DE10233533A1 - Novel polyvinyl acetates and their use - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung mindestens eines Polyvinylacetals als Bindemittel für wässrige Dispersionen, wobei das Polyvinylacetal durch Umsetzung mindestens eines Polymers (A), DOLLAR A welches DOLLAR A a.) 1,0 bis 99,9 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (1) DOLLAR F1 DOLLAR A b.) 0 bis 99,0 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (2) DOLLAR F2 DOLLAR A c.) 0 bis 70,0 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (3) DOLLAR F3 DOLLAR A jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers (A) enthält, DOLLAR A mit mindestens einer Verbindung (C) der Formel (5) erhältlich ist DOLLAR F4 DOLLAR A wobei das Polyvinylacetal, bezogen auf die Gesamtzahl an Struktureinheiten der Formel (1), im Polymer (A) zwischen 65 und 99 mol-% Struktureinheiten der Formel (1) enthält. In diesem Zusammenhang sind die Reste DOLLAR A R·1·, R·2·, R·3·, R·4·, R·5·, R·6·, R·9· und R·10· gemäß der Beschreibung definiert.The present invention relates to the use of at least one polyvinyl acetal as a binder for aqueous dispersions, the polyvinyl acetal being converted by reacting at least one polymer (A), DOLLAR A or DOLLAR A a.) From 1.0 to 99.9% by weight of structural units of the formula ( 1) DOLLAR F1 DOLLAR A b.) 0 to 99.0% by weight of structural units of the formula (2) DOLLAR F2 DOLLAR A c.) 0 to 70.0% by weight of structural units of the formula (3) DOLLAR F3 DOLLAR A in each case based on the total weight of the polymer (A), DOLLAR A is obtainable with at least one compound (C) of the formula (5) DOLLAR F4 DOLLAR A wherein the polyvinyl acetal, based on the total number of structural units of the formula (1), in the polymer (A) contains between 65 and 99 mol% of structural units of the formula (1). In this context, the DOLLAR AR · 1 ·, R · 2 ·, R · 3 ·, R · 4 ·, R · 5 ·, R · 6 ·, R · 9 · and R · 10 · radicals are defined as described ,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Polyvinylacetalen als Bindemittel für wässrige Dispersionen.The present invention relates to the use of polyvinyl acetals as binders for aqueous dispersions.
Die Verwendung von Polyvinylacetalen
als Bindemittel für
Dispersionen, wie Lacke, Druckfarben und keramische Formmassen ist
bereits seit langem bekannt. Die üblicherweise eingesetzten Produkte,
deren Herstellung beispielsweise in
Die Einsatzgebiete von Polyvinylacetal im Lackbereich sind vielfältig: neben Autoreparaturlacken, Einbrennlacken, Shop-Primern, Wash-Primern und Haftlacken können auch Isolieranstriche auf Teer, Nikotin etc., Kunststofflacke, Nitrocelluloselacke und Papierlacke mit Polyvinylacetalen erfolgen.The areas of application of polyvinyl acetal There are many different types of paint: in addition to car refinish paints, stove enamels, shop primers, wash primers and adhesive varnishes also insulating coatings on tar, nicotine etc., plastic lacquers, nitrocellulose lacquers and paper varnishes with polyvinyl acetals.
Polyvinylacetal findet auch Anwendung bei der Herstellung von Dispersionen wie Pigmentkonzentraten, Schlickern und anderen Stoffbereitungen, bei denen organische oder anorganische Feststoffe in einem flüssigen Medium dispergiert und stabilisiert werden müssen.Polyvinyl acetal is also used in the production of dispersions such as pigment concentrates, slip and other preparations in which organic or inorganic Solids in a liquid Medium must be dispersed and stabilized.
Druckfarben werden nach dem Fachmann bekannten Methoden hergestellt. Dazu werden entweder die Pigmente mit dem ggf. gelösten Bindemittel unter Zusatz von Additiven vermahlen oder es werden vorgefertigte Pigmentpasten eingesetzt und mit Lösungsmittel, das auch weiteres Bindemittel sowie Additive enthalten kann, verdünnt. Polyvinylacetale, speziell Polyvinylbutyrale, werden für den Verpackungsdruck eingesetzt. Da im allgemeinen Polyvinylbutyrale in ihrer Zusammensetzung der Empfehlung XL des Bundesinstituts für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin (BgVV) und der FDA § 175.300 entsprechen, können damit hergestellte Druckfarben zum Bedrucken von Lebensmittelverpackungen verwendet werden. Üblicherweise werden bei Druckfarben unlösliche Pigmente eingesetzt, die mit einem oder mehreren Bindemitteln und ggf. Additiven in einem Lösungsmittel oder Lösungsmitteigemisch dispergiert werden. Für spezielle Anwendungen, wie Ink-Jet-Tinten, werden auch lösliche Farbstoffe verwendet.Printing inks are made according to the specialist known methods. To do this, either the pigments with the possibly solved Binder is ground with the addition of additives or it is Prefabricated pigment pastes are used and with solvent, the other Can contain binders and additives, diluted. Polyvinyl acetals, especially Polyvinyl butyrals are used for used the packaging printing. Because generally polyvinyl butyrals in its composition of recommendation XL of the Federal Institute for Health Consumer protection and veterinary medicine (BgVV) and the FDA § 175.300 can correspond printing inks produced therewith for printing on food packaging be used. Usually become insoluble in printing inks Pigments used with one or more binders and if necessary, additives in a solvent or mixed solvents be dispersed. For special applications such as ink jet inks, also become soluble Dyes used.
Die Druckfarben besitzen gute Haftungseigenschaften auf organischen und anorganischen Substraten und eignen sich daher zum Bedrucken von Polyolefin-, Metall-, Celluloseacetat-, Polyamid- und Polystyrolfolien. Aufgrund dieser guten Haftungseigenschaften werden Polyvinylacetale für den Zwischenlagendruck eingesetzt. Bei Bedarf kann die Haftung auf schwierigen Untergründen durch Zusatz eines Haftvermittlers verbessert werden. Gegebenenfalls werden auch dem Fachmann bekannte Weichmacher zugesetzt, um die Farben zu flexibilisieren. Die Druckfarben zeichnen sich durch niedrige Lösemittelretention, gutes Fließverhalten sowie gute Wasser- und Kältebeständigkeit aus. Die verwendeten Polyvinylbutyrale besitzen eine gute Löslichkeit in Alkoholen und anderen organischen Lösungsmitteln und eine breite Verträglichkeit mit Verschnittharzen und Additiven.The printing inks have good adhesion properties on organic and inorganic substrates and are therefore suitable for printing on polyolefin, Metal, cellulose acetate, polyamide and polystyrene foils. by virtue of These good adhesion properties use polyvinyl acetals for interlayer printing. If necessary, the liability on difficult surfaces Addition of an adhesion promoter can be improved. If necessary plasticizers known to those skilled in the art are also added to the colors to make it more flexible. The printing inks are characterized by low Solvent retention, good flow behavior as well good water and cold resistance out. The polyvinyl butyrals used have good solubility in alcohols and other organic solvents and a wide range compatibility with blending resins and additives.
Ein generelles Problem bei den beschriebenen Anwendungen ist die Verwendung von organischen Lösungsmitteln. In Zeiten sich verschärfender Gesetzgebung bezüglich der Emission von flüchtigen organischen Verbindungen gewinnen wasserhaltige Dispersionen, wie Lacke, Druckfarben und keramische Formmassen immer mehr an Bedeutung. Polyvinylbutyrale mit einem Acetalisierungsgrad von über 20 % haben den Nachteil, dass sie nicht wasserlöslich sind. Sie scheiden also für die beschriebenen Anwendungen aus.A general problem with the described Applications is the use of organic solvents. In times aggravating Legislation regarding the emission of volatile organic compounds gain aqueous dispersions, such as Varnishes, printing inks and ceramic molding compounds are becoming increasingly important. Polyvinyl butyrals with a degree of acetalization of over 20% have the disadvantage that they are not water-soluble. So you divorce for the described applications.
Die Eigenschaft der Wasserlöslichkeit von Polyvinylacetalen hängt vom Molekulargewicht und von der Art der funktionellen Gruppen bzw. des zur Acetalisierung verwendeten Aldehyds ab. Dementsprechend ändert sich auch der Grenzacetalisierungsgrad, oberhalb dessen ein Polyvinylacetal wasserunlöslich wird (C.A. Finch, „Polyvinyl alcohol", John Wiley & Sons, 1992).The property of water solubility depends on polyvinyl acetals on the molecular weight and on the type of functional groups or of the aldehyde used for the acetalization. Accordingly changes also the degree of limit acetalization, above which a polyvinyl acetal insoluble in water (C.A. Finch, "Polyvinyl alcohol ", John Wiley & Sons, 1992).
Als Polymere, die in Wasser löslich sind und die als Bindemittel und Stabilisator für Dispersionen eingesetzt werden, können solche Verbindungen eingesetzt werden, die über eine genügende Anzahl von polaren Atomgruppen in der Polymerkette verfügen, so dass Löslichkeit in Wasser erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel Polyvinylalkohole, Celluloseether, Gelatine und andere wasserlösliche Polymere. Ein Nachteil dieser Bindemittel ist deren schlechte Dispergierwirkung, was in ungenügenden anwendungstechnischen Eigenschaften, wie zum Beispiel dem mangelhaften Glanz und der mangelhaften Stabilität von Druckfarben, zum Ausdruck kommt.As polymers that are soluble in water and which are used as binders and stabilizers for dispersions, can such connections are used that have a sufficient number of polar atomic groups in the polymer chain, so that solubility is achieved in water. These include for example polyvinyl alcohols, cellulose ethers, gelatin and others water-soluble Polymers. A disadvantage of these binders is their poor dispersing effect, what inadequate application properties, such as the defective Gloss and the poor stability of printing inks, expressed comes.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, bessere Bindemittel für die Herstellung von wässrigen Dispersionen zur Verfügung zu stellen, die insbesondere im Vergleich mit den konventionellen Bindemitteln für wässrige Dispersionen, eine verbesserte Dispergierwirkung aufweisen.The aim of the present invention was therefore to make better binders for the production of aqueous Dispersions available to ask, especially in comparison with the conventional Binders for aqueous Dispersions have an improved dispersing effect.
