harz 13 wurde hergestellt durch das Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten
und die Reaktor-Befüllungen sind
in Tabelle 67 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
enthielten eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 15 Minuten, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
254°C. Das
resultierende Harz zeigte ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
1 600 Dalton und eine Säurezahl
von 221. Tabelle 67
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,03 | 19,57 | 21,0 |
Acrylsäure | 25,30 | 29,08 | 31,7 |
α-Methylstyren | 37,85 | 43,51 | 38,7 |
2-Ethylhexylacrylat | 6,82 | 7,84 | 8,6 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 3,00 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Konventionelles Harz 14
-
Das
konventionelle Harz 14 wurde hergestellt durch das Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten
und die Reaktor-Befüllungen sind
in Tabelle 68 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
enthielten eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 15 Minuten, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
211°C. Das
resultierende Harz zeigte ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
6 300 Dalton und eine Säurezahl
von 220. Tabelle 68
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 19,93 | 22,49 | 23,8 |
Acrylsäure | 44,28 | 49,98 | 46,5 |
α-Methylstyren | 24,39 | 27,53 | 29,8 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,40 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Konventionelles Harz 15
-
Das
konventionelle Harz 15 wurde hergestellt durch das Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten
und die Reaktor-Befüllungen sind
in Tabelle 69 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
enthielten eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 15 Minuten, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
211°C. Das
resultierende Harz zeigte ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
6 500 Dalton und eine Säurezahl
von 217. Tabelle 69
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (% w/w) | Normalisierte
Reaktor-Befüllung
(% w/w) a | Harz-Zusammensetzung (%
w/w) |
Styren | 17,35 | 19,58 | 20,2 |
Acrylsäure | 38,54 | 43,50 | 30,3 |
α-Methylstyren | 25,76 | 29,07 | 41,3 |
2-Ethylhexylacrylat | 6,95 | 7,84 | 8,2 |
Xylen | 10,00 | - | - |
Di-t-butylperoxid | 1,40 | - | - |
a Normalisierte Reaktor-Befüllung wurde
berechnet unter der Annahme, dass kein Starter und Lösungsmittel in
der Befüllung
vorlagen. |
-
Konventionelles Harz 16
-
Das
konventionelle Harz 16 wurde hergestellt durch das Polymerisations-
und Veresterungs-Verfahren mit hinzugefügtem Lösungsmittel. Die eingesetzten
Reaktions-Komponenten
und die Reaktor-Befüllungen sind
in Tabelle 70 zusammengefasst. Die Polymerisations-Reaktions-Bedingungen
enthielten eine Reaktorverweilzeit von ungefähr 12 Minuten, sowie eine Reaktions-Temperatur
von ungefähr
204°C. Das
resultierende Harz zeigte ein Molekular-Gewicht (M
w)
von ungefähr
8 500 Dalton und eine Säurezahl
von 205. Tabelle 70
Reaktions-Komponenten | Reaktor-Befüllung (%
w/w) |
Styren | 28,83 |
Acrylsäure | 27,56 |
α-Methylstyren | 34,03 |
Diethylenglykol-monoethylether | 8,40 |
Di-t-butylperoxid | 1,18 |
-
Herstellung von Harz-Schnitten
-
Der
Begriff "Harz-Schnitt" ("resin cut") oder "Harz-Lösung" bezeichnet eine
wässrige
Mischung eines Harzes, Wasser und einer Base. Beispielhafte Harz-Schnitte
werden im Folgenden hier beschrieben. Ein wässriger Schnitt eines säure-funktionellen
Acryl- oder Styren/Acryl-Harz kann hergestellt werden durch Vermischen
des Harzes, Wasser und einer Base. Die Mischung wird gerührt von
ungefähr
25°C bis
ungefähr 90°C, bis das
Harz vollständig
verteilt ist. Das säure-funktionelle
Harz umfasst ungefähr
5 bis ungefähr
70 Gewichtsprozent des letztendlichen Harz-Schnittes. Eine hinreichende
Menge einer Base wird hinzugegeben, um ungefähr 50 bis 150 Prozent der Säure in dem
säure-funktionellen
Harz zu neutralisieren. Typische Basen, die zur Neutralisation des
säure-funktionellen
Harzes verwendet werden, sind Ammoniak, Hydroxide von Gruppe I Elementen,
primäre
Amine, sekundäre
Amine und tertiäre
Amine. Der Rest des Harz-Schnittes besteht aus Wasser und optional
einem wassermischbaren Lösungsmittel.
Die Menge an Wasser, die in einem Harz-Schnitt verwendet wird, hängt von
der Säurezahl
des Harzes ab und dessen molekularem Gewicht. Typischerweise wird
Wasser in einer Menge hinzugegeben, so dass die Schnitt-Viskosität unter
ungefähr
10 000 cps liegt. Wassermischbare Lösungsmittel wie z. B. niedrigere
Alkylalkohole, Glykolether, Tetrahydrofuran sowie Tetrahydrofurfurylalkohol
können
hinzu gegeben werden in bis zu ungefähr 10 Gewichtsprozent des Harz-Schnittes.
-
Harz-Schnitt A: Herstellung eines wässrigen
Harz-Schnittes des beispielhaften Harzes 1
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des beispielhaften Harzes 1 wurde hergestellt durch
das oben beschriebene Verfahren. Der Schnitt wurde hergestellt aus
488 Gramm des beispielhaften Harzes 1, 125,17 Gramm von 28 Prozent
Ammoniak und 386,83 Gramm an Wasser. Der resultierende klare, gelbliche
Harz-Schnitt zeigt eine Viskosität
von 1 350 cps bei einem pH von 48,8 Prozent Feststoff.
-
Harz-Schnitt B: Herstellung eines wässrigen
Harz-Schnittes des beispielhaften Harzes 5
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des beispielhaften Harzes 5 wurde hergestellt durch
das Verfahren wie oben beschrieben. Der Schnitt wurde hergestellt
aus 340 Gramm des exemplarischen Harzes 5, 81,69 Gramm an 28 Prozent
Ammoniak und 428,47 Gramm an Wasser. Der resultierende klare, gelbliche
Harz-Schnitt zeigte eine Viskosität von 41 500 cps bei einem
pH von 8,9 bei 40 Prozent Feststoffanteil. Nach Verdünnung auf
34 Prozent Feststoffanteil weist der Schnitt eine Viskosität von 520
cps auf.
-
Harz-Schnitt C: Herstellung eines wässrigen
Harz-Schnittes des beispielhaften Harzes 6
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des beispielhaften Harzes 6 wurde hergestellt durch
das Verfahren wie oben beschrieben. Der Schnitt wurde hergestellt
aus 400 Gramm des exemplarischen Harzes 6, 96,10 Gramm an 28 Prozent
Ammoniak und 503,90 Gramm an Wasser. Der resultierende klare, gelbliche
Harz-Schnitt zeigte eine Viskosität von 3 680 cps bei einem pH
von 8,5 bei 40 Prozent Feststoffanteil. Nach Verdünnung auf
33 Prozent Feststoffanteil weist der Schnitt eine Viskosität von 120
cps auf.
-
Harz-Schnitt D: Herstellung eines wässrigen
Harz-Schnittes des beispielhaften Harzes 7
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des beispielhaften Harzes 7 wurde hergestellt durch
das Verfahren wie oben beschrieben. Der Schnitt wurde hergestellt
aus 450 Gramm des exemplarischen Harzes 7, 108,12 Gramm an 28 Prozent
Ammoniak und 441,88 Gramm an Wasser. Der resultierende klare, gelbliche Harz-Schnitt
zeigte eine Viskosität
von 7 500 cps bei einem pH von 8,5 bei 45 Prozent Feststoffanteil.
Nach Verdünnung
auf 37 Prozent Feststoffanteil weist der Schnitt eine Viskosität von 280
cps auf.
-
Herkömmlicher
Harz-Schnitt A: Herstellung eines wässrigen Harz-Schnittes herkömmlichen
Harzes 1
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des herkömmlichen
Harzes 1 wurde hergestellt durch das oben beschriebene Verfahren.
Der Schnitt wurde hergestellt aus 330 Gramm des herkömmlichen
Harzes 1, 75,0 Gramm von 28 Prozent Ammoniak und 585,0 Gramm an
Wasser. Der resultierende klare, gelbliche Harz-Schnitt zeigt eine Viskosität von 5
350 cps bei einem pH von 8,5 bei 34 Prozent Feststoff.
-
Herkömmlicher
Harz-Schnitt B: Herstellung eines wässrigen Harz-Schnittes des
herkömmlichen
Harzes 2
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des herkömmlichen
Harzes 2 wurde hergestellt durch das oben beschriebene Verfahren.
Der Schnitt wurde hergestellt aus 330 Gramm des herkömmlichen
Harzes 2, 71,0 Gramm von 28 Prozent Ammoniak und 599,0 Gramm an
Wasser. Der resultierende klare, gelbliche Harz-Schnitt zeigt eine Viskosität von 4
500 cps bei einem pH von 8,5 bei 33 Prozent Feststoff.
-
Herkömmlicher
Harz-Schnitt C: Herstellung eines wässrigen Harz-Schnittes des
herkömmlichen
Harzes 3
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des herkömmlichen
Harzes 3 wurde hergestellt durch das oben beschriebene Verfahren.
Der Schnitt wurde hergestellt aus 370 Gramm des herkömmlichen
Harzes 3, 86,0 Gramm von 28 Prozent Ammoniak und 543,0 Gramm an
Wasser. Der resultierende klare, gelbliche Harz-Schnitt zeigt eine Viskosität von 5
000 cps bei einem pH von 8,4 bei 37 Prozent Feststoff.
-
Herkömmlicher
Harz-Schnitt D: Herstellung eines wässrigen Harz-Schnittes des
herkömmlichen
Harzes 4
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des herkömmlichen
Harzes 4 wurde hergestellt durch das oben beschriebene Verfahren.
Der Schnitt wurde hergestellt aus 488 Gramm des herkömmlichen
Harzes 4, 125,70 Gramm von 28 Prozent Ammoniak und 386,3 Gramm an
Wasser. Der resultierende klare, gelbliche Harz-Schnitt zeigt eine
Viskosität
von 4 900 cps bei einem pH von 8,5 bei 48,8 Prozent Feststoff.
-
Herkömmlicher
Harz-Schnitt E: Herstellung eines wässrigen Harz-Schnittes des
herkömmlichen
Harzes 5
-
Der
wässrige
Harz-Schnitt des herkömmlichen
Harzes 5 wurde hergestellt durch das oben beschriebene Verfahren.
Der Schnitt wurde hergestellt aus 488 Gramm des herkömmlichen
Harzes 5, 129,39 Gramm von 28 Prozent Ammoniak und 382,61 Gramm
an Wasser. Der resultierende klare, gelbliche Harz-Schnitt zeigt eine
Viskosität
von 7 400 cps bei einem pH von 8,9 bei 48,8 Prozent Feststoff.
-
Tabellierte Viskositäts-Messungen
und andere Polymer-Eigenschaften
-
Die
Tabellen 71 bis 77 stellen verschiedene Daten dar, welche die Viskosität der Harz-Schnitte bei verschiedenen
pH und Konzentrationen betreffen und dargestellt sind beispielhafte
wie auch herkömmliche
Harze. Die komparativen Daten, die in den Tabellen 71 bis 77 dargestellt
sind, sind der Einfachheit halber entsprechend illustriert in den
2 bis
7.
