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Title:
POLYMERISATION IN N-FORMYLMORPHOLINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/117857
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the production of polymers by the radical polymerisation of monomers in a solvent, said method being characterised in that a maximum 10 wt. % of the monomers are monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids or derivatives thereof and that the solvent contains N-formylmorpholine (NFM), N-acetylmorpholine (NAM) or mixtures thereof.

Inventors:
KARL ULRICH (DE)
DORNBUSCH MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/051537
Publication Date:
August 13, 2015
Filing Date:
January 27, 2015
Export Citation:
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Assignee:
BASF SE (DE)
International Classes:
C08F2/06
Foreign References:
US3897404A1975-07-29
JPS6187714A1986-05-06
US3463764A1969-08-26
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung von Polymeren durch radikalische Polymerisation von Monomeren in einem Lösemittel, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei maximal 10 Gew.% der Monomeren um monoethylenisch ungesättigte Di- carbonsäuren oder deren Derivate handelt und

das Lösemittel N-Formylmorpholin (kurz NFM), N- Acetylmorpholin (kurz NAM) oder deren Gemische enthält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens 5 Gew. % der Monomeren um hydrophile Monomere handelt, welche ausgewählt sind aus solchen mit einer Säuregruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, mit einer Hydroxylgruppe, mit einer Nitrilgruppe, mit einer Aminogruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, mit einer Amidgruppe, mit einer Lactamgruppe oder mit einer Epoxygruppe.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens 20 Gew. % der Monomeren um hydrophile Monomere handelt, welche ausgewählt sind aus solchen mit einer Säuregruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, oder mit einer Hydroxylgruppe.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens 20 Gew. % der Monomeren um hydrophile Monomere handelt, welche ausgewählt sind aus C1 - bis C10-Hydroxyalkyl(meth)acrylate, (Meth)acrylsäure oder deren Gemische.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens 60 Gew. % aller Monomeren des Monomerengemisches um Monomere mit einer (Meth)acrylgruppe handelt.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Monomeren um ein Monomerengemisch aus a) 0 bis 10 Gew. % Dicarbonsäure-Monomeren,

b) 20 bis 100 Gew.% hydrophile Monomeren

c) 0 bis 80 Gew. % von a) und b) verschiedenen, weiteren Monomeren handelt.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene Polymer in dem Lösemittel gelöst oder selbstdispergiert ist.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel zu mindestens 30 Gew. % aus NFM, NAM oder deren Mischungen besteht.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lösemittel um ein Lösemittelgemisch handelt, welches neben NFM oder NAM auch

1 ,2 Propylencarbonat enthält.

10. Verwendung der nach dem vorstehenden Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 erhaltenen Polymer-Iösungen oder Polymerdispersionen als Beschichtungsmittel.

1 1. Verwendung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das bei der Herstellung der Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendete Lösemittel vor der Verwendung nicht entfernt wird.

Description:
Polymerisation in N-Formylmorpholin

Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polymeren durch radikalische Polymerisation von Monomeren in einem Lösemittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es sich bei maximal 10 Gew.% der Monomeren um monoethylenisch ungesättigte Dicar- bonsäuren oder deren Derivate handelt und

- das Lösemittel N-Formylmorpholin (kurz NFM), N- Acetylmorpholin (kurz NAM) oder deren Gemische enthält.

Es gibt verschiedene Verfahren zur radikalischen Polymerisation von Monomeren. Häufig werden bei Verfahren der radikalischen Polymerisation Lösemittel verwendet, genannt seien z. B. Ketone wie Aceton, Butan-2-οη, Ester wie Essigsäureethylester oder auch aromatische Lösemittel wie Toluol oder Benzol.

Grundsätzlich besteht ein Bedarf an alternativen, für die Durchführung der radikalischen Polymerisation geeigneten Lösemitteln.