Der vorliegenden Erfindung lag auch die Aufgabe zugrunde, Bindemittel für wässrige Dispersionen anzugeben, die die Benetzung der dispergierten Substanzen, insbesondere von Pigmenten, deutlich verbessern.The present invention was also the task of specifying binders for aqueous dispersions, which the wetting of the dispersed substances, in particular of Pigments, significantly improve.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war auch darin zu erblicken, Bindemittel für wässrige Dispersionen anzugeben, die die Stabilität der Dispersion im Vergleich mit herkömmlichen Systemen verbessern. Dabei sollten die wässrigen Dispersionen bei Abbinden eine möglichst geringe Viskositätszunahme und keine bzw. eine möglichst späte Gelierung der Disperion bei möglichst hohen Gesamtfeststoffanteilen zeigen.An object of the present invention was also to be seen in giving binders for aqueous dispersions, which the stability the dispersion compared to conventional systems. there should the watery Dispersions when setting one if possible slight increase in viscosity and none or one if possible late gelation the dispersion at if possible show high total solids.
Ferner war es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, wässrige Druckfarben und Lacke zugänglich zu machen, die einen deutlich höheren Glanz aufweisen, als dies unter Verwendung der konventionellen wasserlöslichen Bindemittel, zu erwarten ist.It was also an object of the present invention to make aqueous printing inks and varnishes accessible Chen, which have a significantly higher gloss than can be expected using the conventional water-soluble binders.
Des weiteren war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu erblicken, Bindemittel für wässrige Schlickerformulierungen bereitzustellen, die verglichen mit den konventionellen wässrigen Rezepturen leichter verarbeitbar sein und vorzugsweise zu einer verbesserten Benetzung der dispergierten Substanzen führen sollten. Dabei wurden insbesondere keramische Grünfolien mit erhöhter Flexibilität angestrebt.Another was a task of the present invention to be seen in binders for aqueous slip formulations provide that compared to conventional aqueous Recipes should be easier to process and preferably one should lead to improved wetting of the dispersed substances. Ceramic green foils with increased flexibility were particularly sought after.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch die Verwendung von Polyvinylacetalen mit allen Merkmalen des vorliegenden Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen dieser Vorgehensweise werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.These are solved as well as others tasks not explicitly mentioned, but from the ones discussed here cohere are easily derivable or accessible through the use of polyvinyl acetals with all the features of the present claim 1. Appropriate modifications this procedure is referred back to claim 1 dependent claims under protection.
Dadurch, dass man mindestens ein
Polyvinylacetal als Bindemittel für wässrige Dispersionen einsetzt, welches
durch Umsetzung mindestens eines Polymers (A),
das
- a.) 1,0 bis 99,9 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (1) worin R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet,
- b.) 0 bis 99,0 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (2) worin R2 Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt,
- c.) 0 bis 70,0 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (3) worin R3, R4, R5 und R6, jeweils unabhängig voneinander Reste mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1 bis 500 g/mol sind,
mit mindestens einer Verbindung (C) der Formel (5) erhältlich ist, worin R9 und R10 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, COOH, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine gegebenenfalls substituierte Arylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind,
wobei das Polyvinylacetal bezogen auf die Gesamtzahl an Struktureinheiten der Formel (1) im Polymer (A) zwischen 65 und 99 mol-% Struktureinheiten der Formel (1) enthält, gelingt es auf nicht ohne weiteres vorhersehbare Weise, Bindemittel für wässrige Dispersionen mit einer guter Dispergierwirkung bereitzustellen, die gegenüber den konventionellen, wasserlöslichen Bindemitteln, wie beispielsweise Polyvinylalkohole, deutlich verbessert ist.The fact that at least one polyvinyl acetal is used as a binder for aqueous dispersions, which by reacting at least one polymer (A),
the
- a.) 1.0 to 99.9% by weight of structural units of the formula (1) where R 1 is hydrogen or methyl,
- b.) 0 to 99.0% by weight of structural units of the formula (2) in which R 2 represents hydrogen or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms,
- c.) 0 to 70.0% by weight of structural units of the formula (3) wherein R 3 , R 4 , R 5 and R 6 , each independently of one another, are residues with a molecular weight in the range from 1 to 500 g / mol,
is obtainable with at least one compound (C) of the formula (5), wherein R 9 and R 10 are each independently hydrogen, COOH, an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms or an optionally substituted aryl group with 6 to 12 carbon atoms,
where the polyvinyl acetal, based on the total number of structural units of the formula (1) in the polymer (A), contains between 65 and 99 mol% of structural units of the formula (1), it is possible to predict binders for aqueous dispersions with a good quality To provide dispersing effect, which is significantly improved over the conventional, water-soluble binders, such as polyvinyl alcohols.
Zugleich lassen durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine Reihe weiterer Vorteile erzielen:
- – Die Benetzung der dispergierten Substanzen, insbesondere von Pigmenten, wird erfindungsgemäß deutlich verbessert.
- – Die Verwendung der vorstehend genannten Polyvinylacetale führt zu wäßrigen Dispersionen mit verbesserter Stabilität gegenüber herkömmlichen Systemen. Diese ist insbesondere bei der Lagerung der wässrigen Dispersionen von Vorteil, da hier nur ein vergleichsweise geringerer Viskositätsanstieg und keine bzw. eine deutlich spätere Gelierung der Dispersion zu beobachten ist. Die resultierenden Druckfarben und Lacke weisen einen deutlich höheren Glanz auf, als dies von bekannten wasserlöslichen Bindemitteln zu erwarten ist.
- - The wetting of the dispersed substances, in particular pigments, is significantly improved according to the invention.
- - The use of the above-mentioned polyvinyl acetals leads to aqueous dispersions with improved stability compared to conventional systems. This is particularly advantageous when storing the aqueous dispersions, since only a comparatively small increase in viscosity and no or significantly later gelation of the dispersion can be observed. The resulting printing inks and varnishes have a significantly higher gloss than can be expected from known water-soluble binders.
Des weiteren ist bei Einsatz der beschriebenen Polyvinylacetale im Bereich Keramik die Flexibilität von keramischen Grünfolien gegenüber der Verwendung von Polyvinylalkoholen erhöht, was die Verarbeitung im Vergleich zu anderen wasserhaltigen Bindemitteln erheblich erleichtert. Die Forderung nach verbesserter Benetzbarkeit von anorganischen oder organischen Pulvern durch wässrige Bindemittel kann daher erfüllt werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung mindestens eines Polyvinylacetals, welches durch Umsetzung mindestens eines Polymers (A) mit mindestens einer Verbindung (C) erhältlich ist.Furthermore, when using the described polyvinyl acetals in the field of ceramics the flexibility of ceramic green films across from the use of polyvinyl alcohol increased, compared to the processing to other water-based binders considerably easier. The Demand for improved wettability of inorganic or organic powders by aqueous Binder can therefore be met become. The present invention relates to the use at least one polyvinyl acetal, which by reaction at least of a polymer (A) with at least one compound (C) is available.
Das Polymer (A) enthält jeweils bezogen auf sein Gesamtgewicht
- a.) 1,0 bis 99,9 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (1)
- b.) 0 bis 99,0 Gew.-% Struktureinheiten der Formel (2)
- c.) 0 bis 70,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 70,0 Gew.-%, Struktureinheiten der Formel (3)
- a.) 1.0 to 99.9% by weight of structural units of the formula (1)
- b.) 0 to 99.0% by weight of structural units of the formula (2)
- c.) 0 to 70.0% by weight, preferably 0.01 to 70.0% by weight, structural units of the formula (3)
Dabei sind die jeweiligen Struktureinheiten natürlich voneinander verschieden, insbesondere umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Struktureinheit der Formel (3) nicht die Struktureinheiten der Formel (1) oder (2).The respective structural units Naturally different from one another, in particular within the scope of the present Invention the structural unit of formula (3) not the structural units of the formula (1) or (2).
Der Rest R1 stellt jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl, vorzugsweise Wasserstoff dar.The radical R 1 each independently represents hydrogen or methyl, preferably hydrogen.
Der Rest R2 kennzeichnet Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, zweckmäßigerweise eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-, n-Pentyl- oder eine n-Hexylgruppe, vorteilhafterweise eine Methyl- oder eine Ethylgruppe, insbesondere eine Methylgruppe.The radical R 2 denotes hydrogen or an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, advantageously a methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl -, tert-butyl, n-pentyl or an n-hexyl group, advantageously a methyl or an ethyl group, in particular a methyl group.
Die Reste R3, R4, R5 und R6 sind jeweils unabhängig voneinander Reste mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1 bis 500 g/mol, zweckmäßigerweise Wasserstoff, ein gegebenenfalls verzweigter, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls eine oder mehrere Carbonsäure-, Carbonsäureanhydrid-, Carbonsäureester-, Carbonsäureamid- und/oder Sulfonsäuregruppen enthalten kann.The radicals R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each, independently of one another, radicals with a molecular weight in the range from 1 to 500 g / mol, advantageously hydrogen, an optionally branched, aliphatic or cycloaliphatic radical with 1 to 16 carbon atoms, which, if appropriate may contain one or more carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, carboxylic acid ester, carboxylic acid amide and / or sulfonic acid groups.
Besonders bevorzugte Struktureinheiten der Formel (3) leiten sich von geradkettigen oder verzweigten Olefinen mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure, (Meth)acrylamiden und/oder Ethylensulfonsäure ab. Dabei haben sich Olefine, insbesondere solche mit einer endständigen C-C-Doppelbindung, die vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen, insbesondere Ethylen als ganz besonders günstig erwiesen. Weiterhin führen auch Struktureinheiten (3), die sich von Acrylamidopropenylsulfonsäure (AMPS) ableiten, erfindungsgemäß zu ganz besonders vorteilhaften Ergebnissen.Particularly preferred structural units of the formula (3) are derived from straight-chain or branched olefins having 2 to 18 carbon atoms, (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, (meth) acrylamides and / or ethylene sulfonic acid. Here, olefins, in particular those with a terminal CC double bond, which preferably have 2 to 6 carbon atoms, in particular ethylene, have proven to be very particularly favorable. Furthermore, structural units (3) which are derived from acrylamidopropenylsulfonic acid (AMPS) also lead to very particularly advantageous He according to the invention gebnissen.