Diese Tabellen demonstrieren die überraschende und unerwartete
Entdeckung, dass wässrige
basische Lösungen,
welche die Polymerprodukte der vorliegenden Erfindung enthalten,
merklich niedrige Viskositäten
zeigen. Tabelle 71
Harz | Viskosität der wässrigen
Lösung | Säurezahl
des Harzes | Harz
Mw | %
Feststoff der Lösung | pH
der Lösung |
herkömmliches
Harz 1 | 5.500 | 220 | 9.000 | 34 | 8.4 |
beispielhaftes Harz
5 | 520 | 221 | 9.100 | 34 | 8.0 |
herkömmliches
Harz 2 | 4.500 | 201 | 6.500 | 33 | 8.5 |
beispielhaftes Harz
6 | 120 | 223 | 6.000 | 33 | 8.1 |
beispielhaftes Harz
6 | 3.680 | 223 | 6.000 | 40 | 8.1 |
herkömmliches
Harz 3 | 5.000 | 219 | 4.700 | 37 | 8.4 |
beispielhaftes Harz
7 | 280 | 223 | 4.300 | 37 | 8.0 |
beispielhaftes Harz
7 | 7.500 | 223 | 4.300 | 45 | 8.0 |
Tabelle 72
Harz | Viskosität der wässrigen
Lösung | Säurezahl
des Harzes | Harz
Mw | %
Feststoff der Lösung | pH
der Lösung |
herkömmliches
Harz 4 | 4.900 | 244 | 1.800 | 48,8 | 8,4 |
herkömmliches
Harz 5 | 7.400 | 244 | 1.800 | 48,8 | 8,8 |
beispielhaftes Harz
1 | 1.350 | 237 | 1.800 | 48,8 | 8,3 |
beispielhaftes Harz
3 | 1.600 | 233 | 2.100 | 48,8 | 8,5 |
Tabelle 73
Harz | %
Alkohol zu Ester-Konversion | Gewicht%
Alkohol in der Reaktor-Befüllung | Mol
in Alkohol in der Reaktor-Befüllung | Alkohol
Typ |
herkömmliches Harz
7 | 69,9 | 9,39 | 0,0700 | Dietylenglykol-Monoethylether |
beispielhaftes
Harz 13 | 96,9 | 15,00 | 0,0700 | 1-Tetradecanol |
herkömmliches Harz
8 | 67,0 | 6,17 | 0,0460 | Dietylenglykol-Monoethylether |
beispielhaftes
Harz 14 | 99,4 | 15,00 | 0,0460 | 1-Docosandol |
herkömmliches Harz
1 | 27,0 | 13,80 | 0,1029 | Dietylenglykol-Monoethylether |
beispielhaftes
Harz 8 | 99,4 | 30,00 | 0,0919 | 1-Docosandol |
Tabelle 74
Zahl
an C-Atomen in Alkanol | beispielhaftes Harz | 48.3%
Feststoff Viskosität (cps) | pH
in Lösung | Säurezahl
des Harzes | Mw |
C0 | herkömmliches
Harz 12 | 6.300 | 9,3 | 224 | 1.600 |
C8 | herkömmliches
Harz 13 | 4.200 | 9,1 | 221 | 1.600 |
C10 | beispielhaftes Harz
15 | 3.700 | 8,9 | 223 | 1.800 |
C12 | beispielhaftes Harz
16 | 4.000 | 8,4 | 219 | 2.000 |
C14 | beispielhaftes Harz
17 | 3.500 | 9,5 | 223 | 1.900 |
C16 | beispielhaftes Harz
18 | 2.900 | 9,4 | 221 | 1.900 |
C16/18 | beispielhaftes Harz
19 | 2.400 | 9,1 | 221 | 2.000 |
C18/16 | beispielhaftes Harz
20 | 2.600 | 8,3 | 220 | 1.900 |
C18 | beispielhaftes Harz
21 | 2.900 | 9,1 | 222 | 2.000 |
C22 | beispielhaftes Harz
22 | 5.200 | 9,3 | 211 | 2.100 |
Iso-C12 | beispielhaftes Harz
23 | 3.500 | 9,3 | 224 | 1.800 |
Iso-C16 | beispielhaftes Harz
24 | 3.500 | 9,4 | 222 | 1.900 |
Iso-C20 | beispielhaftes Harz
25 | 3.200 | 8,8 | 222 | 1.900 |
Iso-C36 | beispielhaftes Harz
26 | 6.400 | 9,1 | 208 | 2.400 |
Tabelle 75
Harz
(Zahl an C-Atomen
im Alkanol) | beispielhaftes Harz | 30.5%
Feststoff Viskosität | pH
in Lösung | Säurezahl
der Harze | Mw |
herkömmliches
Harz 2 | herkömmliches
Harz 2 | 394 | 8.1 | 201 | 6.500 |
C0 | herkömmliches
Harz 14 | 395 | 7,8 | 220 | 6.300 |
C8 | herkömmliches
Harz 15 | 160 | 7,5 | 217 | 6.500 |
C10 | beispielhaftes Harz
27 | 55 | 8,0 | 235 | 6.100 |
C12 | beispielhaftes Harz
28 | 40 | 8,0 | 229 | 6.200 |
C14 | beispielhaftes Harz
29 | 35 | 8,0 | 227 | 6.400 |
C16 | beispielhaftes Harz
30 | 30 | 7,9 | 223 | 6.400 |
C16/18 | beispielhaftes Harz
31 | 20 | 8,0 | 224 | 6.500 |
C18/16 | beispielhaftes Harz
32 | 35 | 8,0 | 223 | 6.800 |
C18 | beispielhaftes Harz
33 | 35 | 8,1 | 224 | 6.700 |
C22 | beispielhaftes Harz
34 | 55 | 8,2 | 218 | 6.600 |
Iso-C12 | beispielhaftes Harz
35 | 40 | 8,0 | 236 | 6.200 |
Iso-C16 | beispielhaftes Harz
36 | 40 | 8,1 | 225 | 6.300 |
Iso-C20 | beispielhaftes Harz
37 | 40 | 8,1 | 225 | 6.500 |
Iso-C36 | beispielhaftes Harz
38 | 270 | 7,7 | 212 | 7.700 |
Tabelle 76
Zahl
an C-Atomen im Alkanol | Fett-Alkoholmodifiziertes
Harz hergestellt bei 254°C | %
ROH Konversion von RCOOR | Fett-Alkoholmodifizierter
Harz hergestellt bei 212°C | %
ROH Konversion von RCOOR |
C10 | beispielhaftes
Harz 15 | 95,6 | beispielhaftes
Harz 27 | 71.2 |
C12 | beispielhaftes
Harz 16 | 97,6 | beispielhaftes
Harz 28 | 88.1 |
C14 | beispielhaftes
Harz 17 | 97,9 | beispielhaftes
Harz 29 | 93.3 |
C16 | beispielhaftes
Harz 18 | 98,0 | beispielhaftes
Harz 30 | 96.6 |
C16/C18 | Harz
19 Harz 19 | 96,3 | Harz
31 Harz 31 | 96.5 |
C18/C16 | beispielhaftes
Harz 20 | 98.1 | beispielhaftes
Harz 32 | 97.1 |
C18 | beispielhaftes
Harz 21 | 97,3 | beispielhaftes
Harz 33 | 97,8 |
Iso-C12 | beispielhaftes
Harz 23 | 96,2 | beispielhaftes
Harz 35 | 77,4 |
Iso-C16 | beispielhaftes
Harz 24 | 97,8 | beispielhaftes
Harz 36 | 94,8 |
Iso-C20 | beispielhaftes
Harz 25 | 99,3 | beispielhaftes
Harz 37 | 97,2 |
-
Herstellung von beispielhaften Überzügen, Pigmentdispersionen,
Lacken, Tinten und Papier-Verleimungs-Agenzien
-
Die
hochfesten Polymere können
viele Anwendungen finden. Sie sind fertig formuliert für Anwendungen
in Emaille-Einrichtungs-Überzügen, Überdruck-Lacken,
Kleben sowie Auto-, Lkw- oder Flugzeug-Außen-Lackierungen und dergleichen.
Sie sind auch fertig formuliert zur Anwendung in Fußboden-Lackierungen, Tinten-Dispergierungen,
Wasser-basierten, klaren Überdruck-Lacken,
Imprägnierungs-Mitteln,
Binde-Mitteln, Weichmachern, Verlauf-Mitteln, Schmelzfluss-Verbesserungs-Mitteln
und dergleichen. Formulierungen, welche die Polymerprodukte der
vorliegenden Erfindung einschließen zeigen überraschenderweise und unerwarteterweise
Leistungs-Charakteristika, welche über ähnliche Formulierungen hinaus
gehen, die nur dahin gehend unterschiedlich sind, das die Formulierung
ein herkömmliches
Harz an Stelle des Harzes der vorliegenden Erfindung einbringt.
-
Es
wurde überraschenderweise
und unerwarteterweise entdeckt, dass durch Einsatz der Polymerprodukte
der Erfindung Überzugs-Systeme
essenziell frei von Lösungsmittel
erhalten werden können,
welche einsetzbare Viskositäten
bei Rahmentemperaturen aufweisen. Solche Systeme sind anwendbar
in Standard-Industrie-Überzugs-Prozessen,
einschließend
Sprüh-Beschichten,
Walzen-Streichen und dergleichen. Die Produkte, die gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, werden in solche Überzugssysteme
durch Zugabe von Lösungsmitteln,
Füllstoffen,
Pigmenten, Flusssteuerungs-Agenzien und dergleichen formuliert.
Solche Überzüge können unter
Zugabe von konventionellen Hilfs-Mitteln
angewandt werden auf Dosen, Rollen, Textilwaren, Vinyl, Papier,
Metall, Hausrat, Draht, Metallteile, Holzvertäfelungen und dergleichen. Des
Weiteren können
die Polymerprodukte auch formuliert werden in exzellente Papier-Verleimungs-Agenzien.
-
Die
alkali-löslichen
Harze können
formuliert werden in Harz-Schnitte, welche verfügbare wässrige Basen einsetzen, um
außergewöhnliche
Regulierungs-Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, wenn sie in
eine Fußbodenpolitur-Zusammensetzung
eingebracht werden, zusammen mit einer geeigneten metallischen Acryl-Methacryl-
oder Copolymer-Emulsion, einer Wachs-Emulsion sowie Hilfsstoffen
wie z. B. Weichmachern, herkömmlichen
Tensiden und Anti-Schäumungs-Agenzien
für organische
Lösungsmittel
und/oder organische Basen.
-
Es
ist angedacht, dass die Veresterung des Polymerproduktes in dem
kontinuierlichen Masse-Polymerisations- und Veresterungs-Prozess
drastisch die Löslichkeit
der Harze in verschiedenen Lösungsmitteln
modifiziert im Vergleich zur Harzen, welche die Esteralkylgruppen
nicht aufweisen, wodurch somit die Einsetzbarkeit des Harzes der
vorliegenden Erfindung in lösungsmittel-basierten
Tinten ermöglicht
wird. Das Einbringen der Estergruppen in die Harze der vorliegenden
Erfindung kann auch drastisch die Fähigkeit des Harzes steigern,
verschiedene Materialien zu stabilisieren, wie z. B. Pigmente, Öle, Wachse,
andere Harze, Lösungsmittel,
Monomere oder Polymerkolloide in einer wässrigen Umgebung. Des Weiteren
sind die Harze der vorliegenden Erfindung angedacht, einsetzbar
zu sein in Wasser-basierten luftgetrockneten Überzugssystemen, Hochglanzsystem-Anwendungen
und OPV-Anwendungen. Die Harze sind auch angedacht, einsetzbare
Komponenten in moisture vapor transmission rate (MVTR) Anwendungen
zu sein sowie in self-stratifying system Anwendungen.
-
Herstellung von beispielhaften und herkömmlichen Überzügen aus
den beispielhaften Harz 1 und den konventionellen Harzen 4 und 5.
-
Überzüge wurden
formuliert unter Verwendung der Harze der Erfindung in einer Reihe
von Emulsions-Polymeren. Die Emulsions-Polymere wurden hergestellt
unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie unten beschrieben,
jedoch mit variierenden Polymer-Zusammensetzungen.
-
Die
Emulsions-Polymere wurden hergestellt durch zunächst Herstellen einer Harz-Lösung. Die Harz-Lösungen wurden
hergestellt durch Vermischen durch 20.2 Gramm an PolyglykolTM P1200, 314,6 Gramm an deionisiertem Wasser
und 825,7 Gramm einer Lösung
eines säure-funktionellen
Styren-/Acryl-Harzes in wässrigem
Ammoniak bei 28,5% Feststoffen in einem Rundkolben. Das säure-funktionelle
Styren-/Acryl-Harz hatte eine 34 α-Methylstyren/33
Styren/33 Acrylsäure-Zusammensetzung
mit einem Mw von ungefähr 9 500 Dalton und einer Säurezahl
von ungefähr
226. PolyglykolTM P1200 ist ein Propylenglykol,
das hergestellt wird von The Dow Chemical Company of Midland, Michigan.
Die Mischung wurde erhitzt auf 82°C unter
Stickstoff.
-
Eine
Mischung von 14,8 Gramm an TergitolTM 15-S-9,
ein lineares Alkohol-Ethoxylat, verfügbar von Union Carbide (Danbury,
Connecticut) und insgesamt 668,3 Gramm eines harten, nicht filmausbildenden
Polymers, eines harten filmausbildenden Polymers und eines weichen
filmausbildenden Polymers wurde hergestellt. 10% der TergitolTM-enthaltenden Mischung wurden in den Kolben
beladen, der die heiße
Harz-Lösung enthielt
und für
drei Minuten vermischt. Eine Lösung,
welche 4,4 Gramm an Ammoniumpersulfat in 17,6 g an Wasser enthielt,
wurde dann hinzugegeben und die resultierende Mischung wurde für fünf Minuten
vermischt. Der Rest der TergitolTM-enthaltenden
Mischung wurde dann über
70 Minuten hinweg hinzugegeben. Als noch 10 Minuten bei der Zugabe
verblieben, wurde die Temperatur auf 85°C erhöht. Nachdem die Zugabe vollständig abgelaufen
war, wurden 112,0 Gramm an Wasser und eine zweite Ammoniumpersulfatlösung (2,6
g in 10,4 g an Wasser) hinzugegeben und die Reaktionsmischung wurde
auf 85°C
für eine
Stunde erhitzt. Das Emulsions-Polymer wurde anschließend gekühlt und
3,0 Gramm an 28 Prozent an Ammoniak wurden hinzugegeben.
-
Drei
Polymerzusammensetzungen wurden verwendet, um das Emulsions-Polymer
herzustellen. Diese enthielten ein 100%iges Styren-Homopolymer,
eine harte, nicht filmausbildende Zusammensetzung; eine Zusammensetzung
aus 50 Prozent Methylmethacrylat/10 Prozent Butylacrylat/40 Prozent
2-Ethylhexylacrylat-Terpolymer, eine harte, filmausbildende Zusammensetzung;
und eine Zusammensetzung aus 20 Prozent Methylmethacrylat/40 Prozent
Butylacrylat/40 Prozent 2-Ethylhexylacrylat-Terpolymer, ein weiches
filmausbildendes Polymer.
-
Überzüge wurden
hergestellt durch Vermischen von 10,7 Teilen des Emulsions-Polymers,
45 Teilen eines Harzes wie unten spezifiziert, 11,6 Teilen an 28
Prozent Ammoniak und 32,7 Teilen an Wasser in einem Mischer für sechs
Minuten bei einer mittleren Geschwindigkeit. Die resultierende Mischung
wurde abgekühlt und
verdünnt
auf 105 cps mit einer geeigneten Menge an Wasser, um einen Überzug zu
erzeugen. Der Überzug
wurde aufgebracht auf einer N2C Leneta
TM-Karte
erhalten von Leneta
TM Company (Mahwah, New
Jersey), mit einem 165Q Anilox Handproofer. Das beispielhafte Harz
1 und die herkömmlichen
Harze 4 und 5 wurden verwendet als die Harzkomponente dieser Überzüge. Glanz
(60°) wurde
gemessen über
den schwarzen und den weißen
Abschnitten der Leneta
TM-Karten mit einem
Glanzmessgerät.