US 3463764 beschreibt die radikalische Polymerisation von Monomergemischen in einem polaren Lösemittel. Die Polymergemische haben zwingend einen Gehalt an ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren. Der Gehalt der ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren im erhaltenen Polymer beträgt in den Beispielen der US 3463764 im Allgemeinen ca. 20 %. Ethylenisch unge- sättigte Dicarbonsäuren copolymerisieren bei Mitverwendung anderer Monomere streng alternierend. In US 3463764 wird unter vielen anderen Lösemitteln auch N-Formylmorpholin als mögliches Lösemittel erwähnt.

Aus US 3897404 sind Lösungen von Poly(alkylacrylaten) in polaren Lösemitteln bekannt. Die Poly(alkylacrylate) werden in diesen Lösemitteln mit Aminen umgesetzt. Als Lösemittel ist unter anderen auch N-Formylmorpholin genannt.

N-Formylmorpholin wird weiterhin in EP-A 2128207 als mögliches Co-Lösemittel in Druckfarben und in US 5476743 als mögliches Additiv zu Entwicklern für Kopiergeräte genannt.

Die gewünschten alternativen Lösemittel sollen kostengünstig sein und sich gut für die Durchführung der radikalischen Polymerisation eignen. Insbesondere sollen sie die Herstellung Polymere mit ausreichend hohem Molekulargewicht ermöglichen. Die erhaltenen Polymere bzw. die Lösungen oder Dispersionen der Polymere sollen keine oder allenfalls nur geringe Verfärbun- gen zeigen. Alternative Lösemittel sollen auch möglichst hohe Feststoffgehalte der erhaltenen Lösungen oder Dispersionen erlauben. Sehr wichtig sind auch günstige toxikologische Eigenschaften - insbesondere sollten die Lösemittel keine carcinogenen, mutagenen oder reprotoxi- schen Eigenschaften haben - und ein möglichst hoher Flammpunkt. Demgemäß wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.

Zu den Monomeren Bei dem Verfahren werden polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Verbindungen (kurz Monomere) radikalisch polymerisiert. Die Monomere enthalten mindestens eine polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Gruppe. Es kann sich dabei z. B. um eine Vinyl-, Allyl- oder Acrylgrup- pe handeln. Vorzugsweise enthalten die Monomeren ein bis drei ethylenisch ungesättigte Gruppen, insbesondere ein oder zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Monomeren überwiegend um solche mit nur einer polymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Gruppe; der Anteil der Monomeren mit einer polymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Gruppe beträgt daher insbesondere mindestens 90 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew. % bzw. min- destens 98 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Monomeren. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Monomeren ausschließlich um solche mit nur einer polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppe.

Der Anteil von monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren oder deren Derivate, wie Mal- einsäure, Fumarsäure, deren Anhydride, Diester, Monoester oder Amide, beträgt maximal 10 Gew.%, vorzugsweise maximal 5 Gew. %, insbesondere maximal 2 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Monomeren. In einer besonderen Ausführungsform werden monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren oder deren Derivate nicht mitverwendet. Monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren oder deren Derivate polymerisieren im Gegensatz zu anderen Monomeren streng alternierend. Copolymerisate von monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren oder deren Derivate mit anderen Monomeren unterscheiden sich daher grundsätzlich von Copolymerisaten, die ohne Mitverwendung von monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren oder deren Derivaten hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei mindestens 5 Gew. % der Monomeren um hydrophile Monomere, welche ausgewählt sind aus solchen mit einer Säuregruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, mit einer Hydroxylgruppe, einer Nitrilgrup- pe, einer Aminogruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, einer Amidgruppe , mit einer Lactamgruppe oder einer Epoxygruppe.

Monomere mit einer Säuregruppe sind z. B. solche mit einer Carbonsäure-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppe, wobei die vorstehenden Säuregruppen auch als Salz vorliegen können. In Betracht kommen z.B. Salze mit einem anorganischen Kation wie Alkalikationen oder einem Ammoniumkation oder organische Kationen, z. B. durch organische Gruppen substituierte Ammoniumkationen. Genannt seien insbesondere Acrylsäure, Methacrylsäure [zusammenfassend kurz (Meth)acrylsäure], Vinylsulfonsäure, Vinylphosphonsäure oder deren Salze.