Die Gesamtanzahl an Struktureinheiten der Formel (2) ist vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 40 mol-%, zweckmäßigerweise im Bereich von 0,5 bis 25,0 mol-%, insbesondere im Bereich von 1,0 bis 15,0 mol-%, jeweils bezogen auf die Gesamtanzahl an Struktureinheiten der Formel (1) und (2). Dabei wird gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Polymer (A) einsetzt, welches bezogen auf die Gesamtanzahl an Struktureinheiten der Formel (1) und (2) 1,0 bis 2,0 mol-% Struktureinheiten der Formel (2) enthält. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Polymer (A) einsetzt, welches bezogen auf die Gesamtanzahl an Struktureinheiten der Formel (1) und (2) 3,0 bis 7,0 mol-% Struktureinheiten der Formel (2) enthält. Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Polymer (A) einsetzt, welches bezogen auf die Gesamtanzahl an Struktureinheiten der Formel (1) und (2) 10,0 bis 15,0 mol-% Struktureinheiten der Formel (2) enthält.The total number of structural units of formula (2) is preferably in the range from 0.1 to 40 mol%, expediently in the range from 0.5 to 25.0 mol%, in particular in the range from 1.0 up to 15.0 mol%, each based on the total number of structural units of the formula (1) and (2). According to a first preferred embodiment of the present invention uses a polymer (A) which is related to the total number of structural units of the formula (1) and (2) Contains 1.0 to 2.0 mol% of structural units of the formula (2). According to one second preferred embodiment In the present invention, a polymer (A) is used which based on the total number of structural units of the formula (1) and (2) contains 3.0 to 7.0 mol% of structural units of the formula (2). According to one third preferred embodiment of the In the present invention, a polymer (A) is used which is related to the total number of structural units of the formula (1) and (2) Contains 10.0 to 15.0 mol% of structural units of the formula (2).
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Polymer (A), jeweils bezogen auf sein Gesamtgewicht, > 50,0 Gew.-%, zweckmäßigerweise > 60,0 Gew.-%, vorteilhafterweise > 70,0 Gew.-%, insbesondere > 80,0 Gew.-% an Struktureinheiten der Formel (1) und/oder (2). Besonders vorteilhafte Ergebnisse können dabei mit Polymeren (A) erzielt werden, die, jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, > 85,0 Gew.-%, zweckmäßigerweise > 90,0 Gew.-%, vorteilhafterweise > 95,0 Gew.-%, insbesondere > 99,0 Gew.-% an Struktureinheiten der Formel (1) und/oder (2) enthalten.According to another particularly preferred embodiment the present invention includes this Polymer (A), in each case based on its total weight,> 50.0% by weight, advantageously> 60.0% by weight, advantageously> 70.0% by weight, in particular> 80.0% by weight structural units of the formula (1) and / or (2). Particularly advantageous results can be achieved can be achieved with polymers (A) which, based in each case on their total weight, are> 85.0% by weight, expediently> 90.0% by weight, advantageously> 95.0% by weight, in particular> 99.0 % By weight of structural units of the formula (1) and / or (2).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Polymer (A) einen syndiotaktischen, isotaktischen und/oder ataktischen Kettenaufbau besitzen. Weiterhin kann es sowohl als random- als auch als Blockcopolymer vorliegen.Within the scope of the present invention the polymer (A) can be a syndiotactic, isotactic and / or have atactic chain structure. Furthermore, it can be used both as random as well as block copolymer.
Die Viskosität des Polymers (A) ist erfindungsgemäß von untergeordneter Bedeutung, prinzipiell können sowohl niedermolekulare als auch hochmolekulare Polymere (A) eingesetzt werden. Dennoch hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ganz besonders günstig erwiesen, dass das Polymer (A) eine Viskosität im Bereich von 1 bis 70 mPas, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 40 mPas, insbesondere im Bereich von 3 bis 30 mPas, aufweist (gemessen als 4 Gew.-%-ige wässrige Lösung nach Höppler bei 20°C, DIN 53015).According to the invention, the viscosity of the polymer (A) is of secondary importance Meaning, in principle, can both low molecular weight and high molecular weight polymers (A) are used become. Nevertheless, it has been within the scope of the present invention as very cheap proven that the polymer (A) has a viscosity in the range of 1 to 70 mPas, preferably in the range from 2 to 40 mPas, in particular in the range from 3 to 30 mPas, (measured as a 4% by weight aqueous solution according to Hoppler at 20 ° C, DIN 53015).
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polymere (A) kann auf an sich bekannte Weise in einem zweistufigem Verfahren erfolgen. In einem ersten Schritt wird der entsprechende Vinylester in einem geeigneten Lösungsmittel, in der Regel Wasser oder ein Alkohol, wie Methanol, Ethanol, Propanol und/oder Butanol, unter Verwendung eines geeigneten Radikalstarters, radikalisch polymerisiert. Wird die Polymerisation in der Gegenwart radikalisch copolymerisierbarer Monomere durchgeführt, so erhält man die entsprechenden Vinylester-Copolymere.The preparation of those to be used according to the invention Polymers (A) can be prepared in a known manner in a two-stage Procedure. In a first step, the corresponding one Vinyl esters in a suitable solvent, usually water or an alcohol, such as methanol, ethanol, propanol and / or Butanol, using a suitable radical initiator, radical polymerized. The polymerization becomes radical in the presence copolymerizable monomers carried out, so you get the corresponding vinyl ester copolymers.
Das Vinylester(co)polymer wird dann in einem zweiten Schritt, üblicherweise durch Umesterung mit Methanol, verseift, wobei man den Verseifungsgrad auf an sich bekannte Weise, beispielsweise durch Variation der Katalysatorkonzentration, der Reaktionstemperatur und/oder der Reaktionszeit, gezielt einstellen kann. Für weitere Details wird auf die gängige Fachliteratur, insbesondere auf Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition on CD-Rom Wiley-VCH, 1997, Keyword: Poly(Vinyl Acetals) und die dort angegebenen Literaturstellen verwiesen.The vinyl ester (co) polymer is then in a second step, usually by transesterification with methanol, saponified, the degree of saponification being determined in a manner known per se, for example by varying the catalyst concentration, the reaction temperature and / or the reaction time can. For further details will be on the common Specialist literature, especially on Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition on CD-Rom Wiley-VCH, 1997, Keyword: Poly (Vinyl Acetals) and referenced references there.
Die Verbindung (C) besitzt erfindungsgemäß die Formel (5) According to the invention, the compound (C) has the formula (5)
Die Reste R9 und R10 sind jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, COOH, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen. Dabei können diese Alkyl- und Arylreste mit einer oder mehreren Carboxyl-, Hydroxyl-, Sulfonsäuregruppen und/oder Halogenatomen, wie Fluor, Chlor, Brom, Iod, substituiert sein. Zu den bevorzugten Verbindungen (C) gehören Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, iso-Butyraldehyd, 2-Ethoxybutyraldehyd, Paraldehyd, 1,3,5-Trioxan, Capronaldehyd, 2-Ethylhexanal, Pelargonaldehyd, 3,5,5-Trimethylhexanal, 2-Formyl-benzoesulfonsäure, Aceton, Ethylmethylketon, Butylethylketon und/oder Ethylhexylketon. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird Glyoxylsäure HCO-OOOH als Verbindung (C) verwendet.The radicals R 9 and R 10 are each independently hydrogen, COOH, an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms or an aryl group with 6 to 12 carbon atoms. These alkyl and aryl radicals can be substituted with one or more carboxyl, hydroxyl, sulfonic acid groups and / or halogen atoms, such as fluorine, chlorine, bromine, iodine. The preferred compounds (C) include formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, 2-ethoxybutyraldehyde, paraldehyde, 1,3,5-trioxane, capronaldehyde, 2-ethylhexanal, pelargonaldehyde, 3,5,5- Trimethylhexanal, 2-formylbenzenesulfonic acid, acetone, ethyl methyl ketone, butyl ethyl ketone and / or ethyl hexyl ketone. According to a further preferred embodiment, glyoxylic acid HCO-OOOH is used as compound (C).
Erfindungsgemäß hat sich der Einsatz von Aldehyden, d. h. von Verbindungen der Formel (5) mit R9 = Wasserstoff und R10 = Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl- oder eine iso-Propylgruppe, vorzugsweise von Formaldehyd und/oder n-Butyraldehyd, insbesondere von n-Butyraldehyd, ganz besonders bewährt.According to the invention, the use of aldehydes, ie of compounds of the formula (5) with R 9 = hydrogen and R 10 = hydrogen, a methyl, ethyl, n-propyl or an isopropyl group, preferably formaldehyde and / or n-Butyraldehyde, especially of n-butyraldehyde, has proven particularly useful.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Umsetzung des mindestens einen Polymers (A) mit der mindestens einen Verbindung (C) in Gegenwart von mindestens einer Hydroxyverbindung (B) durchgeführt. Dabei ist der Einsatz von Mischungen aus Polymer (A) und Hydroxyverbindung (B) besonders günstig, die
- A.) 50,0 bis 99,99 Gewichtsteilen mindestens eines Polymers (A) und
- B.) 0,01 bis 50,0 Gewichtsteilen mindestens einer Hydroxyverbindung (B) enthalten, wobei die Summe der Gewichtsteile aus A.) und B.) vorzugsweise 100 Gewichtsteile ergibt.
- A.) 50.0 to 99.99 parts by weight of at least one polymer (A) and
- B.) 0.01 to 50.0 parts by weight of at least one hydroxy compound (B), the sum of the parts by weight from A.) and B.) preferably giving 100 parts by weight.
Die Hydroxyverbindung (B) genügt gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Formel (4) According to this embodiment of the present invention, the hydroxy compound (B) satisfies the formula (4)
Der Rest R7 bezeichnet Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-, n-Pentyl- oder eine n-Hexylgruppe, insbesondere eine Methylgruppe. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht der Rest R7 für Wasserstoff.The radical R 7 denotes hydrogen or an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, preferably a methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n- Pentyl or an n-hexyl group, especially a methyl group. According to a very particularly preferred embodiment of the present invention, the radical R 7 is hydrogen.
Dabei können die Reste R7 jeweils unabhängig voneinander gewählt werden, d. h. jede Wiederholungseinheit -CHR7-CH2O- kann einen anderen Rest R7 aufweisen. Folglich umfasst die vorstehende Definition der Hydroxyverbindung (B) sowohl Polyethylenglykol(monoether) und Polypropylenglykol(monoether) als auch Polyethylenglykol-co-propylenglykol(monoether). Letztere können sowohl einen statistischen als auch einen blockartigen Aufbau besitzen.The radicals R 7 can each be selected independently of one another, ie each repeating unit -CHR 7 -CH 2 O- can have a different radical R 7 . Consequently, the above definition of the hydroxy compound (B) encompasses both polyethylene glycol (monoether) and polypropylene glycol (monoether) and polyethylene glycol-co-propylene glycol (monoether). The latter can have both a statistical and a block-like structure.