Das Benetzen, die Regulierung (Föhnausgleich),
die Wegschlagfähigkeit,
sowie die Klarheit des Bildes (DOI distinctness of image) wurden
visuell ausgewertet und miteinander verglichen. Die Ergebnisse dieser
Tests werden in den Tabellen 77 bis 79 unten dargestellt. In den
Tabellen 77 bis 79 bezeichnet "Std." einen Referenz-Standard
für die
visuellen Bewertungen; "=" bezeichnet eine
Leistungsfähigkeit
gleich mit dem Standard; ">" bezeichnet eine Leistungsfähigkeit,
besser als der Standard; und ">>" bezeichnet
eine Leistungsfähigkeit
von viel besser als der Standard. Tabelle 77 Überzüge, welche das Poly(Styren)
Emulsions-Polymer enthalten
Harz | Glanz/Schwarz | Glanz/Weiß | Benetzung | Regulierung | Wegschlagfähigkeit | DOI |
beispielhaftes
Harz 1 | 88 | 81 | = | > | >> | >> |
herkömmliches
Harz 4 | 84 | 78 | Std. | Std. | Std. | Std. |
Tabelle 78 Überzüge, welche ein hartes, Film-bildendes
Emulsions-Polymer enthalten
Harz | Glanz/Schwarz | Glanz/Weiß | Benetzung | Regulierung | Wegschlagfähigkeit | DOI |
beispielhaftes
Harz 1 | 86 | 79 | = | > | >> | >> |
herkömmliches
Harz 4 | 84 | 75 | Std. | Std. | Std. | Std. |
herkömmliches
Harz 5 | 81 | 74 | = | = | = | = |
Tabelle 79 Überzüge, welche ein weiches, Film-bildendes
Emulsions-Polymer enthalten
Harz | Glanz/Schwarz | Glanz/Weiß | Benetzung | Regulierung | Wegschlagfähigkeit | DOI |
beispielhaftes
Harz 1 | 85 | 79 | = | > | >> | >> |
herkömmliches
Harz 4 | 81 | 73 | Std. | Std. | Std. | Std. |
herkömmliches
Harz 5 | 81 | 74 | = | = | = | = |
-
Herstellung von beispielhaften und herkömmlichen Überzügen aus
den beispielhaften Har zen 39 und 40 bzw. dem herkömmlichen
Harz 9
-
Klare Überzüge wurden
formuliert aus Emulsions-Polymeren, welche Harz-Schnitte von beispielhaften Harz
39 und 40 enthielten. Ein Kontroll-Emulsions-Polymer wurde hergestellt
unter Verwendung des herkömmlichen
Harzes 9. Eine Monomer-Mischung aus 41 Prozent Styren, 28 Prozent
Methylmethacrylat und 31 Prozent 2-Ethylhexylacrylat wurde in jedem
der Emulsions-Polymere eingesetzt. Die letztendlichen Emulsions-Polymere
hatten einen Feststoffgehalt von ungefähr 43 Prozent.
-
Jedes
der drei Emulsions-Polymere wurde in einem klaren Überzug formuliert.
Die Überzugs-Formulierung
bestand aus: 30 Teilen an Polymer-Feststoffen; 9 Teilen an DowanolTMEB, einen Ethylglykol-Butylether-Produkt
von Dow Chemical Company of Midland, Michigan; 0,02 Teilen von ZonylTMFSJ-Feststoffen, einem Benetzungsagents
und Produkt von E.1 du Pont de Nemours, of Wilmington, Delaware;
sowie Wasser hinzugegeben in einer Menge von insgesamt 100 Teile
zu erhalten.
-
Die
klaren Überzüge wurden
zu Testzwecken auf einer Vielzahl von Substraten aufgebracht. Eine
Auftrageschaufel sowie ein elektrischer Mischmotor wurden verwendet,
um die Überzüge herzustellen.
Eine Reihe von Eigenschaften wurde bewertet und die Ergebnisse sind
in der folgenden Tabelle dargestellt. Es wurde überraschenderweise und unerwarteterweise
entdeckt, dass die klaren Überzüge, welche
die Polymerprodukte der vorliegenden Erfindung einbringen, eine
deutlich erhöhte
frühe Wasser-Widerstandsfähigkeit
zeigten im Vergleich zu den klaren Überzügen, welche die konventionellen
Harze einschlossen. Tabelle 80
Test | Substrat | Überzug mit
herkömmlichem
Harz 9 | Überzug mit
beispielhaftem Harz 40 | Überzug mit
beispielhaftem Harz 39 |
Frühe Wasser-Widerstandsfähigkeit – 4 Stunden
trocken | LenetaTM 1B (schwarzer versiegelter Teil) | 5,8/7,3 | 9,8/10 | 9,9/10 |
Frühe Wasser-Widerstandsfähigkeit – 24 Stunden
trocken | LenetaTM 1B (schwarzer versiegelter Teil) | 9,3/8,7 | 9,7/10 | 9,8/9,5 |
Chemische
Widerstandsfähigkeit 50%
Ethanol | LenetaTM 1B (schwarzer versiegelter Teil) | 8,8/8,6 | 9,2/9,2 | 10/10 |
Chemische
Widerstandsfähigkeit
5% NaOH | LenetaTM 1B (schwarzer versiegelter Teil) | 7,8/9,3 | 7,8/9,0 | 6,3/8,2 |
Korrosions-Widerstandsfähigkeit – Oberflächen-Rost | BonderiteTM 1000 kalt-gewalzter Stahl, 3 mil Bird Bar | 5,5 | 5,5 | 5,5 |
Korrosions-Widerstandsfähigkeit – Hinterschnitt | BonderiteTM 1000 kalt-gewalzter Stahl, 3 mil Bird Bar | 3/32'' | 3/32'' | 3/32'' |
Korrosions-Widerstandsfähigkeit – Blasen | BonderiteTM 1000 kalt-gewalzter Stahl, | kein | wenig | kein |
Konig
Härtegrad, Gesteine | BonderiteTM 1000 kalt-gewalzter Stahl | 136 | 109 | 129 |
Stift-Härtegrad | BonderiteTM 1000 kalt-gewalzter Stahl | H | B | H |
Glanz,
20 Grad | LenetaTM 1B (weißer versiegelter Teil) | 50 | 45 | 47 |
Glanz,
60 Grad | LenetaTM 1B (weißer versiegelter Teil) | 93 | 90 | 92 |
„Cross
Hatch Tape" Anhaften | BonderiteTM 1000 behandeltes CRS | 5 | 4 | 4,5 |
-
Die
folgenden Testprotokolle wurden für jeden Test, der in Tabelle
80 gezeigt ist, befolgt:
-
Frühe
Wasser-Widerstandsfähigkeit:
-
Der Überzug wurde
auf das Substrat aufgebracht mit einem # 50-drahtgewundenen Zuggestänge und wurde
an der Luft getrocknet für
die angegebene Zeitspanne. Am Ende der angegebenen Zeit wurde eine
Filter-Papierscheibe, die mit deionisiertem Wasser gesättigt war,
auf dem Überzug
für eine
Stunde platziert. Ein Uhrenglass wurde über der Filter-Papierscheibe platziert,
um das Verdampfen von Wasser zu minimieren. Die Testplatte wurde
mit Leitungswasser geflutet und die Testplatten wurde inspiziert
hinsichtlich Schädigung
des Überzuges.
Sechs Antworten wurden aufgezeichnet für jeden Überzug und auf einer Skala
von 0 bis 10 bewertet, wobei 10 das beste Ergebnis ist. Ein Durchschnitt
der sechs Antworten für
jeden Überzug
ist in der Tabelle gezeigt. Die erste Zahl korrespondiert mit der
durchschnittlichen Bewertung unmittelbar nach dem Test und die zweite
Zahl ist die durchschnittliche Bewertung nach dem sich der Überzug vollständig regeneriert
hat.
-
Chemische Widerstandsfähigkeit:
-
Der Überzug wurde
auf das Substrat aufgebracht, anfangs in einem Ofen bei 35°C über Nacht
getrocknet und anschließend
ließ man
ihn an Luft für
sieben Tage trocknen. Die Prozedur des frühen Wasser-Widerstandsfähigkeits-Tests
wurde für
jede der angegebenen Chemikalien befolgt.
-
Korrosions-Widerstandsfähigkeit:
-
Der
klare Überzug
wurde mit einer 3 mil Bird-Zugvorrichtung auf BonderiteTM 1000
aufgebracht, einem kalt gewalzten Stahlprodukt von AOI Labs, Inc.
of Hillsdale, Michigan. Man ließ den Überzug für 47 Tage
trocknen. Der Überzug
wurde eingeritzt und einer Behandlung für 83 Stunden in einem Salz-Sprüh-Gehäuse unterzogen.
Oberflächen-Rost
wurde ausgewertet unter Verwendung des ASTM B117-Verfahrens. Der
Hinterschnitt ist der Abstand von der Ritze zur Kante der Korrosion über der
Ritze. Das Blasenbilder wurde ausgewertet unter Verwendung von ASTM
D714.
-
Härte:
-
Härte wurde
gemessen unter Verwendung eines Pendulum Hardness Tester, Konig
von Byk Gardner Company of Rivers Park, Maryland. Der Überzug wurde
an Luft für
21 Tage getrocknet. Ein Durchschnitt von drei Auswertungen für jeden Überzug ist
in der Tabelle oben dargestellt. Die Stift-Härte-Messung verwendete Eagle
Turquoise-Stifte. Die gleiche Probelackierungs-Prozedur, die für den Korrosions-Widerstandsfähigkeits-Test
verwendet wurde, wurde eingesetzt.
-
Glanz:
-
Glanz
wurde gemessen auf dem weißen
versiegelten Abschnitt einer Leneta 1B-Platte. Der Überzug wurde
auf die Platte mit einer #50-Draht gewundenen Zugvorrichtung aufgebracht
und man ließ ihn
an Luft für zwei
Tage trocknen. Ein Micro-tri Gloss meter von Byk Gardner, ein Produkt
von Byk Gardner Company of Rivers Park, Maryland, wurde zum Messen
des Glanzes eingesetzt. Der Durchschnitt, der in der Tabelle dargestellt
wurde, basierte auf sechs bis neun Messungen.
-
"Cross
Hatch Tape"-Anhaften
(gemäß ASTM D3359-95):
-
Ein Überzug wurde
auf eine Platte von BonderiteTM 1000 kalt
gewalzten Stahl aufgebracht mit einer 3 mil Bird-Zugvorrichtung
und man ließ den Überzug an
Luft für
26 Tage trocknen. Die gleiche Probelackierungs-Prozedur, die in
dem Korrosions-Widerstandsfähigkeitstest
eingesetzt wurde, wurde verwendet. Der Überzug wurde bewertet in einem
Cross Hatch-Muster
mit einem 11 Schaufel-Paint-Adhesion-Tester mit 1,5 mm Abständen, erhalten
von Paul Gardner (Pompano Beach, Florida). Ein Stück von ScotchTM#610-Band von 3M Company of St. Paul, Minnesota,
wurde auf den Überzug
aufgebracht; aufgerieben mit einem Bleistiftradiergummi; platziert
für 60
bis 120 Sekunden und anschließend
mit einem 180°-Winkel gezogen. Die
Entfernung des Überzuges
wurde ausgewertet auf einer Skala von 0–5 („B"), wobei ein numerischer Wert von 5
mit einer perfekten Anhaftung korreliert.
-
Herstellen von beispielhaften und konventionellen
Lacken auf den beispielhaften Harzen 39 und 40 und dem herkömmlichen
Harz 9
-
Weiße Emaille-Lacke
wurden formuliert aus Emulsions-Polymeren, welche die Harz-Schnitte des beispielhaften
Harzes 39 und des beispielhaften Harzes 40 enthielten. Ein Kontroll-Emulsions-Polymer
wurde hergestellt unter Verwendung des konventionellen Harzes 9.
Eine Monomer-Mischung aus 41% Styren, 29% Methylmethacrylat und
31% 2-Ethylhexylacrylat
wurde verwendet in jedem der Emulsions-Polymere. Die letztendlichen
Emulsions-Polymere hatten einen Feststoffgehalt von ungefähr 43%.
Jedes der drei Emulsions-Polymere wurde in einen weißen Emaille-Lack
formuliert. Es wurde überraschenderweise
und unerwarteterweise entdeckt, dass Lacke, welche das Polymerprodukt
der vorliegenden Erfindung einbrachten, eine viel größere Glanzbeständigkeit
aufwiesen im Vergleich zu ähnlichen
Lacken, welche nur dahingehend unterschiedlich waren, dass sie herkömmliche
Harze anstelle der Polymerprodukte der vorliegenden Erfindung enthielten.
-
Eine
Schleif-Base wurde hergestellt durch Vermischen der folgenden Materialien,
die in Tabelle 81 gezeigt sind, und zwar in einem Hochgeschwindigkeits-Mischgerät für 15 Minuten: Tabelle 81
Schleif-Basen-Komponenten | Menge
der Komponenten |
Wasser | 8,414
g |
SurfynolTM CT-151 | 0,401
g |
SurfynolTM 104DPM | 0,161
g |
DehydranTM 1620 | 0,048
g |
DSXTM-1550 | 0,040
g |
TiPureTM R-706 | 20,034
g |
-
SurfynolTM CT-151 und SurfynolTM 104DPM
sind Marken eines Tensids, verfügbar
von Air Products and Chemicals, Inc. (Allentown, Pennsylvania).
DehydranTM 1620 ist eine Marke eines Entschäumungs-Mittels
verfügbar
von Henkel Corporation (Ambler, Pennsylvania). TiPureTM und
DSXTM ist eine Marke eines assoziativen Dickungs-Mittels,
hergestellt von Henkel Corporation (Ambler, Pennsylvania). TiPureTM R-706 ist eine Marke für ein Titandioxidpigment verfügbar von
E.I. duPont de Nemours (Wilmington, Delaware).
-
Drei
weiße
Emaille-Lacke wurden formuliert durch Vermischen der Materialien,
wie in der Tabelle unten dargestellt. Für jeden Lack wurde ein unterschiedliches
Emulsions-Polymer eingesetzt. Tabelle 82
Materialien | Lack
mit herkömmlichem
Harz 9 | Lack
mit beispielhaftem Harz 40 | Lack
mit beispielhaftem Harz 39 |
Emulsions-Polymer | 58,1 | 58,8 | 58,1 |
Schleif-Base
(Tabelle 81) | 29,1 | 29,1 | 29,1 |
Deionisiertes
Wasser | 67,5 | 67,5 | 67,5 |
DehydranTM 1620 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
DowanolTM EB | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
DowanolTM DPnB | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
RayboTM 60 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
RM825TM | 4,7 | 0,9 | 6,3 |
-
DowanolTM EB und DowanolTM DPnB,
Weichmacher-Lösungsmittel-Marken
der The Dow Chemical Company (Midland, Michigan), wurden miteinander
vermischt und als Mischung zu den Lack-Formulierungen hinzugegeben.
RayboTM 60, ein Flugrost-Inhibitor ist ein
Produkt der Raybo Corporation (Huntington, West Virginia). RM825TM ist ein assoziatives Dickungsmittel verfügbar von
Rohm & Haas Company
(Spring House, Pennsylvania). Das assoziative Verdickungs-Mittel
wurde in verschiedenen Mengen hinzugegeben, um die geeignete Anwendungsviskosität für den Lack
einzustellen.
-
Die
weiße
Emaille-Lacke wurden auf eine Vielzahl an Substraten für Testzwecke
aufgezo gen. Ein 0,003'' Bird Applicator
wurde verwendet, um die Überzüge herzustellen.