Monomere mit einer Hydroxylgruppe sind z.B. Hydroxy-alkyl (meth)acrylate, insbesondere Hyd- roxy-C2-C8 alkyl(meth)acrylate wie Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat oder Hydroxy-2-ethylhexyl(meth)acrylat.

Monomere mit einer Nitrilgruppe sind z.B. Acrylnitril oder Methacrylnitril. Monomere mit einer Aminogruppe sind z. B. durch eine Aminogruppe substituierte Al- kyl(meth)acrylate.

Monomere mit einer Amidgruppe sind z. B. Acrylamid oder Methacrylamid. Monomere mit einer Lactamgruppe sind z. B. N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylimidazol- oder N- Vinylcaprolactam.

Monomere mit einer Epoxygruppe sind z. B. (Meth)acrylsäureglycidylester. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil von Monomeren mit einer Nitrilgruppe, einer Aminogruppe oder einer Amidgruppe maximal 10 Gew. %, insbesondere maximal 5 Gew.%, besondere bevorzugt maximal 2 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Monomeren. In einer besonderen Ausführungsform werden Monomere mit einer Nitrilgruppe, einer Aminogruppe und einer Amidgruppe nicht mit verwendet.

Bevorzugte hydrophile Monomere sind daher ausgewählt aus solchen mit einer Säuregruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, mit einer Hydroxylgruppe oder einer Lactamgruppe. Besonders bevorzugte hydrophile Monomere sind solche mit einer Säuregruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, oder einer Hydroxylgruppe.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei mindestens 20 Gew. % der Monomeren um hydrophile Monomere, insbesondere handelt es sich bei mindestens 20 Gew. % der Monomeren um hyd- rophile Monomere mit einer Säuregruppe, welche gegebenenfalls auch als Salz vorliegen kann, oder mit einer Hydroxylgruppe.

Als bevorzugte hydrophile Monomere genannt seinen C1 - bis C10-Hydroxyalkyl(meth)acrylate, (Meth)acrylsäure oder deren Gemische.

Neben den vorstehend aufgeführten Monomeren kommen als weitere, radikalisch polymerisier- bare Monomere in Betracht (im Nachfolgenden als„weitere Monomere" bezeichnet). Das sind insbesondere Monomere mit einer Acryl- oder Methacrylgruppe, z. B. C1 - bis C8- Alkyl(meth)acrylate, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2- Ethylhexyl(meth)acrylat, vinylaromatische Monomere wie Styrol, Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylether, wie Ethylvinylether oder Butylvinylether oder Olefine, wie Ethen oder Propen.

In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei mindestens 60 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew. % aller Monomeren des Monomerengemisches um Monomere mit einer (Meth)acrylgruppe, egal ob es sich um hydrophile Monomere mit einer

(Meth)acrylgruppe (siehe oben) oder weitere Monomere mit einer (Meth)acrylgruppe (siehe vorstehend) oder deren Gemische handelt.

Das bei dem Verfahren polymerisierte Monomerengemisch setzt sich vorzugsweise zusammen aus a) 0 bis 10 Gew. % Dicarbonsäuren oder deren Derivate

b) 20 bis 100 Gew.% der obigen hydrophilen Monomere

c) 0 bis 80 Gew. % von a) und b) verschiedenen, weiteren Monomeren Das bei dem Verfahren polymerisierte Monomerengemisch setzt sich besonders bevorzugt zusammen aus a) 0 bis 2 Gew. % Dicarbonsäuren oder deren Derivate

b) 20 bis 100 Gew.% der obigen hydrophilen Monomere

c) 0 bis 80 Gew. % von a) und b) verschiedenen, weiteren Monomeren

Das bei dem Verfahren polymerisierte Monomerengemisch setzt sich ganz besonders bevorzugt zusammen aus a) 0 bis 2 Gew. % Dicarbonsäuren oder deren Derivate

b) 60 bis 100 Gew.% der obigen hydrophilen Monomere

c) 0 bis 40 Gew. % von a) und b) verschiedenen, weiteren Monomeren

Härtung durch Quervernetzung

Durch die Wahl geeigneter hydrophiler Monomere, deren funktionelle Gruppen miteinander reagieren können, lassen sich selbstvernetzende Polymere herstellen, die nach erfolgter thermischer Härtung besonders hohe mechanische und chemische Resistenz aufweisen. Häufig werden dem Polymer Härter zugesetzt, die mit den funktionellen Gruppen der hydrophilen Mono- mere reagieren können. Zu den Härtern zählen beispielsweise Melaminharze, Isocyanate, Oli- goamine, Polyester mit freien Säuregruppen und andere. Zum Lösemittel