Der Rest R8 kennzeichnet Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-, n-Pentyl-, n-Hexyl-, n-Heptyl-, n-Octyl-, n-Nonyl- oder eine n-Decylgruppe, insbesondere eine Methylgruppe. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt der Rest R8 Wasserstoff dar.The radical R 8 denotes hydrogen or an alkyl radical with 1 to 10 carbon atoms, preferably a methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n- Pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl or an n-decyl group, especially a methyl group. According to a very particularly preferred embodiment of the present invention, the radical R 8 represents hydrogen.
n ist eine Zahl größer gleich 2, vorzugsweise eine Zahl im Bereich von 2 bis 1000, zweckmäßigerweise im Bereich von 3 bis 300 vorteilhafterweise im Bereich von 3 und 25, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 10, insbesondere im Bereich von 4 bis 6. Weiterhin können besonders günstige Ergebnisse erzielt werden, wenn n eine Zahl im Bereich von 10 bis 20, insbesondere im Bereich von 12 bis 15 ist.n is a number greater than or equal to 2, preferably a number in the range from 2 to 1000, advantageously in Range from 3 to 300 advantageously in the range from 3 and 25, particularly preferably in the range from 3 to 10, in particular in the range from 4 to 6. Furthermore, you can particularly cheap Results are obtained when n is a number in the range from 10 to 20, in particular in the range from 12 to 15.
Die Struktur der Polyvinylacetale gemäß dieser besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zum derzeitigem Zeitpunkt noch nicht vollständig geklärt. Dennoch deuten die derzeitigen Ergebnisse darauf hin, dass die Hydroxyverbindung (B) kovalent an das Polymer gebunden ist, da es sich – im Gegensatz zu herkömmlichen Weichmachern – nicht mehr aus dem Polymer, beispielsweise mittels einer Extraktion (z. B. durch Soxhlet-Extraktion), isolieren lässt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Lehre der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Interpretation beschränkt ist.The structure of polyvinyl acetals according to this particularly preferred embodiment the present invention is not yet available Completely clarified. Nevertheless, the current results suggest that the hydroxy compound (B) is covalently bound to the polymer, as it is - in contrast to conventional Plasticizers - not more from the polymer, for example by means of an extraction (e.g. B. by Soxhlet extraction), isolates. However, it goes without saying that the teaching of the present Invention is not limited to this interpretation.
Das erfindungsgemäß einzusetzende Polyvinylacetal zeichnet sich dadurch aus, dass es bezogen auf die Gesamtzahl an Struktureinheiten der Formel (1) im Polymer (A) zwischen 65 und 99 mol-%, vorzugsweise zwischen 70 und 90 mol-% , Struktureinheiten der Formel (1) enthält. Zu diesem Zweck werden die Anteile der Ausgangsverbindungen (A), (C) und gegebenenfalls (B) vorzugsweise derart gewählt, dass man pro mol Hydroxylgruppen, die das Polymer (A) und – falls vorhanden – die Hydroxyverbindung (B) in Summe enthalten, 0,0005 bis 0,35 mol, vorzugsweise 0,0005 bis 0,26 mol, der Verbindung (C) einsetzt.The polyvinyl acetal to be used according to the invention is characterized in that it is based on the total number Structural units of the formula (1) in the polymer (A) between 65 and 99 mol%, preferably between 70 and 90 mol%, structural units of formula (1) contains. For this purpose, the proportions of the starting compounds (A), (C) and optionally (B) are preferably chosen such that one per mole of hydroxyl groups, the polymer (A) and - if present - the Hydroxy compound (B) contained in total, 0.0005 to 0.35 mol, preferably 0.0005 to 0.26 mol, the compound (C) uses.
Darüber hinaus werden die Verbindungen (B) und (C) vorzugsweise in einem mol-Verhältnis Verbindung (C)/Verbindung (B) von größer gleich eins eingesetzt.In addition, the connections (B) and (C) preferably in a molar ratio of compound (C) / compound (B) greater than or equal to one used.
Die Umsetzung der Ausgangsverbindungen (A), (C) und gegebenenfalls (B) erfolgt vorzugsweise in mindestens einem inerten Lösungsmittel, wobei der Begriff „inertes Lösungsmittel" für solche Lösungsmittel steht, die unter den jeweiligen Reaktionsbedingungen nicht den Ablauf der gewünschten Acetalisierungsreaktion stören bzw. gar verhindern. Ein in diesem Zusammenhang besonders zweckmäßiges Lösungsmittel ist Wasser.Implementation of the starting compounds (A), (C) and optionally (B) are preferably carried out in at least an inert solvent, the term “inert Solvent "for such Solvent, which does not follow the course of the under the respective reaction conditions desired Disrupt acetalization reaction or even prevent. A particularly useful solvent in this context is water.
Weiterhin führt man die Reaktion günstigerweise in Gegenwart saurer Katalysatoren durch. Geeignete Säuren umfassen sowohl organische Säuren, wie beispielsweise Essigsäure als auch mineralische Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure und/oder Salpetersäure, wobei sich der Einsatz von Salzsäure, Schwefelsäure und/oder Salpetersäure in der Technik besonders bewährt hat. Die Durchführung der Reaktion erfolgt vorzugsweise derart, dass man eine Mischung aus den Komponenten (A) und gegebenenfalls (B) in wässeriger Lösung vorlegt, die Verbindung (C) in diese Lösung einträgt und anschließend den sauren Katalysator zutropft. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat es sich auch als günstig erwiesen, die Komponenten (A) und gegebenenfalls (B) in wässeriger Lösung vorzulegen, den sauren Katalysator in diese Lösung einzurühren und anschließend die Umsetzung durch Zugabe der Verbindung (C) zu starten.The reaction is also conveniently carried out in the presence of acidic catalysts. Suitable acids include both organic acids, such as acetic acid as well as mineral acids like Hydrochloric acid, sulfuric acid and / or nitric acid, where the use of hydrochloric acid, Sulfuric acid and / or nitric acid especially proven in technology Has. The implementation the reaction is preferably carried out in such a way that a mixture from components (A) and optionally (B) in aqueous solution submitted, the compound (C) enters this solution and then the acid catalyst added dropwise. According to one another preferred embodiment the present invention has also proven to be advantageous the components (A) and optionally (B) in aqueous solution, the acidic Catalyst in this solution stir and subsequently to start the reaction by adding the compound (C).
Die Reaktionstemperatur kann man über einen weiten Bereich variieren, aber häufig liegt die Temperatur im Bereich von –20,0 °C bis 100,0 °C, vorzugsweise im Bereich von 0,0 °C bis 80,0 °C. Ähnliches gilt für den Druck bei der die Umsetzung vollzogen wird. So kann die Reaktion sowohl bei Unterdruck als auch bei Überdruck stattfinden. Vorzugsweise wird sie aber bei Normaldruck durchgeführt. Obwohl die Reaktion auch unter Luft stattfinden kann, hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als günstig erwiesen, die Umsetzung unter Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise Stickstoff und/oder Argon, durchzuführen.The reaction temperature can be varied over a wide range, but frequently the temperature is in the range from -20.0 ° C to 100.0 ° C, preferably in the range from 0.0 ° C to 80.0 ° C. The same applies to the pressure at which the implementation is carried out. The reaction can take place both at negative pressure and at Overpressure take place. However, it is preferably carried out at normal pressure. Although the reaction can also take place in air, it has proven advantageous in the context of the present invention to carry out the reaction under a protective gas atmosphere, preferably nitrogen and / or argon.
Alternative Herstellungsweisen der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere sind dem Fachmann offensichtlich. So ist es beispielsweise möglich, anstelle der Verbindung (C) Verbindungen einsetzen, die unter den gewählten Reaktionsbedingungen Verbindungen (C) freisetzen. Hierzu gehören u. a. cyclische Trimere von Aldehyden sowie Acetale von Aldehyden oder Ketonen.Alternative manufacturing methods of to be used according to the invention Polymers are obvious to the person skilled in the art. For example, it is possible, Instead of the compound (C) use compounds that are under the selected Reaction conditions Release compounds (C). These include a. cyclic trimers of aldehydes and acetals of aldehydes or Ketones.
Weiterhin ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch möglich, das Polymer (A) zunächst durch Umsetzung mit einer bestimmten Menge an Verbindung (C) teilweise zu acetalisieren, dann mindestens eine Hydroxyverbindung (B) zuzumischen und die resultierende Mischung mit einer weiteren Menge an Verbindung (C) umzusetzen.Furthermore, it is according to one particularly preferred embodiment the present invention also possible, the polymer (A) first by Partial reaction with a certain amount of compound (C) to acetalize, then admix at least one hydroxy compound (B) and the resulting mixture with another amount of compound (C) implement.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das vorstehend beschriebene Polyvinylacetal als Bindemittel für wässrige Dispersionen eingesetzt. Dabei sind die Begriffe „Bindemittel" und „wässrige Dispersion" dem Fachmann bestens bekannt.Within the scope of the present invention the polyvinyl acetal described above is used as a binder for aqueous dispersions used. The terms “binder” and “aqueous dispersion” are best for the person skilled in the art known.
Bindemittel bezeichnen Substanzen, die gleich- od. verschiedenartige Stoffe miteinander verbinden, wobei das Abbinden der Stoffe durch physikalisches Trocknen der wässrigen Dispersion erfolgt. Bei Anstrichstoffen und Lacken, die im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vordergrund stehen, sind Bindemittel gemäß DIN 55945 (12/1988) definiert und kennzeichnen den oder die nichtflüchtigen Anteile ohne Pigment und Füllstoff, aber einschließlich Weichmachern, Trockenstoffen u.a. nichtflüchtigen Hilfsstoffen. Aufgabe der Bindemittel ist die Bindung der Pigmentteilchen untereinander und mit dem Untergrund.Binders are substances combine the same or different types of substances, whereby the setting of the substances by physically drying the aqueous ones Dispersion takes place. For paints and varnishes that are in the frame a particularly preferred embodiment In the foreground of the present invention are binders according to DIN 55945 (12/1988) defines and characterizes the non-volatile person (s) Portions without pigment and filler, but including Plasticizers, drying agents, etc. non-volatile auxiliaries. task the binding agent is the binding of the pigment particles to one another and with the underground.
Der Begriff „Dispersionen" steht gemäß DIN 53900 (Juli 1972) für ein disperses System aus mehreren Phasen, von denen eine kontinuierlich (Dispersionsmittel) und mindestens eine weitere fein verteilt ist (dispergierte Phase, Dispergens).The term "dispersions" stands according to DIN 53900 (July 1972) for a disperse system of several phases, one of which is continuous (Dispersant) and at least one other is finely divided (dispersed phase, dispersant).