Eine Reihe von Eigenschaften wurden ausgewertet für die Überzüge und die
Ergebnisse sind in der Tabelle 83 unten dargestellt. Tabelle 83
Test | Substrat | Lack
mit herkömmlichem
Harz 9 | Lack
mit beispielhaftem Harz 40 | Lack
mit beispielhaftem Harz 39 |
Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit – Rosten | Blank
gewalzter Stahl | 6 | Kein | Kein |
Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit – Blasenbildung | Blank
gewaltzer Stahl | #8D | Kein | Kein |
Beständigkeits-20 Glanz-Erhaltung | Aluminiumplatten | 13% | 79% | 41% |
Beständigkeits-60 Glanz-Erhaltung | Aluminiumplatten | 49% | 97% | 78% |
Scheuer-Widerstandsfähigkeit | LenetaTM Plastik-Scheuer-Streifen [#121-10N] | 457 | 1140 | 500 |
Chemische
Widerstandsfähigkeit – 10 % Ethanol | BonderiteTM 1000 (kalt gewalzter Stahl) | 9,3 | 10 | 9,8 |
Chemische
Widerstandsfähigkeit – 10 % NaOH | BonderiteTM 1000 (kalt gewalzter Stahl) | 8 | 8,5 | 8 |
Korrosions-Widerstandsfähigkeit – Oberflächen-Rost | Blank
gewalzter Stahl | 4 | 4 | 5 |
Korrosions-Widerstandsfähigkeit – Hinterschnitt | Blank
gewalzter Stahl Bar | 10/32'' | 7/32'' | 8/32'' |
Korrosions-Widerstandsfähigkeit – Blasen | Blank
gewalzter Stahl | #8MD | #6D | #4MD |
Konig
Härtegrad, Gesteine | Blank
gewalzter Stahl | 76 | 85 | 73 |
Glanz,
20 Grad | LenetaTM 1B | 35/38 | 50/35 | 34/36 |
Glanz,
60 Grad | LenetaTM 1B | 79/83 | 88/83 | 78/81 |
Cross
Hatch Tape Anhaften | Blank
gewalzter Stahl | 5B | 5B | 5B |
-
Die
folgenden Testprotokolle wurden für jeden Test befolgt:
Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit:
Die Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit
wurde ausgewertet durch Platzieren von Platten in einem QCT Cleveland
Condensation-Gehäuse,
einem Produkt von Q-Panel Lab Products of Cleveland, Ohio, und zwar
für 200
Stunden. Die Auswertung des Oberflächen-Rostens folgte dem ASTM D-610.
Die Auswertung des Blasenbildens folgte dem ASTM D-714.
-
Beständigkeit:
Der Überzug
wurde getestet hinsichtlich QUV-Beständigkeit für 1000 Stunden mit den A-Lampen.
Die Exposition wird durchgeführt
in einem QUV-Gehäuse,
einem Produkt von Q-Panel Lab Products of Cleveland, Ohio. Der Glanz-Verlust
wird dargestellt als ein Maß des
Effektes der UV-Bestrahlung auf diese Überzüge. Der Glanz des behandelten
Streifens wird dargestellt als Prozentsatz des ursprünglichen Glanzes
der Probe.
-
Scheuer-Widerstandsfähigkeit:
Die Scheuer-Widerstandsfähigkeit
der Überzüge wurde
ausgewertet um der Verwendung eines Abrasion Testers, einem Produkt
von Byk-Gardner Company of Rivers Park, Maryland. Filme wurden aufgebracht
unter Verwendung eines 007-Inch-Blade-Applicators auf Plastik-Scheuer-Streifen
(LenetaTM #121-10N) und die Probe ließ man für 14 Tage
trocknen. Die Überzüge wurden
abgescheuert mit einem abschleifendem Medium gemäß ASTM D-2486. Die Anzahl der
Wegeinheiten, die benötigt wurde
um vollständig
den Überzug
zu durchdringen, ist dargestellt.
-
Chemische
Widerstandsfähigkeit:
Der Überzug
wurde auf das Substrat aufgebracht und man ließ ihn an Luft für zumindest
14 Tage trocknen. Am Ende der angegebenen Zeit wurde eine Scheibe
aus Filterpapier, gesättigt
mit der Chemikalie auf dem Überzug
für eine
Stunde platziert. Ein Uhrenglas wurde über der Filterpapierscheibe
platziert, um das Wasserverdampfen zu reduzieren. Die Testplatte
wurde mit Leitungswasser geflutet und die Platten wurden hinsichtlich
Schaden auf dem Überzug
ausgewertet. Sechs Antworten wurden für jeden Überzug erhalten und auf einer
Skala von 0–10
bewertet, wobei 10 das beste Testergebnis darstellt. Ein Durchschnitt
der sechs Antworten für
jeden Überzug
ist in der Tabelle dargestellt.
-
Korrosions-Widerstandsfähigkeit:
Der klare Überzug
wurde auf blankem kalt gewalzten Stahl aufgebracht, erhalten von
ACT Labs, Inc. (Hillsdale, Michigan). Man ließ den Überzug für zumindest sieben Tage trocknen.
Der Überzug
wurde geritzt und einer 86 Stunden dauernden Behandlung in einem
Salzwassergehäuse
unterzogen, einem Produkt von Q-Panel Lab Products of Cleveland,
Ohio. Die Tests wurden durchgeführt
entsprechend ASTM 8-117-90.
Oberflächenrost
wurde ausgewertet entsprechend dem ASTM D-610-Verfahren.
-
Der
Hinterschnitt wurde gemessen basierend auf ASTM D-1654. Blasenbilden
wurde ausgewertet entsprechend ASTEM D714.
-
Härte: Härte wurde
gemessen unter Verwendung eines Pendulum Hardness Tester, Konig
von der Byk Gardner Company of Rivers Park, Maryland. Ein Durchschnitt
von drei Auswertungen für
jeden Überzug
ist in der Tabelle oben dargestellt.
-
Glanz:
Glanz wurde gemessen auf dem versiegelten Abschnitt einer LenetaTM 1B-Platte. Der Überzug wurde auf die Platte
aufgebracht mit einem 3-mil (.003-inch) Bird Blade Applicator und
an Luft getrocknet. Ein Byk-Gardner micro tri-Glossmeter, ein Produkt
von Byk Gardner Company of Rivers Park, Maryland wurde verwendet,
um den Glanz zu messen.
-
"Cross-Hatch-Tape"-Anhaften: Ein Überzug wurde
auf einen Streifen von blanker, kalt gewalzten Stahl aufgebracht
und man ließ ihn
für 14
Tage an Luft trocknen. Der Überzug
wurde ausgewertet in einem „Cross Hatch"-Muster mit einem
Multi-Spitzen-Schneidegerät
mit 11 parallelen Klingen, welche 1,5 mm voneinander entfernt waren,
spezifiziert in ASTM D-3359.
Ein Stück
von ScotchTM #610-Band wurde auf die Überzüge aufgebracht.
Das Band wurde in einem 90°-Winkel
gezogen und die Entfernung des Überzugs
wurde bewertet. Die Zahl repräsentiert
das Ausmaß des
Anhaft-Verlustes, wobei 5 äquivalent
ist mit keinem Verlust, 4 äquivalent
ist mit sehr geringem Verlust und so weiter, und wobei 0 gleich
ist mit einem Verlust von mehr 65%.
-
Herstellung von beispielhaftem
Wasser-basierten Überzügen mit
verbesserten Barriere-Eigenschaften
und Herstellung von herkömmlichen
Wasser-basierten Überzügen
-
Die
Barriere-Eigenschaften von tonbeschichteten Karton-Materialien wurde
ausgewertet nach Überziehen
mit einer Zusammensetzung, welche ein Acryl-Emulsions-Polymer umfasste,
ein herkömmliches
oder beispielhaftes Styren-Acryl-Harz sowie eine Parrafin-Wachs-Emulsion (Michelman
62330, Michelman Corp. Cincinnati, Ohio). Die Barriere-Eigenschaft
wurde bestimmt durch ein gravimetrisches Verfahren (TAPPI-Verfahren
T448 om-89 [TAP-PIPress,
1992]), wobei die Rate des Wasserdampfes, der durch das überzogene
Material gelangt, gemessen wurde. Die Tabelle 84 fasst die Wasserdampf-Transmissions-Rate
zusammen für eine
Zusammensetzung, welche ein Standard-Styren-Acryl-Harz enthält, sowie
eine Zusammensetzung, die ein Harz der vorliegenden Erfindung umfasst.
Die Überzugs-Zusammensetzung,
welche das beispielhafte Harz 33 umfasst stellte verbesserte Barriere-Eigenschaften zur
Verfügung
(geringe Wasserdampf-Transmissionsrate) im Vergleich mit der Überzug-Zusammensetzung,
welche das herkömmliche
Harz 1 umfasste, obwohl die Filmdicke des Überzuges, der das beispielhafte
Harz 33 umfasste, dünner
war als diejenige, welche das herkömmliche Harz 1 umfasste. Dies
zeigt, dass die Harze der vorliegenden Erfindung wichtige Eigenschaften für die Anwendung
als MVTR-Anwendungen haben. Tabelle 84
Zusammensetzung | Komponentena | Überzugs-Film-Dicke | Wasserdampf-Transmissions-Rateb |
herkömmlicher
Wasser-Barriere-Überzug | Acryl-Emulsions-Polymer
56% herkömml. Harz
1 24% Paraffin-Wachs-Emulsion 20% | 1,2
Mil | 6 |
beispielhafter
Wasser-Barriere-Überzug | Acryl-Emulsions-Polymer
56% herkömml. Harz
33 24% Paraffin-Wachs-Emulsion 20% | 0,9
Mil | 2 |
a Formel dargestellt als Anteil an Feststoff
einer jeden Komponente
b Dargestellt
als Gramm pro 100 Quadratinch pro 24 Stunden bei einer relativen
Luftfeuchtigkeit von 90% und 37,8°C. |
-
Herstellung von beispielhaftem und herkömmlichem
hochfesten Pigment-Dispersionen, Tinten und Ausbleichern
-
Verschiedene
hochfeste Pigment-Dispersionen können
hergestellt werden unter Verwendung der Polymere der vorliegenden
Erfindung. Beispielsweise wurde eine hochfeste gelbe Pigment-Dispersion
hergestellt durch Vereinigen von 220,86 g an Roma Color 014-HS 1054
(einem 48,9%igen festen Presskuchen von Roma Color of Fall River,
Massachusetts), 67,5 g eines Harz-Schnittes B, 9 g an Polyalkylenglykol,
1,5 g an Ultra Additives PI-35 (einem Produkt von Ultra Additives,
Inc. von Paterson, New Jersey) und 1,14 g an Wasser in einem Ein-Viertel-Vermischungsbehälter. Diese
Mischung wurde gerührt
und anschließend
in eine Eiger-Mühle
gegossen. Diese Mischung wurde für
40 Minuten verarbeitet bei 5000 rpm unter Verwendung von 70 mL an 1,0
bis 1,5 mm großen
Glaskügelchen
als Mahlmedien. Der Schnitt hat eine Viskosität von 41,50 Sekunden in einem
#3-Zahn-Behälter
und bei einem pH von ungefähr
8,5 nach 24 Stunden. Die Viskosität war 41,50 Sekunden in einem
#3-Zahn-Behälter
nach einer Woche.
-
Eine
vergleichbare gelbe Pigment-Dispersion wurde hergestellt unter Verwendung
von 220,86 g des Roma Color 014-HS-1054, 27 g an pulverisiertem
Harz (1:1-Mischung von JoncrylTM HPD 671
und JoncrylTM 678, beide Produkte von S.C.
Johnson & Sons,
Inc. of Racine, Wisconsin), 9 g an Polyethylenglykol, 1,5 g an Ultra
Additives PI-35, 6,31 g an 28% Ammoniak und 35,33 g an Wasser. Die
Dispersion wurde verarbeitet unter Verwendung der Prozedur wie oben
beschrieben. Die Harze mussten in dieses System formuliert werden
in Form von Pulvern, da Harz-Lösungen
zu dick zum Handhaben in der geeigneten Feststoff-Menge wären. Die Dispersion
hat eine Viskosität
von 50 Sekunden in einem #3-Zahn-Behälter bei
einem pH von ungefähr
8,5 nach 24 Stunden. Die Viskosität war 50 Sekunden in einem
#3-Zahn-Behälter
nach einer Woche.
-
Tinten
wurden hergestellt unter Verwendung von 50 g der gelben Pigment-Dispersion,
50 g an JoncrylTM 624 und 5,25 g an Wasser.
Ein Abzug wurde hergestellt auf einer N2A LenetaTM-Karte
unter Verwendung einer #4-drahtgewundenen Stange. Glanzmessungen
(60°) wurden
vorgenommen unter Verwendung eines Glossmeters. Der Glanz der Tinte,
welche die Harz-Dispersion B enthielt, betrug 63 über den
weißen
Abschnitt der Karte, während
der Glanz der Tinte mit den herkömmlichen
kommerziellen Harzen 62 betrug. Es wurde überraschenderweise und unerwarteterweise
festgestellt, dass Tinten, welche die Polymer-Produkte der vorliegenden
Erfindung einbrachten, weniger brünierten im Vergleich zu herkömmlichen
Tinten, welche herkömmliche
Harze einbrachten.
-
Ausbleichungen
wurden durchgeführt
mit 95 g von einer weißen
Bleichformulierung (50% FlexiverseTM WFD-5006
und 50% JoncrylTM 74), 4 g der gelben Pigment-Dispersion
und einem Gramm an FlexiverseTM BFD-1121.
Diese Mischung wurde sorgsam vermischt durch Zugabe von 25 mL an
Glaskügelchen
zu dem Behälter
und Rotieren des Behälters
auf einer Walzmühle.
Ein Abzug wurde durchgeführt
auf einer N2A LenetaTM-Karte unter Verwendung
einer #6-drahtgewundenen Stange. Die Ausbleichungen, welche die
Harzlösung B
enthielten, zeigten bessere Farbentwicklung im Vergleich zu der
Dispersion, die auf herkömmlichen
kommerziellen Harzen beruhte.
-
JoncrylTM 624 und JoncrylTM 74
sind filmbildende Emulsionen, hergestellt von S.C. Johnson & Sons, Inc. aus
Racine, Wisconsin. FlexiverseTM WFD-5006
und FlexiverseTM BFD-1121 sind weiße und blaue
Pigment-Dispersionen, hergestellt von Sun Chemical Corporation aus
Fort Lee, New Jersey.
-
Herstellung von beispielhaften
und herkömmlichen
Pigment-Dispersionen und Tinten zum Drucken auf Film und Folie
-
Eine
Tinte, die auf dem beispielhaften Harz 42 basierte, wurde hergestellt,
zum Drucken auf Film und Folie. Eine herkömmliche Tinte, die auf dem
herkömmlichen
Harz 10 basierte, wurde hergestellt und verwendet als eine Kontrolle.