Das bei der radikalischen Polymerisation verwendete Lösemittel enthält N-Formylmorpholin (kurz NFM), N- Acetylmorpholin (kurz NAM) oder deren Gemische.

Vorzugsweise besteht das Lösemittel zu mindestens 30 Gew. %, besonders bevorzugt zu mindestens 50 Gew.%, ganz besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.% aus NFM, NAM oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt besteht das Lösemittel zu mindestens 30 Gew. %, besonders bevorzugt zu mindestens 50 Gew.%, ganz besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.% aus NFM.

In einer besonderen Ausführungsform werden ausschließlich NFM, NAM oder deren Gemische als Lösemittel verwendet. In einer ganz besonderen Ausführungsform wird ausschließlich NFM als Lösemittel verwendet.

Neben NFM, NAM oder deren Gemischen kann das verwendete Lösemittel weitere Verbindungen, die als Lösemittel geeignet sind, enthalten. Genannt seinen hydrophobe Lösemittel wie z. B. Toluol, o-Xylol, p-Xylol, Cumol, Chlorbenzol, Ethylbenzol oder technische Mischungen von Alkylaromaten.

Vorzugsweise handelt es sich bei den weiteren Verbindungen, die als Lösemittel verwendet werden, um hydrophile Verbindungen. Genannt seien Wasser, Monoalkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Butanol, Ketone wie Aceton, Cyclohexanon, Butan-2-οη, (Methyl- ethylketon, MEK), Methyl-iso-butylketon (MIBK) oder Isophoron, Ether wie Tetrahydro-furan, Dioxan, Diethylether, tert.-Butylmethylether, Ester wie der Methyl-, Ethyl- oder Butylester der Essigsäure, oder Glykole oder Polyetherglycole mit endständigen Hydroxylgruppen oder endständigen Ethergruppen wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Butylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, deren Monomethyl- oder Dimethylether oder Carbonate wie 1 ,2-Propylencarbonat, Ethylencarbonat oder deren Mischung.

In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird als Lösemittel ein Lösemittelgemisch verwendet, welches neben NFM oder NAM auch 1 ,2-Propylencarbonat enthält. Vorzugs- weise enthält das Lösemittelgemisch mindestens 5 Gew.% 1 ,2-Propylencarbonat, neben den oben stehenden Mengen bzw. bevorzugten Mengen an NFM bzw. NAM.

Insbesondere enthält das Lösemittelgemisch maximal 20 Gew. %, insbesondere maximal 10 Gew. %, besonders bevorzugt maximal 5 Gew. % andere Lösemittel als NFM, NAM und 1 ,2- Propylencarbonat.

Insbesondere sind z.B. Lösemittelgemische geeignet, welche aus 5 bis 95 Gew. % NFM, NAM oder deren Mischungen, insbesondere NFM, und

5 bis 95 Gew. % 1 ,2-Propylencarbonat und

0 bis 10 Gew. % weitere Lösemittel bestehen Besonders bevorzugt sind Lösemittelgemische geeignet, welche aus

20 bis 80 Gew. % NFM, NAM oder deren Mischungen, insbesondere NFM, und

20 bis 80 Gew. % 1 ,2-Propylencarbonat und

0 bis 5 Gew. % weitere Lösemittel bestehen

Zur Polymerisation

Die Polymeren können nach üblichen Polymerisationsverfahren hergestellt werden, z.B. durch Emulsions-, Suspensions- und Lösungspolymerisation.