Das Dispersionsmittel ist im vorliegenden Fall ein Lösungsmittel oder -gemisch, welches Wasser enthält. Dabei kennzeichnen Lösungsmittel Flüssigkeiten mit einer dynamischen Viskosität insbesondere bei 25°C und bei Normaldruck (101325 Pa) im Bereich von 0,1 bis 10 mPa s.The dispersant is in the present Case a solvent or mixture containing water. Solvents are labeled liquids with a dynamic viscosity especially at 25 ° C and at normal pressure (101325 Pa) in the range of 0.1 to 10 mPa s.
Das Dispergens kann je nach Anwendung frei gewählt werden. Es umfasst beispielsweise Farbmittel (Pigmente), insbesondere für Druckfarben, Korrosions-inhibierende Substanzen, insbesondere für Korrosionsschutzmittel, und Tonmineralien, insbesondere für Schlickerformulierungen.The dispersant can vary depending on the application freely selected become. It includes, for example, colorants (pigments), in particular for printing inks, Corrosion-inhibiting substances, especially for anti-corrosion agents, and clay minerals, especially for slip formulations.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Dispergens zweckmäßigerweise in den jeweils eingesetzten Mengen im Dispersionsmittel, insbesondere in Wasser, nicht vollständig löslich. Die Löslichkeit ist bei 25°C im Dispersionsmittel vorzugsweise kleiner 1 g pro 100 g Dispersionsmittel, zweckmäßigerweise 0,1 g pro 100 g, Dispersionsmittel. Die Wasserlöslichkeit beträgt bei 25°C vorzugsweise weniger als 1,0 g pro 100 g Wasser, insbesondere 0,1 g pro 100 g Wasser.Within the scope of the present invention the dispersant is expedient in the respective amounts used in the dispersant, in particular in water, not completely soluble. The solubility is at 25 ° C preferably less than 1 g per 100 g of dispersant in the dispersant, expediently 0.1 g per 100 g, dispersant. The water solubility is preferably at 25 ° C less than 1.0 g per 100 g water, in particular 0.1 g per 100 g Water.
Weiterhin ist das Dispergens vorzugsweise ein Feststoff, d. h. es weist insbesondere bei 25 ° C und bei Normaldruck (101325 Pa) eine dynamische Viskosität größer 10 mPa s, zweckmäßigerweise größer 100 kPas s auf.Furthermore, the dispersant is preferred a solid, i.e. H. it particularly shows at 25 ° C and Normal pressure (101325 Pa) a dynamic viscosity greater than 10 mPa s, expediently greater than 100 kPas s on.
Erfindungsgemäß wird das Dispergieren der zu dispergierenden Teilchen durch die vorstehend beschriebenen Polyvinylacetale erleichtert, indem sie die Grenzflächenspannung zwischen den beiden Komponenten erniedrigen, also ein Benetzung herbeiführen. Die Benetzungs-Tendenz läßt sich aus der Bestimmung des Randwinkels, den die Flüssigkeiten mit der festen Oberfläche bildet, ableiten: [σ1 bzw. σ2 = Oberflächenspannung des Festkörpers bzw. der Flüssigkeiten, γ1, 2 = Grenzflächenspannung fest/flüssig, ? = Randwinkel od. Kontaktwinkel) (s. Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999) – Stichwort: Benetzung].According to the invention, the dispersion of the particles to be dispersed is facilitated by the polyvinyl acetals described above by lowering the interfacial tension between the two components, that is to say bringing about wetting. The wetting tendency can be derived from the determination of the contact angle that the liquids form with the solid surface: [σ 1 or σ 2 = surface tension of the solid or liquids, γ 1, 2 = interfacial tension solid / liquid,? = Contact angle or contact angle) (see Römpp Lexikon Chemie - Version 2.0, Stuttgart / New York: Georg Thieme Verlag 1999) - keyword: wetting].
Die Zusammensetzung der wässrigen Dispersion kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung je nach Anwendung frei gewählt werden, sofern sie Wasser enthält. Dennoch haben sich wässrige Dispersionen, die bezogen auf ihr Gesamtgewicht vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, zweckmäßigerweise mehr als 20 Gew.-%, insbesondere mehr als 30 Gew.-%, mindestens eines Lösungsmittels enthalten, erfindungsgemäß ganz besonders bewährt.The composition of the aqueous Dispersion can be used in the context of the present invention depending on the application freely selected if it contains water. Still have watery Dispersions based on their total weight are preferably more than 10% by weight, expediently more than 20% by weight, in particular more than 30% by weight, at least of a solvent included, especially according to the invention proven.
Weiterhin besteht das Lösungsmittel(gemisch) bezogen auf die Gesamtmenge an Lösungsmittel vorzugsweise zu mindestens 10 Gew.-%, zweckmäßigerweise zu mindestens 20 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 30 Gew.-%, aus Wasser. Besonders vorteilhafte Ergebnisse können erfindungsgemäß erzielt werden, wenn das Lösungsmittel(gemisch) bezogen auf die Gesamtmenge an Lösungsmittel zu mindestens 40 Gew.-%, zweckmäßigerweise zu mindestens 50 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 60 Gew.-%, Wasser ist.Furthermore, the solvent (mixture) based on the total amount of solvent preferably at least 10% by weight, expediently at least 20 % By weight, in particular at least 30% by weight, of water. Especially beneficial results can achieved according to the invention if the solvent (mixture) based on the total amount of solvent at least 40% by weight, expediently at least 50% by weight, in particular at least 60% by weight, of water is.
Die Herstellung der wässrigen Dispersion kann auf an sich bekannte Weise, z. B. elektrochemisch, elektrisch oder mechanisch (durch Mahlen, mittels Ultraschall etc.) erfolgen. Vorzugsweise erfolgt sie mechanisch.The manufacture of the aqueous Dispersion can be carried out in a manner known per se, e.g. B. electrochemically, electrically or mechanically (by grinding, using ultrasound, etc.). It is preferably carried out mechanically.
Obwohl die vorstehend beschriebenen Polyvinylacetale als Bindemittel für wässrige Dispersionen ganz besonders geeignet sind, kann es im Einzelfall zweckmäßig sein, weitere Co-Bindemittel einzusetzen, um beispielsweise die Pigmentbenetzung bzw. -dispergierung oder Haftung zu verbessern. Daher werden im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens ein weiteres Co-Bindemittel verwendet. Geeignete Co-Bindemittel umfassen alle für wässrige Dispersionen bekannten Bindemittel, vorzugsweise organische Bindemittel, insbesondere Polyvinylalkohole, Celluloseether, Gelatine, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylsulfate, Polyacrylate, Polyacrylamide, Maleinsäure-Styrol-Copolymere und andere wasserlösliche Polymere. Erfindungsgemäß weisen die Co-Bindemittel eine Wasserlöslichkeit bei 20°C von mindestens 1,0 g Co-Bindemittel pro 100 g reines Wasser auf.Although those described above Polyvinyl acetals especially as binders for aqueous dispersions are suitable, it may be appropriate in individual cases, further co-binders to be used, for example, to pigment wetting or dispersing or improve liability. Therefore, under a special preferred embodiment of the present invention at least one further co-binder used. Suitable co-binders include all for aqueous dispersions known binders, preferably organic binders, in particular Polyvinyl alcohols, cellulose ethers, gelatin, polyvinyl pyrrolidones, Polyvinyl sulfates, polyacrylates, polyacrylamides, maleic acid-styrene copolymers and other water soluble Polymers. According to the invention the co-binder a water solubility at 20 ° C of at least 1.0 g co-binder per 100 g of pure water.
Die Mengen an Co-Bindemittel können je nach Anwendung beliebig gewählt werden. Dennoch hat es sich erfindungsgemäß als ganz besonders günstig erwiesen, dass der Anteil aller Co-Bindemittel bezogen auf die Gesamtmasse aller eingesetzten Bindemittel im Bereich von 0,1 bis 95,0 Gew.-% , vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 80,0 Gew.-%, zweckmäßigerweise im Bereich von 0,1 bis 60,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 bis < 50,0 Gew.-% ist. Ganz besonders vorteilhafte Ergebnisse können erzielt werden, wenn der Anteil aller Co-Bindemittel bezogen auf die Gesamtmasse aller eingesetzten Bindemittel im Bereich von 0,1 bis 40,0 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 25,0 Gew.-%, zweckmäßigerweise im Bereich von 0,1 bis 10,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 5,0 Gew.-% ist.The amounts of co-binder can vary arbitrarily chosen after application become. Nevertheless, according to the invention, it has proven to be particularly favorable that the proportion of all co-binders based on the total mass of all binders used in the range from 0.1 to 95.0% by weight , preferably in the range from 0.1 to 80.0% by weight, expediently in the range from 0.1 to 60.0% by weight, in particular in the range from 0.1 to <50.0 % By weight. Particularly advantageous results can be achieved if the proportion of all co-binders is based on the total mass all binders used in the range from 0.1 to 40.0% by weight, preferably in the range from 0.1 to 25.0% by weight, expediently in the range from 0.1 to 10.0% by weight, in particular in the range from 0.1 to 5.0% by weight.
Im Rahmen einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist Anteil aller Co-Bindemittel bezogen auf die Gesamtmasse aller eingesetzten Bindemittel im Bereich von 50,0 bis 95,0 Gew. %, vorzugsweise im Bereich von 70,0 und 95,0 Gew.-%, zweckmäßigerweise im Bereich von 80,0 bis 95,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 90,0 und 95,0 Gew.-%.As part of another particularly preferred embodiment The present invention relates to all co-binders on the total mass of all binders used in the range of 50.0 to 95.0% by weight, preferably in the range from 70.0 to 95.0% by weight, expediently in the range from 80.0 to 95.0% by weight, in particular in the range from 90.0 and 95.0% by weight.
Im Rahmen einer dritten besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die wässrige Dispersion keine Co-Bindemittel.In a third particularly preferred embodiment of the present invention includes the aqueous Dispersion no co-binders.