Um die Tinten herzustellen, wurden Basen-Pigment-Dispersionen hergestellt
mit den Komponenten, die in Tabelle 85 aufgeführt sind. Tabelle 85
Herkömmliche
Pigment-Dispersion | Beispielhafte
Pigment-Dispersion |
Komponente
Harzes 10 | Quantität | Komponente | Quantität |
Schnitt
des herkömml. | 170,45
g | Schnitt
des beispielh. Harzes 42 | 170,04
g |
Wasser | 140,80
g | Wasser | 124,20
g |
SurfynolTM DF-58 | 1,25
g | SurfynolTM DF-58 | 1,18
g |
Sun
249-1282TM Blue | 187,50
g | Sun
249-1282TM Blue | 177,25
g |
-
Die
Komponenten der Pigment-Dispersion wurden vereinigt und mit einem
Spatel gerührt,
um das Pigment zu durchfeuchten. Das Pigment wurde in der wässrigen
Harz-Lösung
dispergiert durch Vermahlen der Mischung in einer Eiger-Mühle für 20 Minuten
bei 5000 rpm unter Verwendung von ungefähr 70 ml an 1,0 bis 1,5 mm
Glaskügelchen
als das Mahlmedium. Die Pigment-Dispersions-Formulierung enthält 37,5%
Pigment und ein Pigment-zu-Bindemittel-Verhältnis von
4:1. SufynolTM DF-58 ist ein Entschäumer, hergestellt
von Air-Products
and Chemicals, Inc. of Allentown, Pennsylvania. Sun 249-1282TM Blue ist ein Phthalo-Blau-Pigment, hergestellt
von Sun Chemical Corporation of Cincinnati, Ohio.
-
Tinten
wurden hergestellt durch Vermischen der Pigment-Dispersionen, Emulsions-Polymeren und Wasser
mit einem Overhead-Rührapparat
entsprechend der Zusammensetzung, die in Tabelle 86 dargestellt ist.
Die Emulsions-Polymere wurden hergestellt in der Gegenwart von Harz-Schnitten
des herkömmlichen
Harzes 11 sowie des beispielhaften Harzes 41. Eine Monomer-Mischung
von 48% Butylacrylat, 21% Methylmethacrylat und 31% 2-ethylhexylacrylat
wurde verwendet in jedem der Emulsions-Polymere. Die Emulsions-Polymere hatten einen
Feststoffanteil von ungefähr
48%. Tabelle 86
herkömmliche
Tinte | beispielhafte
Tinte |
Komponente | Quantität | Komponente | Quantität |
herkömmliche
Pigment-Dispersion | 43,00
g | beispielhafte
Pigment-Dispersion | 43,00
g |
herkömmliche
Emulsion | 50,00
g | beispielhafte
Emulsion | 50,00
g |
Wasser | 8,00
g | Wasser | 3,00
g |
-
Das
Wasser wurde verwendet, um die Tinten-Viskosität auf ungefähr 24 Sekunden auf einem #2-Zahn-Behälter einzustellen.
Zahn-Behälter
können
käuflich
erworben werden von der Paul N. Gardner Company of Pompano Beach,
Florida.
-
Nebeneinanderliegende
Abzüge
wurden erstellt auf Leneta
TM N2A-Platten
mit einer #4-drahtgewundenen
Stange, um den Glanz zu testen sowie andere Tinten-Erscheinungs-Eigenschaften. Die
Ergebnisse sind in der Tabelle 87 dargestellt. Tabelle 87
Eigenschaft | herkömmliche
Tinte | beispielhafte
Tinte |
60° Glanz, schwarzes
Teil | 44,4 | 44,1 |
60° Glanz, schwarzes
Teil | 33,6 | 34,9 |
Transparenz | standard | leicht
weniger |
Brünieren | ja | nein |
Farbstärke | gleich | gleich |
-
Nebeneinanderliegende
Abzüge
wurden erstellt auf papier-verbackener Aluminiumfolie mit einer #4-drahtgewundenen
Stange, um den Glanz sowie andere Tinten-Erscheinungsbild-Eigenschaften zu
testen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 88 dargestellt. Tabelle 88
Eigenschaft | herkömmliche
Tinte | beispielhafte
Tinte |
60° Glanz | 90,6 | 94,2 |
Farbstärke | gleich | gleich |
Transparenz | standard | leicht
weniger |
-
Die
Tinten wurden überzogen,
nebeneinanderliegend, auf einem weißen Medium-Gleitfilm aus LDPE(low
density polyethylene), hergestellt durch die James River Corporation
of Orange, Texas, unter Verwendung eines 200P Line Anilox Handproofer.
Das mit Tinte versehene Substrat wurde in einen Zwangsumluftofen bei
50°C für 10 Sekunden
platziert. Tabelle 89
Eigenschaft | herkömmliche
Tinte | beispielhafte
Tinte |
Glanz | standard | leicht
weniger |
Brünieren | ja | nein |
Tinten-Transfer | standard | leicht
weniger |
Sofortige
Feuchtigkeitsfalten | standard-großer Tintenverlust | viel
besser, wenig Tintenverlust |
24
h Feuchtigkeitsfalten | standard-kleiner
Tintenverlust | gleich,
wenig Tintenverlust |
sofortiges
Band-Anhaften | standard-wenig
Tintenverlust, langsamer Zug | gleich,
wenig Tintenverlust, langsamer Zug |
24
h Band-Anhaften | standard-wenig
Tintenverlust, langsamer Zug | gleich-wenig
Tintenverlust, langsamer Zug |
Film-Benetzen | gut | gut |
-
Glanz,
Brünierung,
Tintentransfer und Film-Benetzung wurden ausgewertet durch visuelle
Inspektion und die Ergebnisse sind in der Tabelle 89 dargestellt.
Das Band-Anhaften wurde gemessen mit einem 3M #610-Band, einem Produkt
der 3M Company of St. Paul, Minnesota. Das Band wurde mit einem Vier-Pfund-Walzgerät aufgebracht.
Das Band wurde dann in einem Winkel von 180° von der Ebene des mit Tinte
versehenen Filmes gezogen. Sowohl ein langsamer als auch ein schneller
Zug wurden mit dem gleichen Band durchgeführt. Eine visuelle Bewertung
der Tinten-Entfernung wurde durchgeführt. In dem Feuchtigkeits-Falten-Test wurde das mit
Tinte versehene Substrat in raumtemperaturwarmes Wasser für eine Minute getaucht.
Das Substrat wurde entfernt und zwischen Daumen und Zeigefinger
einer jeden Hand über
50 bis 100 Falten gefaltet oder bis die Tinte herauszulaufen begann.
Der Tintenverlust wurde visuell beobachtet. In dem 24 Stunden dauernden
Feuchtigkeits-Falten-Test
wurde das mit Tinte versehene Substrat unter Umgebungsbedingungen über 24 Stunden
hinweg getrocknet, und bei raumtemperaturwarmen Wasser für vier Stunden
eingetaucht. Das Substrat wurde entfernt und zwischen dem Daumen
und dem Zeigefinger einer jeden Hand für 200 Falten gefaltet oder
bis die Tinte begann, herauszulaufen. Der Tintenverlust wurde visuell
bewertet.
-
Herstellung von beispielhaften
und herkömmlichen
Papieroberfächen-Verleimungs-Mitteln
-
Oberflächen-Verleimungs-Mittel
werden auf Papier aufgebracht, um die Tintenaufnahmefähigkeit
zu verbessern sowie die Oberflächen-Eigenschaften
von Papier. Das folgende Beispiel illustriert die Einsatzfähigkeit
der oben genannten Harz-Zusammensetzungen als Oberflächen-Verleimungs-Mittel.
-
Eine
12%ige feste Stärkelösung wurde
hergestellt durch Beladen von 780 g an deionisiertem Wasser und
120 g an Penford 230, einer Stärke,
die enthalten wird von Penford Products (Cedar Rapids, Iowa), in
einen zwei Liter großen
vierhälsigen
Rundkolben, der mit einem Thermometer bestückt war, einem Heizmantel, einem
Kondensor sowie einer mechanischen Rühreinheit. Während des
Rührens
wurde die Temperatur auf 95°C
erhöht über ungefähr 30 Minuten
und eine zusätzliche
30-minütige
Aufbereitung wurde implementiert. Nach der zusätzlichen Aufbereitung wurden
zusätzliche
432 g an deionisiertem Wasser hinzugegeben und die Temperatur wurde
auf 65°C
reduziert. Die resultierende Lösung
war eine 8% feststoffenthaltende wässrige Lösung von Penford 230 Stärke.
-
Drei
gleiche Teile von 370 g der oben genannten Stärkelösung wurden auf Messbecher überführt und zusätzliches
Wasser sowie Additive wurden hinzugefügt, um die Herstellung der
Oberflächen-Verleimungs-Zusammensetzungen,
wie sie in Tabelle 90 beschrieben werden, zu vervollständigen. Tabelle 90
| Beispiel
A | Beispiel
B | Beispiel
C |
8%
Stärkelösung verwendet | 370
g | 370
g | 370
g |
deionisiertes
Wasser | 2,35
g | 2,46
g | 5,0
g |
herkömmliches
Harz | - | 2,54
g | - |
beispielhaftes
Harz | 2,65 | - | - |
-
Tests
wurden durchgeführt,
um die Effizienz der Papier-Verleimungs-Mittel auf Papier-Zellstoff zu bestimmen.
Ein TAPPT (Technical Association of the Pulp and Paper Industry)
530 pm-89-Testverfahren wurde eingesetzt, um die Tinten-Widerstandsfähigkeit
des überzogenen
Papier-Zellstoffs zu bestimmen. Das Verfahren setzte einen Hercules
Size Tester (Hercules, Wilmington, Delaware) ein, ein Apparat, der
ein relatives Maß der
Tinten-Druckbarkeit von Papier zur Verfügung stellt. Ein Volumen an
Tinte wurde auf dem Papier platziert und die Zeit, die benötigt wurde,
um die flüssige
Tinte durch das Papier durchdringen zu lassen, wurde gemessen. Darüber hinaus
sind zusätzlich
zur Druckbarkeit, abgeleitet von der Oberflächen-Verleimungs-Zusammensetzung
die Schäumungsattribute
der Verleimungs-Zusammensetzung kritisch für die geeignete Anwendung der
Verleimungs-Zusammensetzung.
-
Tabelle
91 fasst die Tinten-Druckbarkeit, wie sie gemessen wird durch den
Hercules Size Tester, zusammen sowie die Schäumungs-Eigenschaften der korrespondiereriden
Verleimungs-Zusammensetzungen. Tabelle 91 Tinten-Druckbarkeit, wie durch
Hercules Size Tester (TAPPT T530) bestimmt
| papierüberzogen
mit Beispiel A | papierüberzogen
mit Beispiel B | papierüberzogen
mit Beispiel C |
Beschreibung | Oberflächen-Flächen-Zusammensetzung der
vorläufigen
Erfindung | Oberflächen-Fläche, hergestellt
aus konventionellem Harz | Kontrollbeispiel
ohne hinzugefügtes
Harz |
HAST(in
Sekunden)8 | 56
Sekunden | 47
Sekunden | 2
Sekunden |
Schäumen | minimal | merklich | kein |
8Hercules Size Tester: Auslesen in Sekunden |
-
Wie
in dem oben erläuterten
Beispiel gezeigt stellt die Harz-Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung eine Verbesserung hinsichtlich der Tinten-Druckbarkeit
dar wie auch hinsichtlich des reduzierten Schäumens bei Papier-Leimungsanwendungen.
-
Herstellung von beispielhaften Öl- und Wachs-Emulsionen
-
Verschiedene Öl- und Wachs-Emulsionen
wurden hergestellt unter Verwendung von herkömmlichen und beispielhaften
Harzen. Drei Typen an Öl
wurden verwendet, um Öl-Emulsionen herzustellen,
einschließend
Mineralöl,
Castoröl
sowie Silikonöl.
Mineralöl
wurde ausgewählt
als ein Vertreter eines herkömmlichen kohlenwasserstoffhaltigen Öls, Castoröl wurde
ausgewählt
als ein Vertreter für
natürliches Öl und Silikonöl wurde
ausgewählt
als ein Beispiel eines synthetischen Öls mit einer geringen Oberflächenspannung.
Alle drei Öle
bildeten Emulsionen aus mit den beispielhaften Harzen unter Verwendung
von Schall, um die Mischung zu rühren
und die Emulsion herzustellen.
-
Emulsionen
wurden hergestellt mit Parrafin-Wachs, Camauba-Wachs, AC-629 Polyethylen-Wachs, einem Wachs
hergestellt durch Allied Signal (Morristown, New Jersey) und mit
Epolene E-15-Wachs, einem Produkt von Eastman Chemical Company (Kingsport,
Tennessee).
-
In
jedem der folgenden Herstellverfahren wurden die Anteile bestimmt
auf Basis des Gewichtes.
-
Beispielhafte Öl-Emulsion 1
-
Eine
Mischung von 43,72 Anteilen an Wasser und 33 Anteilen eines 30,3%
feststoffenthaltenden wässrigen
Harz-Schnittes des beispielhaften Harzes 44 (83,9% neutralisiert
mit Ammoniak) wurde auf 85°C erhitzt.
Drakeol 7, ein weißes
Mineralöl
erhältlich
von Penreco Inc. (Karns City, Pennsylvania) (20 Anteile) wurde separat
erhitzt auf 85°C
und anschließend
wurden 1,28 Anteile an Diethylaminoethanol in das erhitzte Öl gemischt.
Die wässrige
Mischung, welche den Harz-Schnitt des beispielhaften Harzes 44 enthielt,
wurde vermischt mit der Öl-/Diethylaminoethanol-Mischung
bei 85°C
unter Verwendung eines 2 Inch großen Drei-Schaufel-Propeller-Mischgerätes, wobei
die Geschwindigkeit von 200 auf 620 rpm erhöht wurde. Nach Vermischen der
resultierenden Emulsion für
15 Minuten bei 85°C,
wurde das Vermischen angehalten und die Mischung wurde für drei Minuten
stehen gelassen. Die resultierende Mischung wurde dann für 10 Minuten
bei 550 rpm und 85°C
gemischt und anschließend
wurde sie unter Zwang abgekühlt.