Die Emulsionspolymerisation wird in Gegenwart von Emulgatoren durchgeführt. Durch die Emulgatoren entstehen Monomertröpfchen (Micellen), welche in dem Lösemittel emulgiert sind. Die Polymerisation erfolgt in den Micellen. Bei der Suspensionspolymerisation erfolgt die Polymerisation in der Lösung, das erhaltene Polymere ist aber in dem Lösemittel unlöslich und fällt in Form von dispers verteilten Teilchen an (Perlpolymerisation) oder fällt aus der Lösung ganz aus (Fällungspolymerisation). Bei der Suspensionspolymerisation können Schutzkolloide mitverwendet werden, um ein Verklumpen der Polymere zu verhindern.

Bei der Lösungspolymerisation erfolgt die Polymerisation in der Lösung, das erhaltene Polymere ist aber in dem Lösemittel löslich oder kolloidal dispergierbar. Es wird eine Polymerlösung erhalten, die für viele Anwendungen, insbesondere für Beschichtungsmittel, wie Lacke, Klebstoffe oder sonstiges, direkt weiterverwendet wird. Auch das Lösemittel muss sich daher für diese Anwendungen eignen.

Bevorzugt sind die Lösungs- und Suspensionspolymerisation, ganz besonders bevorzugt ist die Lösungspolymerisation. Durch Polymerisation in Lösung können niedrigere Molgewichte als bei der Emulsions- und Suspensionspolymerisation erzielt werden, wodurch die Viskosität der Po- lymerlösungen niedriger bleibt und die Fließeigenschaften verbessert werden.

Bei den genannten Polymerisationsverfahren wird bevorzugt unter Ausschluss von Sauerstoff gearbeitet, vorzugsweise unter Stickstoff. Die Polymerisation kann batch-weise, halbkontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Bei der batch-weisen Durchführung werden das Lösemittel, die Monomeren und benötigte Hilfsstoffe vorgelegt und dann die Polymerisation durchgeführt. Bei der halbkontinuierlichen Fahrweise wird zumindest ein Ausgangsstoff, im Allgemeinen die Monomeren, kontinuierlich während der Polymerisation zugeführt. Bei der kontinuierlichen Fahrweise werden alle Ausgangsstoffe und Endprodukte kontinuierlich zugeführt bzw. entfernt. Die Polymerisation kann z. B. bei Temperaturen von 20 bis 300, vorzugsweise von 60 bis 200°C durchgeführt werden. Je nach Wahl der Polymerisationsbedingungen lassen sich gewichtsmittlere Molekulargewichte Mw von 800 bis 5 000 000, insbesondere von 1 000 bis 1 000 000 einstellen. Bevorzugt liegen die gewichtsmittleren Molekulargewichte Mw über 5000. Besonders bevorzugt sind gewichtsmittlere Molekulargewichte von 5000 bis 500 000. Mw wird bestimmt durch Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von PMMA als Standard.

Bei der Polymerisation können Hilfsstoffe mitverwendet werden. Derartige Hilfsstoffe sind insbesondere radikalbildende Verbindungen (Initiatoren), Emulgatoren oder Schutzkolloide. Die Polymerisation wird vorzugsweise in Gegenwart von Initiatoren durchgeführt. Die Menge der Initiatoren beträgt vorzugsweise werden 0,05 bis 15, besonders bevorzugt 0,2 bis

8 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der bei der Polymerisation eingesetzten Monomeren. Bei mehrkomponentigen Initiatorsystemen (z.B. Redox-Initiatorsystemen) beziehen sich die vorstehenden Gewichtsangaben auf die Summe der Komponenten.

Geeignete Polymerisationsinitiatoren sind beispielsweise Peroxide, Hydroperoxide, Peroxidisul- fate, Percarbonate, Peroxiester, Wasserstoffperoxid und Azoverbindungen. Beispiele sind Wasserstoffperoxid, Dibenzoylperoxid, Dicyclohexylperoxidicarbonat, Dilauroylperoxid, Methylethyl- ketonperoxid, Di-tert.-Butylperoxid, Acetylacetonperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Cumolhydro- peroxid, tert.-Butylperneodecanoat, tert.-Amylperpivalat, tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylperneo- hexanoat, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, tert.-Butyl-perbenzoat, Lithium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumperoxidisulfat, Azodiisobutyronitril, 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid, 2- (Carbamoylazo)isobutyronitril und 4,4-Azobis(4-cyanovaleriansäure). Die Initiatoren können allein oder in Mischung untereinander angewendet werden.