Mögliche Einsatzgebiete der wässrigen Dispersion sind für den Fachmann aufgrund der vorliegenden Beschreibung unmittelbar offensichtlich. Sie eignet sich insbesondere für solche Anwendungen, die für wässrige Dispersionen enthaltend konventionelle, wasserlösliche Bindemittel, insbesondere für Polyvinylalkohole, Celluloseether, Gelatine, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylsulfate, Polyacrylate, Polyacrylamide und Maleinsäure-Styrol-Copolymere, vorgezeichnet sind.Possible Areas of application of the aqueous Dispersion are for the person skilled in the art on the basis of the present description directly obviously. It is particularly suitable for those applications for aqueous dispersions containing conventional, water-soluble binders, in particular for polyvinyl alcohols, cellulose ethers, Gelatin, polyvinyl pyrrolidones, polyvinyl sulfates, polyacrylates, Polyacrylamides and maleic acid-styrene copolymers, pre-drawn are.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die wässrige Dispersion zur Herstellung einer Druckfarbe eingesetzt. Druckfarben bezeichnen flüssige, pastöse oder pulverförmige Farbmittel-Zubereitungen, die in Druckmaschinen zur Anwendung kommen. Das in verschiedenen Druckverfahren zu bedruckende Material kann im allgemeinen saugend oder nicht saugend, flach (z.B. Papier, Karton, Leder, Folien), zylindrisch oder konisch (z.B. Dosen od. a. Hohlkörper) sein. Bezüglich der besonderen Verhältnisse des Bedruckens von Textilien wird auf die Fachliteratur – Stichwort „Textildruck" verwiesen.As part of a particularly preferred embodiment The present invention uses the aqueous dispersion for manufacture a printing ink used. Printing inks denote liquid, pasty or powdery colorant preparations, which are used in printing machines. That in different Printing process material to be printed can generally be absorbent or non-absorbent, flat (e.g. paper, cardboard, leather, foils), cylindrical or conical (e.g. cans or other hollow bodies). In terms of the special circumstances of printing on textiles, reference is made to the specialist literature - keyword "textile printing".
Die Druckfarben sind feinstverteilte Gemische oder Lösungen, die zusammengesetzt sind aus
- – Farbmitteln (Pigmenten einschließlich Füllstoffen oder Farbstoffen, bei Leuchtdruckfarben auch fluoreszierend), –
- – Bindemitteln (meist (Druck-)Firnisse genannt) und
- – Zusatzstoffen (z.B. Trockenstoffen, Verdünnungsmitteln, Wachsdispersionen, Katalysatoren bzw. Initiatoren für die Strahlungstrocknung).
- - colorants (pigments including fillers or dyes, also fluorescent in the case of fluorescent printing inks),
- - binders (usually called (printing) varnishes) and
- - additives (e.g. drying agents, diluents, wax dispersions, catalysts or initiators for radiation drying).
Die Zusammensetzung der ggf. nach dem Flushing-Verfahren zubereiteten Druckfarben ist nicht nur vom Druckverfahren abhängig (Hoch-, Flach-, Tief- und Durchdruck), sondern besonders vom Bedruckstoff und von den Anforderungen an das Druckergebnis hinsichtlich Aussehen (Farbton, Transparenz oder Opazität, Glanz, Fluoreszenz) und physikalischen Eigenschaften (Wasser-, Fett-, Lösungsmittel-, Scheuerfestigkeit, Kaschier- und Überlackierfähigkeit etc.). Ein heute wieder aktueller Gesichtspunkt ist – beim Recycling – die aufgebrachten Druckfarbe ggf. wieder entfernen zu können (De-inking).The composition of if necessary after The inks prepared using the flushing process are not only from Printing process dependent (High, low, low and Printing), but especially of the substrate and the requirements the print result in terms of appearance (color tone, transparency or opacity, shine, Fluorescence) and physical properties (water, fat, solvent, Abrasion resistance, lamination and overpainting ability, etc.). One again today current point of view is - at Recycling - the to be able to remove the applied ink if necessary (de-inking).
Für weitere Details wird auf die gängige Fachliteratur, insbesondere auf die folgenden Druckschriften verwiesen, auf deren Offenbarung hiermit explizit bezug genommen wird:
- – Erwin Schulz, "Flexodruck von A bis Z", Polygraph Verlag, Frankfurt am Main, 1987 Nachschlagewerk zum Thema „Flexodruck"
- – The Printing Ink Manual" Chapman & Hall detaillierte Informationen zu den Ausgangsmaterialien und gängigen Formulierungen
- – Chris Williams „Printing Ink Technology" PIRA detaillierte Informationen zur Drucktechnologie
- - Erwin Schulz, "Flexo printing from A to Z", Polygraph Verlag, Frankfurt am Main, 1987 reference book on "Flexo printing"
- - The Printing Ink Manual "Chapman & Hall detailed information on the starting materials and common formulations
- - Chris Williams "Printing Ink Technology" PIRA detailed information on printing technology
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die wässrige Dispersion zur Herstellung eines Korrosionsschutzmittel eingesetzt. Unter Korrosionsschutzmittel werden in diesem Zusammenhang alle zum passiven Korrosionsschutz (s. DIN 50900 Tl. 1 (April 1982)) geeigneten Materialien verstanden, mit denen also Gegenstände, Apparate, Anlagen, Bauteile etc. bedeckt (Überzüge, Schutzschichten, Folien etc.) werden können, um sie gegen den Angriff korrodierender Medien (Korrosion) zu schützen.According to a further, particularly preferred embodiment of the present invention, the aqueous dispersion is used to produce an anti-corrosion agent. In this context, anti-corrosion agents are understood to mean all materials suitable for passive anti-corrosion protection (see DIN 50900 Part 1 (April 1982)), with which objects, apparatus, systems, components, etc. are covered (Coatings, protective layers, foils, etc.) can be used to protect them against the attack of corrosive media (corrosion).
Feste Korrosionsschutzmittel lassen sich durch Kleben und Wickeln (Bänder, Folien), Aufwalzen, Pressen und dgl. oder durch Aufschmelzen (z.B. Schmelzmassen für Schutzhäute) und Wirbelsintern aufbringen; pastöse Korrosionsschutzmittel durch Aufstreichen, flüssige bzw. gelöste Korrosionsschutzmittel durch Tauchen, Streichen, Spritzen, Sprühen, elektrophoretische u.a. elektrochemische Verfahren. Auf diese Weise bringt man auf die zu schützenden Oberflächen alle Arten von Beschichtungen auf, und zwar sowohl die Grundanstriche auf Bleimennige-, Zinkstaub-, Zinkchromat-, Eisenoxid-, Phosphat-, Molybdat-, Borat-Basis als auch die Deckanstriche auf Öl-, Alkydharz-, Cumaronharz-, Chlorkautschuk-, Phenolformaldehydharz-, Vinylpolymerisat-, Nitrocellulose-, Bitumen- und Pech-Basis, weiterhin Reaktionsprimer oder Haftgrundmittel auf Epoxidharz-, Polyurethan-, Polyester- und Acrylharz-Basis sowie Schutzhäute (Folienlacke). Bei vielen Metallen werden oxid. Schutzschichten durch anod. Oxid. hervorgebracht bzw. verstärkt, Chromat- oder Phosphat-Schichten (z.B. auf Eisen) durch Fällung erzeugt und Schutzüberzüge aus Fremdmetallen durch elektrolytische Abscheidung oder stromlose Verfahren aufgebracht.Leave solid anti-corrosion agents sticking and wrapping (tapes, Foils), rolling, pressing and the like or by melting (e.g. Enamels for Protective skins) and apply spinal sintering; pasty anti-corrosion agents Spread, liquid or solved Corrosion protection agents by dipping, painting, spraying, spraying, electrophoretic et al electrochemical processes. This way you get up those to be protected surfaces all types of coatings on both the base coats on red lead, zinc dust, zinc chromate, iron oxide, phosphate, Molybdate, borate-based as well as the top coats on oil, alkyd resin, Coumarone resin, chlorinated rubber, phenol formaldehyde resin, vinyl polymer, Nitrocellulose, bitumen and pitch based, still reaction primer or epoxy resin, polyurethane, polyester and acrylic resin based primer as well as protective skins (Film coatings). Many metals become oxide. protective coatings by anod. Oxide. produced or reinforced, chromate or phosphate layers (e.g. on iron) by precipitation generates and protective coatings from foreign metals applied by electrodeposition or electroless processes.
Für weitere Details wird auf die gängige Fachliteratur, insbesondere auf die folgenden Druckschriften verwiesen, auf deren Offenbarung hiermit explizit Bezug genommen wird:
- – A. van Oeteren, "Korrosionsschutz durch Beschichtungsstoffe", Band 1 und 2, Carl Hanser Verlag, München, Wien detaillierte Informationen zu den Beschichtungsstoffen sowie den Applikationsverfahren
- – Hans Kittel, "Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen ", Verlag W.A. Colomb, Berlin, Oberschwandorf, 1976 detaillierte Informationen zu gängigen wässrigen Korrosionsschutz-Formulierungen
- – Ulrich Zorll (Hrsg.), "Lehrbuch der Lacktechnologie", Vincentz Verlag, Hannover, 1998 detaillierte Informationen zu den Rohstoffen, gängigen Formulierungen, Herstellverfahren und Applikationsmöglichkeiten
- - A. van Oeteren, "Corrosion protection through coating materials", Vol. 1 and 2, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna detailed information on the coating materials and the application methods
- - Hans Kittel, "Textbook of paints and coatings", publisher WA Colomb, Berlin, Oberschwandorf, 1976 detailed information on common aqueous corrosion protection formulations
- - Ulrich Zorll (ed.), "Textbook of paint technology", Vincentz Verlag, Hanover, 1998 detailed information on raw materials, common formulations, manufacturing processes and application options
Gemäß einer dritten, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die wässrige Dispersion zur Herstellung einer Schlicker-Formulierung eingesetzt. Diese enthalten üblicherweise dispergierte Tonmineralien, wie beispielsweise Ton und/oder Kaolin, insbesondere Kaolinit [Al2(OH)4(Si2O5) oder Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O] und/oder Illit [K0,7Al2(OH)2(Si3,3Al0,7O10)]. Während die Kaoline, meist aus primären Lagerstätten, vor der Verarbeitung durch Schlämmen von groben Anteilen befreit werden müssen, können die Tone, aus sekundären Lagerstätten bereits von der Natur geschlämmt, oft so verarbeitet werden wie aus der Erde gewonnen.According to a third, particularly preferred embodiment of the present invention, the aqueous dispersion is used to produce a slip formulation. These usually contain dispersed clay minerals, such as clay and / or kaolin, in particular kaolinite [Al 2 (OH) 4 (Si 2 O 5 ) or Al 2 O 3 ⋅2SiO 2 ⋅2H 2 O] and / or illite [K 0, 7 Al 2 (OH) 2 (Si 3.3 Al 0.7 O 10 )]. While the kaolins, mostly from primary deposits, have to be freed of coarse fractions before processing by sludge, the clays, which have already been sludged from nature, can often be processed as extracted from the earth.