Ein Aliquot des unter Zwang abgekühlten Produktes wurde entfernt
und schallbehandelt für
45 Sekunden bei einer Einstellung von 5 unter Verwendung eines Vibra-CellTM-Schallgerätes, verfügbar von Sonics & Materials (Bridgeport,
Connecticut). Ohne Schallbehandlung würde eine Öl-/Wasser-Emulsion erhalten,
die opaque war sowie nicht stabil und die Phasenseparation setzte
nahezu unmittelbar ein. Nach Schallbehandlung wurde auf der anderen
Seite eine hoch opaque und stabile Öl-/Wasser-Emulsion erhalten. Keine Phasentrennung
war nachweisbar eine Stunde nach Ultraschallbehandlung, obwohl eine
untere Schicht, umfassend 25% der Gesamtmischung beim Stehenlassen über Nacht
auftrat.
-
Beispielhafte Öl-Emulsion 2
-
Eine
Mischung von 35,71 Anteilen an Wasser und 39,60 Anteilen eines wässrigen
Harz-Schnitts mit 30,3%
Feststoffanteilen des beispielhaften Harzes 44 (83,9% neutralisiert
mit Ammoniak) wurden bei 25°C vermischt.
Drakeol 7 (20 Anteile) wurde separat vermischt mit 0,68 Anteilen
an Diethylaminoethanol. Die wässrige
Mischung, welche den Harz-Schnitt des beispielhaften Harzes 44 enthielt,
wurde langsam zur Öl-/Diethylaminoethanol-Mischung
bei 25°C
hinzugegeben, während
sie unter Verwendung eines 2 Inch-großen Drei-Schaufel-Propeller-Mischgerätes vermischt
wurde unter Zunahme der Geschwindigkeit von 200 auf 750 rpm. Nachdem
die Zugabe vollständig
war, wurde die Mischung für
weitere fünf
Minuten durchmischt. Man ließ die
Mischung anschließend
für fünf Minuten
stehen. Die resultierende Mischung wurde dann für 20 Minuten bei 600 rpm und
25°C vermischt.
Während
das Mischen fortgeführt
wurde, wurde die Mischung mit Schall für zwei Minuten behandelt bei
einer Einstellung von 5 unter Verwendung eines Vibra-CellTM-Schallgerätes. Die Mischgeschwindigkeit
wurde auf 450 rpm abgesenkt, sobald die Emulsion ausdünnte. Ohne
Schallbehandlung wurde eine opaque Wasser-/Öl-Emulsion erhalten. Die Wasser-/Öl-Emulsion
war nicht stabil, die Phasenseparation begann nahezu unmittelbar.
Nach Schallbehandlung wurde auf der anderen Seite eine stark opaque und
stabile Öl-/Wasser-Emulsion
von niedriger Viskosität
erhalten. Ein leichtes Aufrahmen wurde beobachtet einige Stunden
nach der Schallbehandlung und das Vermischen wurde angehalten und
eine untere Schicht, die 5% der gesamten Mischung umfasste, wurde
beobachtet.
-
Beispielhafte Öl-Emulsionen 3–12
-
Beispielhafte Öl-Emulsionen
3–12 wurden
hergestellt unter Verwendung der folgenden Prozedur. Bei 25°C wurden
20 Anteil an Drakeol 7 und Diethylaminoethanol (DEAE) miteinander
vermischt. Die Menge des Diethylaminoethanols, das hinzugefügt worden
war, war hinreichend um vollständig
mit jeglicher Art verbleibender Karbonsäure-Funktionalitäten zu reagieren,
die auf dem Polymer verblieben, nachdem der Harz-Schnitt hinzufügt worden
war. Folglich variiert die Menge des eingesetzten Diethylaminoethanols
leicht von einer Öl-Emulsion zu der nächsten.
Ein wässriger
Harz-Schnitt von ungefähr
30% Feststoffanteil, hergestellt von einem beispielhaften Harz,
wurde mit Wasser vermischt und je nach Bedarf erwärmt, um
die Lösung aufzuklaren.
Die wässrige
harzenthaltene Lösung
wurde dann auf 30°C
abgekühlt
und anschließend
zu der Öl-Diethylaminoethanol-Mischung über fünf Minuten
hinzugegeben, während
die Mischgeschwindigkeit von 200 auf 600 rpm angehoben wurde. Nachdem
die Zugabe vollständig
war wurde die Emulsion für
fünf Minuten bei
750 rpm vermischt. Während
das Vermischen fortlief, wurde die Emulsion für zwei Minuten ultraschallbehandelt
unter Verwendung eines Vibra-Cell
TM-Schallgerätes bei
einer Leistungseinstellung von 5. Die Mischgeschwindigkeit wurde
von 750 auf 400 rpm abgesenkt, sobald die Emulsionen ausdünnten. Im
Allgemeinen zeigt sich, dass die Emulsionen viskose und opaque Wasser-/Öl-Emulsionen
waren, falls keine Schallbehandlung durchgeführt worden war. Diese veränderten
sich in opaque Öl-/Wasser-Emulsionen
von niedriger Viskosität
bei der Schallbehandlung. Die folgende Tabelle zeigt die Stabilitäts- und
Zusammensetzungsdaten der beispielhaften Öl-Emulsionen 3–12. Tabelle 92
Zusammensetzung
der Öl-Emulsionen
3–12a | Konsistenz-Stabilität der Öl-Emulsionen |
Beispielhafte Öl-Emulsion | Harz-Schnitt-Charakteristik | hinzugegebenes
DEAE (% w/w) | Wasser-Abtrennung nach 14
Tagen (%) | Tage
zur freien Öl-Ausbildung |
| beispielhaftes
Harz, verwendet zur Harzherstellung | Menge
an Harz-Schnitt,
verwendet zur Herstellung der Öl-Emulsion (%w/w) | DNb (%) | | | |
3 | 39 | 32,57 | 83,4 | 0,51 | 51 | > 14 |
4 | 52 | 32,89 | 86,3 | 0,51 | 56 | > 14 |
5 | 48 | 34,01 | 93,1 | 0,21 | 53 | > 14 |
6 | 49 | 32,68 | 86,6 | 0,55 | Fehler | 5 |
7 | 50 | 32,47 | 86,0 | 0,59 | 58 | > 14 |
8 | 47 | 33,33 | 87,7 | 0,37 | 53 | > 14 |
9 | 41 | 32,26 | 89,5 | 0,45 | 54 | > 14 |
10 | 51 | 32,79 | 87,8 | 0,51 | 56 | > 14 |
11 | 40 | 33,11 | 82,7 | 0,54 | Fehler | 5 |
12 | 44 | 33,00 | 83,9 | 0,57 | 57 | > 14 |
a Jede der Öl-Emulsions-Formulierungen
veränderte
die Phase bei Schallbehandlung, um Öl-/Wasser-Emulsionen zu erzeugen.
b DN (Grad der Neutralisation, degree of
neutralization) ist der Prozentsatz, in das beispielhafte Harz neutralisiert
wird mit Ammoniak vor der Einstellung mit DEAE auf 100% Neutralisation. |
-
Beispielhafte Öl-Emulsion 13
-
Eine
Mischung von 20 Anteilen an Castor und 0,57 Anteile an Diethylaminoethanol,
einer Menge, die hinreichend ist, um alle Carbonsäure-Gruppen
auf dem beispielhaften Harz zu neutralisieren, wurde hergestellt durch
Vermischen der beiden Komponenten zusammen bei 40°C. Eine Mischung
von 33 Anteilen eines wässrigen
Harz-Schnitts mit 30,3% Feststoffanteil des beispielhaften Harzes
44 und 46, 43 Anteilen an Wasser wurde auch hergestellt. Die wässrige Mischung,
welche den Harz-Schnitt zumindest am beispielhaften Harz 44 enthielt,
wurde anschließend
zu der Öl-/Diethylaminoethanol-Mischung über fünf Minuten
bei 40°C
hinzugegeben, während
die Mischung bei 200 bis 350 rpm gerührt wurde. Nachdem die Zugabe
vollständig
war, wurde die resultierende Mischung für acht Minuten bei 350 rpm
gerührt.
Während
das Mischen bei 350 rpm voranschritt, wurde die Mischung schallbehandelt
bei der Leistungseinstellung von 5 unter Verwendung des Vibra-CellTM-Schallgeräts für zwei Minuten. Vor der Schallbehandlung
war die Mischung eine halb-opaque Emulsion. Nach Schallbehandlung
wurde eine opaque Öl-/Wasser-Emulsion
von niedriger Viskosität
erhalten. Nach 14 Tagen hatte eine Wasser-Abscheidung eingesetzt
in einem Ausmaß von
63%, jedoch wurde keine freie Ölschicht
beobachtet.
-
Beispielhafte Öl-Emulsion 14
-
Eine
Mischung von 20 Anteilen an Silikonöl und 0,57 Anteilen an Diethylaminoethanol,
eine Menge, die hinreichend ist, um alle Carbonsäure-Gruppen des beispielhaften
Harzes zu neutralisieren, wurde hergestellt durch Vermischen der
beiden Komponenten zusammen bei 25°C. Eine Mischung von 33 Anteilen
eines wässrigen
Harz-Schnittes mit 30,3% Feststoffanteilen des beispielhaften Harzes
44 und 46, 43 Anteilen an Wasser wurde auch hergestellt. Die wässrige Mischung,
welche den Harz-Schnitt des beispielhaften Harzes 44 enthielt, wurde
dann zu der Öl-/Diethylaminoethanol-Mischung über 6 Minuten
bei 25°C
hinzugegeben, während
die Mischung bei 200 bis 600 rpm gerührt wurde. Nachdem die Zugabe
vollständig
abgelaufen war, wurde die resultierende Mischung für 10 Minuten
bei 450 rpm gerührt.
Während
das Mischen bei 450 rpm voranschritt, wurde die Mischung schallbehan delt
bei einer Leistungseinstellung von 5 unter Verwendung Vibra-CellTM-Schallgeräts für zwei Minuten. Vor der Schallbehandlung
war die Mischung eine halb-opaque Emulsion, welche einer Phasenumwandlung
unterzogen worden war. Nach Schallbehandlung wurde eine opaque Öl-/Wasser-Emulsion
von niedriger Viskosität
erhalten. Nach 14 Tagen hatte Wasserabscheidung eingesetzt in dem
Ausmaß von
58%, jedoch wurde keine freie Ölschicht
beobachtet.
-
Beispielhafte Öl-Emulsionen
15–20
und herkömmliche Öl-Emulsionen
1–3 Beispielhafte Öl-Emulsionen
15–20
und herkömmliche Öl-Emulsionen
1–3 wurden
hergestellt unter Verwendung der folgenden Prozedur. Bei 25°C wurde eine
spezifizierte Menge an Drakeol 7 Mineralöl und Diethylaminoethanol (DEAE)
miteinander vermischt. Die Menge an Diethylaminoethanol, die hinzugefügt worden
war, war hinreichend, um vollständig
mit jeglicher Art verbleibender Carbonsäure-Funktionalitäten zu reagieren,
die auf dem Polymer verblieb, nachdem der Harz-Schnitt hinzugefügt worden
war. Folglich variierte die Menge an eingesetztem Diethylaminoethanol
leicht von einer Öl-Emulsion
zu einer anderen. Ein wässriger
Harz-Schnitt von oben, hergestellt aus einem beispielhaften oder
herkömmlichen
Harz wurde mit Wasser vermischt und erwärmt, je nach Bedarf, um die
Lösung
aufzuklaren. Die wässrige
harzenthaltene Lösung
wurde anschließend
auf 30°C
abgekühlt
und dann zu der Öl-/Diethylaminoethanol-Mischung über fünf Minuten
hinzugegeben, während
im Allgemeinen die Vermischungsgeschwindigkeit von 200 auf 600 rpm
erhöht
wurde. Nachdem die Zugabe vollständig
war, wurde die Emulsion allgemein für fünf Minuten bei 750 rpm vermischt.
Während
das Mischen fortlief, wurde die Emulsion mit Schall behandelt für zwei Minuten
unter Verwendung eines Vibra-Cell
TM-Schallgerätes bei
einer Leistungseinstellung von 5. Die Mischungsgeschwindigkeit wurde
allgemein abgesenkt von 750 auf 400 rpm, wenn sich die Emulsionen
ausdünnten.
Die folgende Tabelle stellt Stabilitäts- und Zusammensetzungsdaten
für die
beispielhaften Öl-Emulsionen
3–12 und
die herkömmlichen Öl-Emulsionen 1–3 zur Verfügung. Tabelle 93
Zusammensetzung
von Öl-Emulsionen:
Beispielhafte Emulsionen 5-20 und herkömmliche Öl-Emulsionen 1–3a | Konsistenz-Stabilität der Öl-Emulsionen |
beispielhafte Öl-Emulsion | Harz | Mineralölmenge
(% w/w) | Harz-Schnitt | Verwendetes DEAE (% w/w) | Wasserabtrennung nach 14 Tagen (%) | Tage zur freien Ölausbildung |
Harz verwendet
im Harz-Schnitt | Harz
im Harzschnitt (% w/w) | Menge an
verwendetem Harz-Schnitt | Non-Vol. (% w/w) | DNb % |
15c | beispielh. Harz
44 | 25,00 | 5,00 | 82,51 | 30,3 | 83,9 | 1,43 | Fehler | 1 |
16 | beispielh. Harz
44 | 20,00 | 10,00 | 66,00 | 30,3 | 83,9 | 1,14 | Fehler | 0 |
17 | beispielh. Harz
44 | 2,00 | 28,00 | 6,60 | 30,3 | 83,9 | 0,11 | 51 | > 14 |
18 | beispielh. Harz
44 | 0,50 | 29,50 | 1,65 | 30,3 | 83,9 | 0,03 | 53 | > 14 |
19 | beispielh. Harz
44 | 0,10 | 29,90 | 0,33 | 30,3 | 83,9 | 0,01 | 53 | > 14 |
20d | beispielh. Harz
44 | 0,00 | 30,00 | 0,00 | - | - | 0,11 | Fehler | 0 |
herkömml. Öl-Emulsionen | | |
1 | herkömml. Harz
12 | 10,00 | 20,00 | 19,80 | 50,5 | 97,4 | 0,12 | Fehler | 0 |
2 | herkömml. Harz
14 | 10,00 | 20,00 | 32,47 | 30,8 | 85,5 | 0,67 | 56 | > 14 |
3 | herkömml. Harz
14 | 10,00 | 20,00 | 32,47 | 30,8 | 85,5 | 0,35e | 54 | > 14 |
a Jede der Öl-Emulsions-Formulierungen
mit Ausnahme der beispielhaften Öl-Emulsionen
15 und 20 durchlief eine Phasenumwandlung bei Schallbehandlung,
um Öl-/Wasser-Emulsionen
zu erzeugen.
b DN (Grad der Neutralisation,
degree of neutralization) ist der Prozentsatz, indem das beispielhafte
Harz neutralisiert wird mit Ammoniak vor der Einstellung mit DEAE
zu 100% Neutralisation.
c Phasen-Inversion
trat vorder Schallbehandlung auf und erzeugte eine semi-opaque Öl-/Wasser-Emulsion. Schallbehandlung
erzeugte keine offensichtliche Verbesserung.
d Eine
2-Phasen-Mischung verblieb, bis Schallbehandlung durchgeführt wurde.
