184133. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polimer diszperziók előállítására
184 133 A találmány polimer diszperziók előállítására vonatkozik. A találmány tárgya közelebbről eljárás polimer részecskék vizes folyékony közegekkel képezett diszperzióinak előállítására, amelyekben a részecskék flokkulációval szemben stabilizálva vannak. A találmány szerinti diszperziókban a részecskék stabilitását elsősorban sztérikus tényezők biztosítják. A találmány továbbá a diszperziókból kialakított bevonó kompozíciókra vonatkozik. A „flokkuláció megjelölésen azt az állapotot értjük, amikor a diszperzió - adott esetben csekély szilárd anyag-tartalom esetén is — nagy mennyiségben tartalmaz több részecskéből álló aggregátumokat. A polimer részecskék vízzel, illetve a polimert nem oldó vizes közegekkel képezett, ismert módon stabilizált diszperzióiban a részecskék stabilitása elsősorban arra vezethető vissza, hogy a részecskék felületükön elektromos töltéseket hordoznak. Az elektromos töltések által keltett taszító erők ellensúlyozzák a részecskék öszszetapadásához vezető vonzóerőket. Ezek a diszperziók az úgynevezett emulziós polimerizálás során képződnek, amikor vizes közegben oldhatatlan monomerből állítanak elő a vizes közegben szintén oldhatatlan polimer szemcséket. A polimerizácíó iniciálására és a monomer finom eloszlású emulziójának kialakítására ionizálható anyagokat használnak fel, amelyeket a vizes fázisban oldanak. Ismertek olyan stabil polimer diszperziók is, amelyek a polimer részecskéket a polimert nem oldó nemvizes szerves folyadékban diszpcrgálva tartalmazzák. Ebben az esetben a polimer részecskék felületéhez a nemvizes közegben önmagában oldódó polimer láncok kapcsolódnak. Az egyedi polimer részecskék stabilitása annak tulajdonítható, hogy a polimer részecskék körül térbeli gát alakul ki a közeg felé nyúló, szolvatált polimer láncokból, ami megakadályozza azt, hogy az egyes polimer részecskék egymással érintkezésbe kerüljenek. Az előbbiekben ismertetett, elektromos töltések felvitelén alapuló stabilizálási eljárás nemvizes folyékony közegek esetén általában nem alkalmazható. Az utóbbi típusba tartozó polimer diszperziók leggyakrabban az úgynevezett nemvizes diszperziós polimerizálás során képződnek, amikor a nemvizes közegben oldódó monomerekből alakítanak ki a nemvizes közegben oldhatatlan polimereket. A polimerizációt sztérikus stabilizálószerek jelenlétében hajtják végre. Sztérikus stabilizálószerekként amfipatikus molekulákat használnak fel, amelyek egyik része önmagában oldható a reakcióközegben, másik része pedig a képződő polimer részecskék felületéhez kapcsolódik kémiai.affinitás révén. A nemvizes diszperziós polimerizációt a „Dispersion Polymerisation in Organic Media című szakkönyv (szerkesztő: K.E.J. Barrett; kiadó: John Wiley (1975.) részletesen ismerteti. Nemvizes diszperziós polimerizációra vonatkozik többek között a 941 305, 1 052 241, 1 122 397, 1 123 611, 1 143 404 és 1 231 614 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás, 2.400.373 sz. Német Szövetségi Köztársaságbeli közrebocsátási irat). Noha számos műszaki területen igen nagy szükség van 3 nemvizes szerves folyadékokkal képezett stabil polimer diszperziókra, sok esetben ezeknél előnyösebb lenne a vízzel vagy vizes folyadékokkal képezett, hasonlóan stabil diszperziók alkalmazása. Különösképpen érvényes ez arra az esetre, amikor a diszperziókat bevonó kompozíciókként kívánják felhasználni, mert a vizes hordozóközeg alkalmazásával elkerülhetőkké válnának az illékony szerves folyadékok elpárologtatásával kapcsolatos környezetszennyezési problémák. A korábban ismertetett típusú vizes polimer diszperziókat széles körben alkalmazzák bevonó kompozíciók előállítására, ezek a diszperziók azonban nem felelnek meg minden tekintetben a követelményeknek. Hátrányt jelent, hogy — noha a diszpergált szilárd részecskék stabilizálásában sztérikus stabilizálószerek, így nemionos felületaktív anyagok vagy védőkolloidok is közrehatnak bizonyos mértékig — a stabilitást elsősorban kis molekulasúlyú, vízben oldódó felületaktív anyagok biztosítják. Az így stabilizált diszperziókból kialakított filmek vízre érzékenyek. Korábban is végeztek már kísérleteket olyan vizes diszperziók kialakítására, amelyekben a polimer részecskék stabilitását — a nemvizes diszperziókhoz hasonlóan — kizárólag sztérikus tényezők biztosítják; ezek a kísérletek azonban nem vezettek a kívánt eredményre. A technika jelenlegi állása szerint sztérikus stabilizálószerek felhasználásával csak a kis polimertartalmú — tehát bevonószerek előállítására kevéssé alkalmas — vizes elegyekből állíthatók elő kellően stabil, nem flokkuláló diszperziók. Találmányunkkal eljárást biztosítunk nagy polimertartalmú, bevonószerek előállítására alkalmas, sztériku san stabilizált vizes polimer diszperziók előállítására. A találmány tárgya eljárás 0,1 — 10 mikron méretű polimer részecskéket tartalmazó, sztérikusan stabilizált, folyékony diszpergáló közegben készült polimer diszperziók előállítására egy vagy több etilénszerűen telítetlen monomernek tömb-kompolimer vagy ojtott kopolimer stabilizálószer jelenlétében történő, szabad gyökökkel beindított polimerizációja útján, oly módon, hogy etilénszerűen telítetlen monomerként akrilsavat vagy metakrilsavat vagy ezek alkil-észterét, hidroxi-alkil-észterét, nitriljét vagy amidját alkalmazzuk, adott esetben valamely vinil-aromás-vegyület, szerves vagy szervetlen sav vinilésztere, maleinsav-dialkilészter, itakonsav-dialkilészter, metilén-malonsav-dialkilészter, izoprén vagy butadién jelenlétében; diszpergáló közegként a) legalább 30 súly??! víz és b) legfeljebb 70 súly% mennyiségű vízzel elegyedő, a polimerizálandó monomert vagy monomereket legalább 3 súly% koncentrációban oldó, a képződő polimert azonban nem oldó komponens, előnyösen rövid szénláncú alkanol elegyét alkalmazzuk; stabilizálószerként olyan tömb-kopolimert vagy ojtott kopolimert használunk, amely A) a felhasznált vizes közeggel szolvatálható polimer komponens gyanánt polietilénglikolt vagy ennek monoalkil-éterét, polivinilpirrolidont, polivinilalkoholt vagy hidroxietil-cellulózt és B) a felhasznált vizes közeggel nem szolvatálható további polimer komponensként egy vagy több akrilsav-típusú monomerből és/vagy vinil-aromás-vegyület bői felépülő polimert tartalmaz, és a stabilizálószerben a szolvatálha-4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