Auch Redox-Initiatorsysteme können als Initiatoren verwendet werden. Solche Redox- Initiatorsysteme enthalten mindestens eine peroxidhaltige Verbindung in Kombination mit einem Redox-Coinitiator z.B. reduzierend wirkenden Schwefelverbindungen, beispielsweise Bisulfite, Sulfite, Thiosulfate, Dithionite und Tetrathionate von Alkalimetallen und Ammoniumverbindun- gen. So kann man Kombinationen von Peroxodisulfaten mit Alkalimetall- oder Ammoniumhydrogensulfiten einsetzen, z.B. Ammoniumperoxidisulfat und Ammoniumdisulfit.

Bei der Emulsionspolymerisation können anionische, nichtionische, kationische oder amphotere Emulgatoren verwendet werden. Anionische Emulgatoren sind beispielsweise Alkylbenzolsul- fonsäuren, sulfonierte Fettsäuren, Sulfosuccinate, Fettalkoholsulfate, Alkylphenolsulfate und Fettalkoholethersulfate. Als nichtionische Emulgatoren können beispielsweise Alkylpheno- lethoxylate, Primäralkoholethoxilate, Fettsäureethoxilate, Alkanolamidethoxilate, Fettami- nethoxilate, EO/PO-Blockcopolymere und Alkylpolyglucoside verwendet werden. Als kationische bzw. amphotere Emulgatoren werden beispielsweise verwendet: Quaternisierte Aminal- koxylate, Alkylbetaine, Alkylamidobetaine und Sulfobetaine. Typische Schutzkolloide, welche u.a. bei Suspensionspolymerisation mitverwendet werden können, sind beispielsweise Cellulosederivate, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Copoly- merisate aus Ethylenglykol und Propylenglykol, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvi- nylether, Stärke und Stärkederivate, Dextran, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyridin, Polyethyl- enimin, Polyvinylimidazol, Polyvinylsuccinimid, Polyvinyl-2-methylsuccinimid, Polyvinyl-1 ,3- oxazolidon-2, Polyvinyl-2-methylimidazolin und Maleinsäure bzw. Maleinsäureanhydrid enthaltende Copolymerisate.

Die Emulgatoren oder Schutzkolloide können z.B. in Mengen von 0,05 bis 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Monomere verwendet werden.

Vorzugsweise wird das Verfahren ohne Mitverwendung von Emulgatoren oder Schutzkolloiden durchgeführt. Das erhaltene Polymer ist daher vorzugsweise in dem Lösemittel gelöst oder selbstdispergiert. Die erhaltene Polymerlösung oder Polymerdispersion kann z. B. als Beschichtungsmittel verwendet werden. Bei den Beschichtungsmassen kann es sich z. B. um Schutzüberzüge (wie Korrosionsschutzlacke oder wetterbeständige Beschichtungen), Anstrichstoffe, Lackierungen wie dekorative Überzüge (Hochglanzlacke), um Klebstoffformulierungen, Textil- oder Papierbe- schichtungen oder Zubereitungen zur Behandlung von Leder handeln.

Grundsätzlich kann das Lösemittel vor der Verwendung der Polymerlösungen oder Polymerdispersionen ausgetauscht werden; auch können die Polymerlösungen oder Polymerdispersionen durch Zugabe weiterer Lösemittel verdünnt werden.

Es ist jedoch ein Vorteil des Herstellungsverfahrens, dass das bei dem Herstellungsverfahren verwendete Lösemittel, das heißt NFM, NAM oder deren Gemische, vor der weiteren Verwendung nicht entfernt werden oder gegen andere Lösemittel ausgetauscht werden müssen. NFM und NAM eignen sich vielmehr sehr gut als Bestandteil von Beschichtungsmassen und werden erst bei oder nach der Auftragung der Beschichtungsmassen und Trocknung der Beschichtung entfernt.