Neben den Tonmineralien enthalten Schlicker-Formulierungen gegebenenfalls weitere Zusätze, wie beispielsweise Magerungsmittel zur Minderung der Schwindung bei Trocknung und Brand (z.B. Quarz, Sand, gemahlener gebrannter Ton = Schamotte), Flußmittel zur Senkung der Sinter-Temperatur (z.B. Feldspat) und gegebenenfalls Färbungsmittel (Metalloxide, s. beispielsweise Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999 – Stichwort „keramische Pigmente") enthalten.In addition to the clay minerals included Slip formulations, if appropriate, further additives, such as, for example Lean agent to reduce shrinkage during drying and fire (e.g. quartz, sand, ground fired clay = chamotte), flux to lower the sintering temperature (e.g. feldspar) and, if necessary colorants (Metal oxides, see e.g. Römpp Lexikon Chemie - Version 2.0, Stuttgart / New York: Georg Thieme Verlag 1999 - keyword “ceramic Pigments ") included.
Für weitere Details wird auf die gängige Fachliteratur, insbesondere auf die folgenden Druckschriften verwiesen, auf deren Offenbarung hiermit explizit Bezug genommen wird:
- – Reh (Hrsg.), "Keramiker Jahrbuch 1998", Bauverlag, Wiesbaden, 1997 detaillierte Informationen zum Verarbeiten von Schlicker, insbesondere zum Foliengießen, sowie zum Einsatz von wasserlöslichen Bindemitteln (s. weiterführender Literaturangaben)
- – Adv. Mater. 4 (1992), 73-81 detaillierte Informationen zu den einzelnen Schlickerkomponenten und zum Einsatz von wasserlöslichen Bindemitteln
- - Reh (ed.), "Keramiker Jahrbuch 1998", Bauverlag, Wiesbaden, 1997 detailed information on the processing of slip, especially for film casting, as well as on the use of water-soluble binders (see further references)
- - Adv. Mater. 4 (1992), 73-81 detailed information on the individual slip components and on the use of water-soluble binders
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Dabei werden die eingesetzten Polyvinylalkohole nach der von der Firma Kuraray Specialities Europe GmbH (KSE) genutzten Nomenklatur beschrieben. Die in der Typenbezeichnung an der ersten Stelle genannte Zahl kennzeichnet die Viskosität der 4%igen wässerigen Lösung bei 20°C als relatives Maß für den Polymerisationsgrad des Polyvinylalkohols; die zweite Zahl gibt den Hydrolysegrad (Verseifungsgrad) des dem Typ zugrunde liegenden Polyvinylacetats an (teilhydrolysierte und vollhydrolysierte Polyvinylalkoholtypen). Es gelten die von der Fa. Kuraray Specialities Europe GmbH angegebenen üblichen Schwankungen bezüglich der Kenndaten, d. h., die Viskosität kann eine Schwankung von ± 0,5 mPa s, der Hydrolysegrad eine Schwankung von ± 1 Mol-% aufweisen.The following examples and comparative examples serve for explanation the invention, without this being intended to impose a restriction. there the polyvinyl alcohols used are those of the company Kuraray Specialties Europe GmbH (KSE) used nomenclature. The number in the first position in the type designation indicates the viscosity of the 4% aqueous solution at 20 ° C as a relative measure of the degree of polymerization polyvinyl alcohol; the second number indicates the degree of hydrolysis (degree of saponification) of the polyvinyl acetate on which the type is based (partially hydrolyzed and fully hydrolyzed types of polyvinyl alcohol). The rules of the usual Kuraray Specialties Europe GmbH Fluctuations regarding the characteristics, d. that is, the viscosity can fluctuate by ± 0.5 mPa s, the degree of hydrolysis has a fluctuation of ± 1 mol%.
A) Synthese der Polymere Polymer I A ) Synthesis of the polymer polymer I
100 kg Polyvinylalkohol Mowiol® 4–97 werden in 400 kg Wasser gelöst. Dazu wird die Lösung auf 95 °C für mindestens 30 Minuten erwärmt. Nach 30 minütigem Rühren werden 10,96 kg n-Butyraldehyd hinzugegeben. Durch Zudosieren von 20 Gew.-% iger Salzsäurelösung wird die Reaktion bei 20°C gestartet (5,61). Nach Beenden der Salzsäuredosierung wird die Reaktionslösung über einen Zeitraum von 2 Stunden gerührt. Mit 10 Gew. iger Natronlauge wird alkalisch gestellt; pH 8 (25,1 l). Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-% igen wässerigen Lösung 4,29 mPa s und bei einer 8 Gew.-% igen wässerigen Lösung 16,95 mPa s. Der Trübungspunkt bei 4 Gew.-% iger wässriger Lösung ist bei ῀32 °C, bei 8 Gew.% iger wässriger Lösung bei ῀33 °C. Der Fällungspunkt bei 4 Gew.-% iger wässriger Lösung ist bei ῀34 °C, bei 8 Gew.-%iger wässriger Lösung bei ?35 °C.100 kg of polyvinyl alcohol Mowiol ® 4-97 are dissolved in 400 kg of water. To do this, the solution is heated to 95 ° C. for at least 30 minutes. After stirring for 30 minutes, 10.96 kg of n-butyraldehyde are added. The reaction is started at 20 ° C. by metering in 20% strength by weight hydrochloric acid solution (5.61). After the hydrochloric acid metering has ended, the reaction solution is stirred for a period of 2 hours. It is made alkaline with 10% by weight sodium hydroxide solution; pH 8 (25.1 L). The Höppler viscosity according to DIN 53015 is 4.29 mPa s for a 4% by weight aqueous solution and 16.95 mPa s for an 8% by weight aqueous solution. The cloud point at 4% by weight aqueous solution is at ῀32 ° C, at 8% by weight aqueous solution at ῀33 ° C. The precipitation point at 4% by weight aqueous solution is at ῀34 ° C, at 8% by weight aqueous solution at 35 35 ° C.
Polymer IIPolymer II
100 kg Polyvinylalkohol Mowiol® 4-88 werden in 567 kg Wasser gelöst. Dazu wird die Lösung auf 95 °C für mindestens 30 Minuten erwärmt. Nach 30 minütigem Rühren werden 3,14 kg n-Butyraldehyd hinzugegeben. Durch Zudosieren von 20 Gew.-% iger Salzsäurelösung wird die Reaktion bei 20°C gestartet (5,6 l). Nach Beenden der Salzsäuredosierung wird die Reaktionslösung über einen Zeitraum von 2 Stunden gerührt. Mit 10 Gew.%iger Natronlauge wird alkalisch gestellt; pH 8 (25,1 l). Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 ist bei einer 4 Gew.-% igen wässerigen Lösung bei 3,89 mPa s und bei einer 8 Gew.-%igen wässerigen Lösung bei 13,33 mPa s. Der Trübungspunkt bei 4 Gew.-%iger wässriger Lösung ist bei ῀68 °C, bei 8 Gew.-%iger wässriger Lösung bei ῀79 °C. Fällungspunkte werden nicht beobachtet.100 kg of polyvinyl alcohol Mowiol ® 4-88 are dissolved in 567 kg of water. To do this, the solution is heated to 95 ° C. for at least 30 minutes. After stirring for 30 minutes, 3.14 kg of n-butyraldehyde are added. The reaction is started at 20 ° C. (5.6 l) by metering in 20% strength by weight hydrochloric acid solution. After the hydrochloric acid metering has ended, the reaction solution is stirred for a period of 2 hours. It is made alkaline with 10% by weight sodium hydroxide solution; pH 8 (25.1 L). The Höppler viscosity according to DIN 53015 is 3.89 mPa s for a 4% by weight aqueous solution and 13.33 mPa s for an 8% by weight aqueous solution. The cloud point at 4% by weight aqueous solution is at ῀68 ° C, at 8% by weight aqueous solution at ῀79 ° C. Precipitation points are not observed.
Polymer IIIPolymer III
100 kg Polyvinylalkohol Mowiol® 4-88 werden in 567 kg Wasser gelöst. Dazu wird die Lösung auf 95 °C für mindestens 30 Minuten erwärmt. Bei ca. 50– 40 °C Innentemperatur werden 5000 g Polyethylenglykol 200 eingetragen. Nach 30 minütigem Rühren werden 3,25 kg n-Butyraldehyd hinzugegeben. Durch Zudosieren von 20 Gew.-% iger Salzsäurelösung wird die Reaktion bei 20°C gestartet (5,6 l). Nach Beenden der Salzsäuredosierung wird die Reaktionslösung über einen Zeitraum von 2 Stunden gerührt. Mit 10 Gew. %iger Natronlauge wird alkalisch gestellt; pH 8 (25,1 l). Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-%igen wässerigen Lösung 23,94 mPa s und bei einer 8 Gew.-% igen wässerigen Lösung 327,40 mPa s. Der Trübungspunkt bei 4 Gew.-% iger wässriger Lösung ist bei ῀70 °C, bei 8 Gew.-% iger wässriger Lösung bei ῀74 °C. Fällungspunkte werden nicht beobachtet.100 kg of polyvinyl alcohol Mowiol ® 4-88 are dissolved in 567 kg of water. To do this, the solution is heated to 95 ° C. for at least 30 minutes. At an internal temperature of approx. 50–40 ° C, 5000 g of polyethylene glycol 200 are added. After stirring for 30 minutes, 3.25 kg of n-butyraldehyde are added. The reaction is started at 20 ° C. (5.6 l) by metering in 20% strength by weight hydrochloric acid solution. After the hydrochloric acid metering has ended, the reaction solution is stirred for a period of 2 hours. It is made alkaline with 10% by weight sodium hydroxide solution; pH 8 (25.1 L). The Höppler viscosity according to DIN 53015 is 23.94 mPa s for a 4% by weight aqueous solution and 327.40 mPa s for an 8% by weight aqueous solution. The cloud point at 4% by weight aqueous solution is at ῀70 ° C, at 8% by weight aqueous solution at ῀74 ° C. Precipitation points are not observed.
Beispiel 1example 1
263,4 g Polymer I (Auslaufzeit 20
[s], DIN 53211/4 mm/23 °C)
wurden vorlegt und mit Triethanolamin auf einen pH von 8,2 eingestellt.