Nach der Schallbehandlung bildete sich eine vorübergehende opaque Emulsion,
die unmittelbar zusammenbrach und sich nach dem Rühren auftrennte.
e 28% Ammoniak wurde verwendet anstelle des
Diethylaminoethanols. |
-
Beispielhafte Öl-Emulsion 21
-
Die
beispielhafte Öl-Emulsion
21 wurde hergestellt mit Mineralöl
und einem Harz-Schnitt, hergestellt aus einem beispielhaften Harz
46 mit einem Feststoffanteil von 24,7% und einer ausreichenden Menge
an hinzugefügten
Ammoniak, um 104% der Carbonsäure-Gruppen
zu neutralisieren. Die beispielhafte Öl-Emulsion 21 wurde hergestellt
durch Vermischen von 20,27 Anteilen des Harz-Schnittes, 15 Anteilen
an Mineralöl
und 64,7 Anteilen an Wasser bei 360 rpm und 55°C. Nachdem das Mineralöl untergemischt
war, wurde die gerührte Mischung
für zwei
Minuten bei 55 bis 58°C
schallbehandelt bei einem Leistungsniveau von 5 unter Verwendung
eines Vibra-CellEM-Schallgerätes. Die
resultierende Emulsion wurde bei 360 rpm für weitere 10 Minuten bei 55
bis 58°C
gerührt,
bevor sie zwangsweise abgekühlt
wurde auf 30°C
durch Eintauchen in ein Eisbad.
-
Die
Reaktionsmischung war vor der Schallbehandlung lichtdurchlässig und
eine sehr wei che, opaque, weiße Öl-/Wasser-Emulsion
wurde nach Schallbehandlung beobachtet.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsion 1
-
Epolene
E-15-Wachs (24 Anteile) und das beispielhafte Wachs 2 (12 Anteile)
wurden geschmolzen und sorgsam miteinander vermischt. Diethylaminoethanol
(5 Anteile) wurden dann zur geschmolzenen Mischung hinzugegeben.
Die resultierende Mischung wurde anschließend zu 59 Anteilen an Wasser
bei 98°C bei
gutem Rühren
zugegeben. Man erhielt eine flüssige
Emulsion und die heiße
Emulsion wurde rasch auf Raumtemperatur abgekühlt. Die letztendliche Emulsion
war eine dicke bräunliche
Mischung mit einer Viskosität
von 15 000 cps bei 41,2% Feststoffanteilen und einem pH von 9,4.
Die Emulsion enthielt keinerlei Feinpartikel oder undispergiertes
Material. Die Zugabe von Wasser, um die Feststoffanteile der Emulsion
zu reduzieren auf ungefähr
30% resultierte in einer funktionsfähigeren Viskosität.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsion 2
-
Eine
Wachs-Emulsion wurde hergestellt unter Verwendung des Verfahrens
für die
beispielhafte Wachs-Emulsion 1. Alle Mengenangaben und Bedingungen
waren die gleichen, mit der Ausnahme, dass das beispielhafte Harz
4 verwendet wurde anstelle des beispielhaften Harzes 2. Die letztendliche
Emulsion war bräunlich
und enthielt etwas Feststoffanteil. Die letztendliche Emulsion hatte
eine Viskosität
von 55 cps bei 40% Feststoffanteil und einem pH von 8,6. Etwas Abscheidung
wurde beobachtet beim Rühren,
jedoch dispergierte das abgeschiedene Material leicht von neuem.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsion 3
-
Die
beispielhafte Wachs-Emulsion 3 wurde hergestellt durch Beladen von
17,5 Anteilen an AC 629, 8,75 Anteilen des beispielhaften Harzes
2, 3,5 Anteilen von Diethylaminoethanol und 14 Anteilen von Wasser in
ein Gefäß. Diese
Mischung wurde erhitzt und zur Homogenität vermischt bei 150°C, und bei
dieser Temperatur für
ungefähr
15 Minuten gehalten. Die verbleibenden 56,25 Anteile an Wasser wurden
bei ungefähr
99°C und
120 psi hinzugegeben. Die Mischung wurde bei 500 rpm und einem Druck
von 80 psi für
10 Minuten gerührt.
Die Emulsion wurde zwangsweise abgekühlt. Eine dünne bräunliche Emulsion wurde erhalten,
welche eine Viskosität
von ungefähr
15 cps bei 25,7% Feststoffanteil sowie einem pH von 9,5 aufwies.
Die Emulsion war stabil.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsionen 4–23
-
Die
beispielhaften Wachs-Emulsionen 4–13 wurden hergestellt unter
Verwendung der beispielhaften Harze 40, 41, 51, 44, 39, 47, 48,
49, 50 bzw. 52. Ähnliche
beispielhafte Wachs-Emulsionen
14–23
wurden hergestellt unter Verwendung der beispielhaften Harze 40,
41, 51, 44, 39, 47, 48, 49, 50 bzw. 52. Eine jede der beispielhaften
Wachs-Emulsionen 4–13
wurde hergestellt unter Verwendung von 24 Anteilen an AC-629 Polyethylen-Wachs,
wohingegen die beispielhaften Wachs-Emulsionen 14–23 hergestellt
wurden unter Verwendung von 20 Anteilen an AC-629 Polyethylen-Wachs.
Die beispielhaften Wachs-Emulsionen 4–13 enthielten 12 Anteile eines
beispielhaften Harz-Schnitts, hergestellt aus einem beispielhaften
Harz und wiesen 33,3% Feststoffanteil auf. Wasser war auch in einer
jeden der beispielhaften Wachs-Emulsionen 4–23 enthalten. In den exempiarischen
Wachs-Emulsionen 4–13
wurden 59 Anteile an Wasser eingesetzt, wohingegen in den beispielhaften
Wachs-Emulsionen
14–23
65–66
Anteile an Wasser eingesetzt wurden. Diethylaminoethanol wurde auch
verwendet, um die beispielhaften Wachs-Emulsionen 4–23 herzustellen.
Während
5 Anteile an DEAE eingesetzt wurden, um beispielhafte Wachs-Emulsionen
4–13 herzustellen,
wurden 4–5
Anteile an DEAE verwendet, um beispielhafte Wachs-Emulsionen 14–23 herzustellen.
-
Die
beispielhaften Wachs-Emulsionen wurden hergestellt zunächst durch
Schmelz-Vermischen des AC-629 Polyethylen-Wachses mit dem beispielhaften
Harz in einer Porzellanform bei 140–155°C. Diethylaminoethanol wurde
anschließend
in die resultierende Mischung untergemischt. Als nächstes wurde
das Wasser separat auf 98°C
in einem Reaktionsgefäß erhitzt.
Die vermischte Mischung des AC-629 Polyethylen-Wachses, des Diethylaminoethanols
und des beispielhaften Harzes wurde anschließend langsam hinzugegeben, während das
resultierende Produkt bei 500 rpm gerührt wurde. Nachdem die Zugabe
vollständig
abgelaufen war, wurde die resultierende Mischung für 15 Minuten
bei 500 rpm gerührt
und bei 88–95°C, bevor
sie zwangsweise abgekühlt
wurde, auf 30°C
durch Eintauchen in ein Eisbad. Während sehr gute Öl-/Wasser-Emulsionen ausgebildet
wurden mit jedem der beispielhaften Harze, wurden die besten Ergebnisse
für die
exemplarischen Wachs-Emulsionen
14, 17, 19–21
und 23 beobachtet.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsionen 24–43 sowie
die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 1–4
-
Die
beispielhaften Wachs-Emulsionen 24–43 sowie die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 1–4
wurden ausgebildet mit Parrafin-Wachs unter Verwendung der gleichen
Prozedur. Die beispielhaften Wachs-Emulsionen 24–33 und die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 1–2 wurden
ausgebildet unter Verwendung von Harz-Schnitten, die erhalten wurden
aus den beispielhaften Harzen 39–41, 44 sowie 47–52 und
den herkömmlichen
Harzen 12 bzw. 14. In ähnlicher
Art und Weise wurden die beispielhaften Wachs-Emulsionen 34 bis
43 sowie die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 3–4
hergestellt unter Verwendung der Harz-Schnitte, die aus dem beispielhaften
Harz 39–41,
44 sowie 47–52
bzw. den herkömmlichen
Harzen 12 und 14 erhalten wurden, wobei jedoch andere Mengen eingesetzt
wurden, als dies für
die anderen Beispiele der Fall war. Die Harz-Schnitte, die verwendet
wurden, um die verschiedenen
Emulsionen herzustellen, enthielten
30 bis 50% Feststoffanteil. Darüber
hinaus waren 85–90%
der Carbonsäure-Gruppen
in den Harz-Schnitten mit Ammoniak neutralisiert worden.
-
Die
Emulsionen wurden hergestellt durch Vereinigen von Wasser (80 Anteile
für die
beispielhaften Wachs-Emulsionen 24-33 und die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 1–2;
60 Anteile der beispielhaften Wachs-Emulsionen 34–43 und
der herkömmlichen
Wachs-Emulsionen
3–4) mit
dem Harz-Schnitt (5 Anteile für
die beispielhaften Wachs-Emulsionen 24–33 und die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 1–2;
10 Anteile für die
beispielhaften Wachs-Emulsionen 34–43 und die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 3–4)
unter Mischen bei 200 rpm und 55°C.
Das Parrafin-Wachs (15 Anteile für
die beispielhaften Wachs-Emulsionen
24–33
und die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 1–2;
30 Anteile für
die beispielhaften Wachs-Emulsionen 34–43 und die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 3–4)
wurden zur resultierenden Mischung bei 60°C hinzugegeben, während das
Mischen bei der gleichen Geschwindigkeit fortgeführt wurde. Nachdem das Wachs
geschmolzen war, wurde die resultierende Mischung bei 400 rpm für weitere
zwei bis drei Minuten gerührt.
Während
das Rühren
voranschritt, wurde die Mischung mit Ultraschall behandelt für zwei Minuten
bei einer Leistungseinstellung von 5 unter Verwendung eines Vibra-CellTM-Schallgerätes, das ausgerüstet war
mit einer Sonde von einem halben Inch-Durchmesser. Nach der Schallbehandlung
wurde die Mischung gerührt
für weitere
10 Minuten bei 400 rpm bei 65°C
und anschließend
zwangsweise auf 30°C
abgekühlt
durch Eintauchen in ein Eisbad.
-
Die
beispielhaften Wachs-Emulsionen 24–43, die aus den beispielhaften
Harzen erhalten wurden, wurden charakterisiert als gute bis exzellente Öl-/Wasser-Emulsionen.
Keine Emulsion wurde erhalten, falls der Harz-Schnitt aus der Mischung
weggelassen wurde. Während
exzellente Emulsionen unter Verwendung des herkömmlichen Harzes 14 erhalten
wurden, wurden nur schlechte Emulsionen erhalten unter Verwendung des
herkömmlichen
Harzes 12.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsion 44 und herkömmliche
Wachs-Emulsionen 5–6
-
Die
beispielhafte Wachs-Emulsion 44 und die herkömmlichen Wachs-Emulsionen 5
und 6 wurden hergestellt unter Verwendung der gleichen allgemeinen
Prozedur mit Camauba-Wachs.
Die beispielhafte Wachs-Emulsion 44 wurde hergestellt unter Verwendung
eines Harz-Schnitts, der hergestellt wurde aus einem beispielhaften
Harz 44, wobei der Harz-Schnitt
30,3% Feststoffanteil aufwies und 83,8% der Carbonsäure-Gruppen
neutralisiert worden waren mit Ammoniak. Die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 5 und 6 wurden entsprechend hergestellt unter Verwendung
von Harz-Schnitten, von herkömmlichen
Harzen 12 und 14. Die beispielhafte Wachs-Emulsion 44 und die herkömmlichen
Wachs-Emulsionen 5 und 6 wurden hergestellt durch Vermischen von
16,5 Anteilen des Harz-Schnittes, 15,0 Anteile an Carnauba-Wachs
und 68,50 Anteilen an Wasser bei 360 rpm und 87–90°C. Nachdem das Carnauba-Wachs
geschmolzen war, wurde die gerührte Mischung
ultraschallbehandelt für
drei Minuten bei 86–90°C bei einem
Leistungsniveau von 5 unter Verwendung eines Vibra-CellTM-Schallgerätes. Das
Rühren
wurde dann bei 86–90°C für 10 Minuten
fortgeführt
bei 360 rpm, bevor die Mischung zwangsweise ab 30°C abgekühlt wurde
durch Eintauchen in ein Eisbad.
-
Vor
der Schallbehandlung wurden Kügelchen
an geschmolzenem Wachs in dem wässrigen
Medium gesichtet. Nach der Schallbehandlung wurden opaque Emulsionen
erhalten. Die Produkte waren weitgehend weiche, opaque Öl-/Wasser-Emulsionen,
welche eine leichte Körnigkeit
aufwiesen. Nur 1% einer unteren Wasserschicht war nach einem Tag
sichtbar.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsion 45
-
Die
beispielhafte Wachs-Emulsion 45 wurde hergestellt unter Verwendung
von Carnauba-Wachs
und einem Harz-Schnitt, hergestellt aus dem beispielhaften Harz
45, wobei der Harz-Schnitt
30,3% Feststoffanteile aufwies und 83,8% der Carbonsäure-Gruppe
neutralisiert waren mit Ammoniak. Die beispielhafte Wachs-Emulsion
45 wurde hergestellt durch Vermischen von 20,83 Anteilen des Harz-Schnittes,
15,0 Anteilen an Carnauba-Wachs und 64,17 Anteilen an Wasser bei
360 rpm und 87–90°C. Nachdem
das Carnauba-Wachs geschmolzen war wurde die gerührte Mischung schallbehandelt
für drei
Minuten bei 86–90°C bei einem
Leistungsniveau von 5 unter Verwendung eines Vibra-CellTM-Schallgenerators.
Das Rühren
wurde anschließend fortgesetzt
bei 86–90°C für 10 Minuten
bei 360 rpm, bevor die Mischung zwangsweise abgekühlt wurde
auf 30°C
durch Eintauchen in ein Eisbad.
-
Vor
der Schallbehandlung wurden Kügelchen
an geschmolzenem Wachs in dem wässrigen
Medium beobachtet. Nach der Schallbehandlung wurde eine sehr weiche,
opaque Öl-/Wasser-Emulsion
erhalten.
-
Beispielhafte Wachs-Emulsion 46
-
Die
beispielhafte Wachs-Emulsion 46 wurde hergestellt mit Carnauba-Wachs
und einem Harz-Schnitt, hergestellt aus dem beispielhaften Harz
46 mit 24,7% Feststoffanteil und einer in ausreichendem Maße hinzugegebenen
Menge an Ammoniak, um 104% der Carbonsäure-Gruppen zu neutralisieren.
Die beispielhafte Wachs-Emulsion 46 wurde hergestellt durch Vermischen
von 20,27 Anteilen des Harz-Schnittes, 15 Anteilen an Carnauba-Wachs
und 64,73 Anteilen an Wasser bei 360 rpm und 72°C. Nachdem das Wachs geschmolzen war
wurde die gerührte
Mischung ultraschallbehandelt für
zwei Minuten bei 61–65°C bei einem
Leistungsniveau von 5 unter Verwendung eines Vibra-CellTM-Schallgenerators.
Die resultierende Emulsion wurde bei 360 rpm für weitere 10 Minuten gerührt bei
65–67°C, ehe sie
zwangsweise abgekühlt
wurde auf 30°C
durch Eintauchen in ein Eisbad.
-
Die
Reaktionsmischung war lichtdurchlässig vor der Schallbehandlung
und eine sehr weiche, opaque, weiße Öl-/Wasser-Emulsion wurde beobachtet
nach der Schallbehandlung.
-
Herstellung von harz-basierten
Emulsions-Polymeren
-
Harz-basierte
Emulsions-Polymere werden hergestellt mit einem Gesamtgewicht an
Prozent-Feststoffanteil von 35–55.
Bei Herstellen eines harz-basierten Emulsions-Polymers wird hinreichend
Harz in Form des Harz-Schnitts zu dem Reaktionsgefäß hinzugegeben,
so dass das Harz aus ungefähr
5 bis ungefähr
50% der letztendlichen Emulsions-Polymer-Feststoffe konstituiert wird. Ein oder
mehrere herkömmliche
Tenside, welche von ungefähr
0 bis ungefähr
5 Gewichtsprozent des letztendlichen Emulsions-Polymers ausmachen, können zu
dem Reaktionsgefäß hinzugegeben
werden am Beginn der Reaktion oder zusammen mit dem Monomer. Typische
herkömmliche
Tenside, die in den harz-basierten Emulsionen eingesetzt werden,
sind anionische und nicht-ionische Tenside. Zusätzlich kann Wasser hinzugefügt werden,
um die gewünschten
Gewichtsprozent-Feststoffanteile des letztendlichen Emulsions-Polymers
einzustellen. Die Mischung an Harz, konventionellen Tensi den und
Wasser wird von ungefähr
70°C bis
ungefähr
90°C erhitzt.
Ein freier Radikalstarter wird zu der heißen Harz-/herkömmlichen
Tensidmischung hinzugegeben. Der Starter ist typischerweise im Bereich
von ungefähr
0,4 bis ungefähr
1,3 Gewichtsprozent bezogen auf das Monomer, das hinzugegeben wird,
um das Emulsions-Polymer auszubilden. Typischerweise werden Persulfatsalze,
wie z. B. Ammoniumpersulfat oder Kaliumpersulfat als freie Radikalstarter
verwendet, jedoch können
andere wasserlösliche
freie Radikalstarter auch eingesetzt werden. Die Monomere werden
dann zur Reaktionsmischung hinzugegeben. Die Monomere umfassen ungefähr 50–95% der
letztendlichen Emulsions-Polymer-Feststoffe. Ein kleiner Anteil,
ungefähr
5 bis ungefähr
15 Gewichtsprozent der Monomere kann hinzugefügt werden vor der Zugabe des Starters
als eine Vorab-Beladung. Eine große Vielzahl von ungesättigten
Monomeren vom Ethylen-Typ sowie verschiedene Kombinationen davon,
kann eingesetzt werden. Typischerweise wird das Monomer für den Harz-Schnitt über einen
Zeitraum von ungefähr
25 Minuten bis drei Stunden beim Temperaturen von 70°C bis 90°C hinzugegeben,
wenn ein Persulfatsalz als ein Starter eingesetzt wird. Andere Temperaturen
und Additionszeiten können
bedeutsam sein, wenn andere Typen an Starter eingesetzt werden.
Nachdem die Monomer-Befüllung
vollständig
abgeschlossen ist, kann ein weiterer Starter hinzugegeben werden
und die milchige Brühe
sollte bei einer Reaktionstemperatur beibehalten werden für einen
hinreichend großen
Zeitraum, um die Monomer-Konzentration auf ein sehr geringes Niveau
zu senken. Wenn die milchige Mischung abgekühlt ist, wird üblicherweise
ein Konservierungsmittel ergänzt. Tabelle 94 Emulsions-Polymer mit 25% Styren,
25% Methyl-Methacrylat, 50% 2-Ethylhexylacrylat
verwendetes Harz | Alkanoltyp | pH | Vis. (cps) | % Feststoff | % 2EHA | % 2EHOH | Dn | Dw | Dw/Dn | SDn | SDw |
herkömml. Harz
14 | C0 | 8,4 | 520 | 47,7 | 0,27 | 0,03 | 60,4 | 251,8 | 4,17 | 21,5 | 272,8 |
herkömml. Harz
15 | C8 | 8,4 | 230 | 47,8 | 0,08 | 0,02 | 54,0 | 70,8 | 1,31 | 14,5 | 26,7 |
beispielh. Harz
27 | C10 | 8,3 | 175 | 47,9 | 0,03 | 0,04 | 58,1 | 77,4 | 1,33 | 16,4 | 28,6 |
beispielh. Harz
28 | C12 | 8,2 | 230 | 48,1 | 0,06 | 0,03 | 57,0 | 76,8 | 1,35 | 15,9 | 30,6 |
beispielh. Harz
29 | C14 | 8,0 | 240 | 48,0 | 0,05 | 0,03 | 53,6 | 65,7 | 1,23 | 13,0 | 19,8 |
beispielh. Harz
30 | C16 | 8,3 | 350 | 48,0 | 0,04 | 0,03 | 53,6 | 63,0 | 1,18 | 11,6 | 16,9 |
beispielh. Harz
31 | 70% C16 30% C18 | 8,4 | 485 | 48,0 | 0,04 | 0,04 | 51,9 | 59,3 | 1,14 | 10,6 | 13,4 |
beispielh. Harz
32 | 30% C16 70% C18 | 8,4 | 555 | 48,0 | 0,04 | 0,02 | 50,4 | 57,7 | 1,14 | 10,1 | 14,0 |
beispielh. Harz
33 | C18 | 8,6 | 735 | 47,9 | 0,03 | 0,04 | 50,0 | 55,8 | 1,12 | 9,1 | 11,6 |
beispielh. Harz
34 | C22 | 8,4 | 920 | 47,9 | 0,11 | 0,03 | 45,9 | 48,2 | 1,05 | 5,8 | 6,4 |
beispielh. Harz
35 | Iso C12 | 8,4 | 215 | 47,9 | 0,04 | 0,04 | 56,1 | 72,4 | 1,29 | 15,2 | 24,8 |
beispielh. Harz
36 | Iso C16 | 8,5 | 275 | 47,8 | 0,08 | 0,04 | 55,4 | 65,2 | 1,18 | 12,7 | 15,6 |
beispielh. Harz
37 | Iso C20 | 8,4 | 480 | 47,8 | 0,04 | 0,03 | 52,7 | 63,1 | 1,20 | 12,1 | 17,7 |
Tabelle 95 Emulsions-Feststoff-Polymere
mit 100% Styren
verwendetes Harz | Alkanoltyp | pH | Vis. (cps) | % Feststoff | % Styren | Dn | Dw | Dw/Dn | SDn | SDw |
herkömml. Harz
14 | C0 | 8,5 | 225 | 49,1 | 0,06 | 63,3 | 118,1 | 1,87 | 23,2 | 109,7 |
herkömml. Harz
15 | C8 | 8,5 | 200 | 48,5 | 0,05 | 58,3 | 72,0 | 1,23 | 15,4 | 19,5 |
beispielh.
Harz 27 | C10 | 8,7 | 140 | 48,8 | 0,07 | 57,0 | 69,7 | 1,22 | 13,8 | 20,9 |
beispielh.
Harz 28 | C12 | 8,3 | 250 | 49,2 | 0,06 | 54,6 | 63,6 | 1,16 | 11,6 | 16,3 |
beispielh.
Harz 29 | C14 | 8,5 | 305 | 49,5 | 0,07 | 53,7 | 62,8 | 1,17 | 11,4 | 16,7 |
beispielh.
Harz 30 | C16 | 8,4 | 290 | 49,1 | 0,07 | 53,0 | 61,1 | 1,15 | 10,7 | 15,3 |
beispielh.
Harz 31 | 70% C16 30% C18 | 8,7 | 470 | 48,9 | 0,06 | 50,6 | 57,8 | 1,14 | 10,0 | 14,0 |
beispielh.
Harz 32 | 30% C16 70% C18 | 8,6 | 525 | 49,2 | 0,06 | 52,5 | 59,1 | 1,13 | 9,9 | 13,2 |
beispielh.
Harz 33 | C18 | 8,7 | 845 | 49,2 | 0,07 | 49,8 | 55,8 | 1,12 | 9,2 | 12,4 |
beispielh.
Harz 34 | C22 | 8,7 | 725 | 49,3 | 0,07 | 48,6 | 51,8 | 1,07 | 6,7 | 8,2 |
beispielh.
Harz 35 | Iso C12 | 8,3 | 180 | 49,2 | 0,06 | 56,5 | 72,6 | 1,28 | 14,8 | 26,0 |
beispielh.
Harz 36 | Iso C16 | 8,4 | 250 | 49,3 | 0,06 | 54,6 | 65,5 | 1,20 | 13,1 | 17,0 |
beispielh.
Harz 37 | Iso C20 | 8,4 | 450 | 49,3 | 0,06 | 53,1 | 65,6 | 1,24 | 12,8 | 21,2 |
-
Partikelgrößen- und Oberflächenspannungs-Messungen
-
Partikelgrößen-Messungen
wurden durchgeführt
mit Harzlösungen,
die von 10–21%
(w/w) verdünnt worden
waren, wobei der pH mit deionisiertem Wasser angepasst wurde. Die
Konzentration der Lösungen wurde
auf dem untersten Niveau gewählt,
welches in einem Licht-Intensitätswert von
gestreutem Licht resultierte, der geeignet war für die Messungen mit einem Microtrac
UPA Instrument von Honeywell of Minneapolis, Minnesota. Ein Krüss K 12
Tensiometer, verfügbar
von Krüss
USA (Charlotte, North Carolina) wurde verwendet, um die Oberflächenspannung
der 2%igen (w/w) Harzlösungen
zu messen, die hergestellt wurden mit pH, eingestellt mit deionisiertem
Wasser. Oberflächenspannungs-Konzentrations-Profile
wurden erstellt in dem automatischen Modus durch Steuern des Krüss Tensiometer
und einer gekoppelten automatischen 665 Dosimat-Burette, erhalten
von Metrohm (Herisau, Switzerland) unter Verwendung des Krüss 122 Software-Programms,
erhalten von Krüss
USA (Charlotte, North Carolina). Die Ergebnisse dieser Experimente
sind in Tabelle 96 dargestellt. Tabelle 96 Berechnete Parameter des Oberflächenspannungs-Konzentrations-Profils*
Probe | Oberflächenspannung
bei CMCa (mN/m) | CMC
(% w/w) | CMC
(molar) | Oberflächen-Fläche pro
Molekül (A2) | pC20b |
beispielhaftes Harz
39 | 30,9 | 0,0309 | 1,38 × 104 | 14,5 | 4,5 |
beispielhaftes Harz
40 | 28,6 | 0,0282 | 1,55 × 104 | 12,7 | 3,85 |
Fluorad
FC 120c | 30,5 | 0,0850 | 1,4 × 103 | 36,3 | 3,5 |
Sodium
Dodecyl Sulfatd | 32 | 0,23 | 8,2 × 103 | 47,0 | 2,57 |
* Alle Messungen
wurden durchgeführt
23°C.
a CMC ist die kritische Mizellenkonzentration.
b pC20 ist gleich mit –log 10 (C20),
wobei C20 die molare Konzentration ist,
bei welcher die Oberflächenspannung
abgesenkt wird um 20 mN/m von derjenigen von Wasser.
c Fluorad 120 ist eine Marke eines Fluorortensides
verfügbar
von 3M (Minneapols, Minnesota)
d Natriumdodecylsulfat
ist auch bekannt als Natriumlaurylsulfat und wurde erhalten von
der Aldrich Chemical Company aus Milwaukee, WI. |
-
Die
Daten, die in den 8–11 illustriert
sind, wurden erhalten durch Durchführen von Messungen an wässrigen
Lösungen
der verschiedenen Materialien. Die gleiche Instrumentation, die
oben eingesetzt wurde, wurde verwendet, um den Wert der Oberflächenspannung
zu erhalten. Für 8 wurde
die Temperatur bei 25°C
gehalten und Messungen wurden durchgeführt, nachdem sich das Gleichgewicht
bei einer jeder der gezeigten Konzentrationen eingestellt hatte.
Für die 9–11 wurden
wässrige
2-%ige Lösungen
ausgebildet durch Auflösen
der Materialien in deionisiertem Wasser in der angegebenen Menge.
Die Oberflächenspannungen
der verschiedenen Tensidlösungen
wurden anschließend
gemessen als eine Funktion der Temperatur wie oben beschrieben.
-
Während nur
einige, bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurden, werden die Fachleute auf dem Gebiet
erkennen, dass die Ausführungsform
modifiziert werden kann und verändert
werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Folglich
sind die bevorzugten Ausführungsformen,
wie sie oben beschrieben werden, in jeglicher Hinsicht als illustrativ
nicht restriktiv für
den Umfang der Erfindung zu betrachten, der durch die folgenden
Ansprüche
angegeben wird und nicht durch die oben dargelegte Beschreibung.