Die nach dem Verfahren erhaltenen Polymere haben ein hohes Molekulargewicht. Das Molekulargewicht ist im Allgemeinen höher als das mit Lösemitteln des Stands der Technik unter entsprechenden Bedingungen erhältliche Molekulargewicht. Dies gilt insbesondere für Polymere, welche durch das Verfahren der Lösungspolymerisation hergestellt wurden. Die Viskosität der erhaltenen Polymerlösungen oder Polymerdispersionen ist gering. Das Verfahren ermöglicht daher die Herstellung von Polymerlösungen oder Polymerdispersionen mit hohen Feststoffgehalten. Die Polymerlösungen und Polymerdispersionen haben auch bei hohen Feststoffgehalten eine ausreichend geringe Viskosität und können daher gut verarbeitet werden. Insbesondere bewirkt die geringe Viskosität einen sehr guten Verlauf und sehr gute Verteilung der Beschich- tungsmassen auf zu beschichtenden Oberflächen.

Beispiel

Herstellung eines Polyacrylats in NFM In einem 1 -L-Dreihalskolben mit KPG-Rührer und 250ml_-Tropftrichter sowie einem Dimrothküh- ler wurden 180 g N-Formylmorpholin als Lösemittel vorgelegt und auf 160°C erhitzt.

In einem Becherglas wurden 219,2 g Methylmethacrylat, 105 g n-Butylacrylat, 63 g 2-Hydroxy- ethylmethacrylat, 32,8 g Acrylsäure, 8,4 g Trigonox® B und 16,8 g Trigonox 21 gemischt. Trigo- nox B (Di-feri.butylperoxid) und Trigonox 21 (feri.Butylperoxy 2-ethylhexanoat) sind Polymerisationsinitiatoren der Firma AkzoNobel.

Die Mischung wurde in einem Zeitraum von 4 Stunden zugetropft. Nach der Zugabe wurde 1 ,5 Stunden bei 160°C gerührt.

Der Festkörpergehalt der erhaltenen Lösung wurde bestimmt, indem 1 g Substanz über einen Zeitraum von 30 Minuten bei 150°C im Umlufttrockenschrank getrocknet wurde. Der Feststoffgehalt betrug 78 Gew% .

Es wurde daher eine 78% ige Lösung des Polymers in NFM erhalten. Die organische Polymerlösung konnte auch in eine wässrige Lösung überführt werden. Dazu wurde Triethanolamin zugegeben, um die Säuregruppen in die entsprechenden Salzgruppen zu überführen, und mit Wasser auf 50 % verdünnt.

Vergleichsbeispiel

Das Beispiel wurde wiederholt, wobei jedoch das Lösemittel N-Formylmorpholin durch die gleiche Menge Butylglycol ersetzt wurde. Bestimmung des Molgewichts

Das Molgewicht der erhaltenen Polymere wurde durch GPC (Gelpermeations-chromatographie) bestimmt.

Es wurde nur das Molgewicht des gelösten Polymeren bestimmt. Ungelöste Gelanteile wurden vorher durch Filtration abgetrennt.

Als Standard wurde Polymethylmethacrylat (PMMA) verwendet; es handelte sich um einen eng verteilten PMMA-Standard der Fa. PSS (Polymer Standard Service) mit Molekulargewichten von M = 800 bis M = 1.820.000. Als Elutionsmittel wurde Dimethylacetat + 0,05 % Trifluoressig- säure + 0,5 % LiBr verwendet. Die Säulentemperatur betrug 35 °C; die Durchflussgeschwindigkeit war 1 Milliliter pro Minute. Folgende gewichtsmittlere Molgewichte (Mw) und zahlenmittlere Molgewichte (Mn) der erhaltenen Polymere wurden ermittelt:

Beispiel: Mn = 3080 g/mol, Mw = 6340 g/mol Vergleichsbeispiel: Mn = 2640 g/mol, Mw = 4830 g/mol