Anschließend
wurden 36,3 g Heliogen Blau D 7099 AQ (Pigment der BASF AG) und
0,3 g Agitan 731 (Entschäumer;
Münzing
Chemie GmbH) zugegeben. Die Dispergierung der resultierenden Mischung
erfolgte in einem Disperser der Firma Lau, Modell DAS 200, wobei
die folgenden Einstellungen gewählt
wurden:
0,5 h Dispergierzeit
Schüttelfrequenz 1 (620 min–1)
300 g Glasperlen, Durchmesser 2 mm Nach der Dispergierung wurde
die Dispersion hinsichtlich ihrer Eignung als Druckfarbe untersucht.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.263.4 g of polymer I (flow time 20 [s], DIN 53211/4 mm / 23 ° C.) were initially introduced and adjusted to a pH of 8.2 with triethanolamine. 36.3 g of Heliogen Blue D 7099 AQ (pigment from BASF AG) and 0.3 g of Agitan 731 (defoamer; Münzing Chemie GmbH) were then added. The resulting mixture was dispersed in a Lau model DAS 200 disperser, the following settings being selected:
0.5 h dispersion time
Shaking frequency 1 (620 min -1 ) 300 g glass beads, diameter 2 mm. After the dispersion, the dispersion was examined for its suitability as a printing ink. The results obtained are summarized in Table 1.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 1, allerdings wurde anstelle von Polymer I die gleiche Menge einer 11 % -igen wässrigen Lösung von Mowiol 4-97 (Auslaufzeit 20 [s], DIN 53211/4 mm/23 °C; Kuraray Specialities Europe GmbH) eingesetzt, welcher ebenfalls mit Triethanolamin auf einen pH von 8,2 eingestellt wurde.The procedure was as in Example 1, but instead of polymer I the same amount of a 11% aqueous solution from Mowiol 4-97 (Run-out time 20 [s], DIN 53211/4 mm / 23 ° C; Kuraray Specialties Europe GmbH) used, which also with triethanolamine on a pH was adjusted to 8.2.
Nach der Dispergierung wurde die Dispersion ebenfalls hinsichtlich ihrer Eignung als Druckfarbe untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind auch in Tabelle 1 zusammengefaßt.After the dispersion, the Dispersion also examined for its suitability as a printing ink. The results obtained are also summarized in Table 1.
Tabelle 1: Ergebnisse Table 1: Results
Zur Ausprüfung von Glanz und Haftfestigkeit wurden die Druckfarben, die jeweils zuvor mit 0,6 g Tego Wet KL 245 (Substratnetzadditiv der Firma Tego Chemie Service GmbH) versetzt wurden, mit einer Spiralrakel (12 μm Naßfilm) der Firma Erichsen auf OPP-Folien mittels eines Control Coaters K (Geschwindigkeitsstufe 3) aufgebracht. Der Glanz wurde bei einem Einfallswinkel von 60° mit dem Reflektometer Refo 3-D der Firma Dr. Lange nach DIN 67530 bzw. EN ISO 2813 gemessen. Die Haftfestigkeit wurde 24 Stünden nach Aufzug der Farbe bestimmt, indem man Tesa-Film 104 der Firma Beiersdorf über die aufgerakelte bzw. gedruckte Druckfarbenoberfläche klebt und fest andrückt. Danach wird der Tesa-Film ruckartig abgezogen (siehe Stichwort Haftfestigkeit in Erwin Schulz, "Flexodruck von A bis Z", Polygraph Verlag, Frankfurt am Main, 1987. Die Haftfestigkeit wurde mit Noten von 1 bis 5 bewertet, wobei 1 sehr gute Haftung (es wird keine Druckfarbe vom Bedruckstoff abgelöst) und 5 sehr schlechte Haftung (Druckfarbe löst sich restlos ab) bedeutet.For testing gloss and adhesive strength the printing inks, each previously with 0.6 g Tego Wet KL 245 (substrate network additive from Tego Chemie Service GmbH) with a spiral doctor blade (12 μm wet film) from Erichsen OPP films using a control coater K (speed level 3) applied. The gloss was at an angle of incidence of 60 ° with the Refo 3-D reflectometer from Dr. Long according to DIN 67530 or EN Measured according to ISO 2813. The adhesive strength was after 24 hours Elevation of color determined by tesa film 104 from Beiersdorf over the doctor blade or printed ink surface sticks and presses firmly. After that the Tesa film is peeled off suddenly (see keyword adhesive strength in Erwin Schulz, "Flexographic printing from A to Z ", polygraph Verlag, Frankfurt am Main, 1987. The adhesive strength was assessed with marks rated from 1 to 5, with 1 very good adhesion (there is no printing ink detached from the substrate) and 5 means very poor adhesion (ink peels off completely).
Mikroskopie-UntersuchungMicroscopy Investigation
Die Dispersionen aus Beispiel 1 und
Vergleichsbeispiel 1 wurden auf einen Objektträger aufgetragen und mikroskopiert.
Beispiel 2Example 2
261 g Polymer II werden mit 2,4 g
Disperbyk 190 (Dispergiermittel der BYK Chemie GmbH), 1,5 g Byk 019
(Entschäumer
der BYK Chemie GmbH) versetzt und mit Triethanolamin auf einen pH
von 8,2 eingestellt. Danach werden 35,1 g Heliogen Blau D 7086 (Pigment
der BASF AG) zugegeben und resultierenden Mischung in einem Disperser
der Firma Lau, Modell DAS 200, dispergiert, wobei die folgenden
Einstellungen gewählt
wurden:
0,5 h Dispergierzeit
Schüttelfrequenz 1 (620 min–1)
300
g Glasperlen, Durchmesser 2 mm261 g of polymer II are mixed with 2.4 g of Disperbyk 190 (dispersant from BYK Chemie GmbH), 1.5 g of Byk 019 (defoamer from BYK Chemie GmbH) and adjusted to a pH of 8.2 with triethanolamine. Then 35.1 g of Heliogen Blue D 7086 (pigment from BASF AG) are added and the resulting mixture is dispersed in a disperser from Lau, model DAS 200, the following settings being selected:
0.5 h dispersion time
Shaking frequency 1 (620 min –1 )
300 g glass beads, diameter 2 mm
Nach der Dispergierung wurde die Dispersion hinsichtlich ihrer Eignung als Druckfarbe untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.After the dispersion, the Dispersion examined for its suitability as a printing ink. The results obtained are summarized in Table 2.
Beispiel 3Example 3
Die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 2, allerdings wurde anstelle von Polymer II die gleiche Menge Polymer III eingesetzt, welches ebenfalls mit Triethanolamin auf einen pH von 8,2 eingestellt wurde.The procedure was as in Example 2, but instead of polymer II, the same amount of polymer III used, which also with triethanolamine to a pH of 8.2 was set.
Nach der Dispergierung wurde die Dispersion ebenfalls hinsichtlich ihrer Eignung als Druckfarbe untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind auch in Tabelle 2 zusammengefaßt.After the dispersion, the Dispersion also examined for its suitability as a printing ink. The results obtained are also summarized in Table 2.
Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2
Die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 2, allerdings wurde anstelle von Polymer II die gleiche Menge einer 13,5 %-igen wässrigen Lösung von Mowiol 4–97 (Auslaufzeit 24 [s], DIN 53211/4 mm/23 °C; Kuraray Specialities Europe GmbH) eingesetzt, welcher ebenfalls mit Triethanolamin auf einen pH von 8,2 eingestellt wurde.The procedure was as in Example 2, but instead of polymer II, the same amount of a 13.5% aqueous solution from Mowiol 4-97 (Run-out time 24 [s], DIN 53211/4 mm / 23 ° C; Kuraray Specialties Europe GmbH) used, which also with triethanolamine on a pH was adjusted to 8.2.
Nach der Dispergierung wurde die Dispersion ebenfalls hinsichtlich ihrer Eignung als Druckfarbe untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind auch in Tabelle 2 zusammengefaßt.After the dispersion, the Dispersion also examined for its suitability as a printing ink. The results obtained are also summarized in Table 2.
Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3
Die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 2, allerdings wurde anstelle von Polymer III die gleiche Menge einer 13,5 % -igen wässrigen Lösung von Mowiol 4–88 (Auslaufzeit 23 [s], DIN 53211/4 mm/23 °C; Kuraray Specialities Europe GmbH) eingesetzt, welcher ebenfalls mit Triethanolamin auf einen pH von 8,2 eingestellt wurde.The procedure was as in Example 2, but instead of polymer III the same amount of a 13.5% aqueous solution from Mowiol 4-88 (Run-out time 23 [s], DIN 53211/4 mm / 23 ° C; Kuraray Specialties Europe GmbH) used, which also with triethanolamine on a pH was adjusted to 8.2.
Nach der Dispergierung wurde die Dispersion ebenfalls hinsichtlich ihrer Eignung als Druckfarbe untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind auch in Tabelle 2 zusammengefaßt.After the dispersion, the Dispersion also examined for its suitability as a printing ink. The results obtained are also summarized in Table 2.
Tabelle 2: Ergebnisse Table 2: Results
Zur Ausprüfung von Glanz und Haftfestigkeit wurden die Druckfarben, die jeweils zuvor mit 0,6 g Tego Wet KL 245 (Substratnetzadditiv der Firma Tego Chemie Service GmbH) versetzt wurden, mit einer Spiralrakel (12 μm Naßfilm) der Firma Erichsen auf OPP-Folien mittels eines Control Coaters K (Geschwindigkeitsstufe 3) aufgebracht. Der Glanz wurde bei einem Einfallswinkel von 60° mit dem Reflektometer Refo 3-D der Firma Dr. Lange nach DIN 67530 bzw. EN ISO 2813 gemessen.For testing gloss and adhesive strength the printing inks, each previously with 0.6 g Tego Wet KL 245 (substrate network additive from Tego Chemie Service GmbH) with a spiral doctor blade (12 μm wet film) from Erichsen OPP films using a control coater K (speed level 3) applied. The gloss was at an angle of incidence of 60 ° with the Refo 3-D reflectometer from Dr. Long according to DIN 67530 or EN Measured according to ISO 2813.
Claims (16)
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2002
- 2002-07-23 DE DE10233533A patent/DE10233533A1/en not_active Withdrawn
-
2003
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- 2003-07-01 AU AU2003246650A patent/AU2003246650A1/en not_active Abandoned
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| WO2006114085A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Bernd Papenfuhs | Plasticised polyvinyl acetals, production and use thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003246650A1 (en) | 2004-02-09 |
| WO2004009656A1 (en) | 2004-01-29 |
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|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |