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Verfahren zur Herstellung eines Anstrichmittels für Innenanstriche
Wandanstriche für Innenräume stellt man bekanntlich so her, dass man eine wässerige Suspension eines Pigmentes, die ein in Wasser gelöstes Bindemittel enthält, auf die Wände aufstreicht und den
Anstrich zum Trocknen sich selbst überlässt. Als Bindemittel hat man die verschiedensten Substanzen verwendet, wie z. B. tierischen Leim, Stärkekleister und in neuerer Zeit in erheblichem Umfang wasser- i lösliche Celluloseäther, wie Carboxymethylcellulose oder Methylcellulose. Bei wasserlöslichen Cellulose- äthern sind zur Erzielung eines gut wischfesten Anstriches mindestens 5 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das zu bindende Pigment, erforderlich, um wischfeste Anstriche zu erzielen.
Arbeitet man mit tierischen Leimen oder Stärke, so muss man diese Mindestmengen erheblich überschreiten.
Es wurde nun die überraschende Feststellung gemacht, dass sich wasserlösliche Amide der Polyacrylund/oder Polymethacrylsäure ganz besonders gut als Bindemittel für Kreide bei Innenanstrichen eignen.
Da man nach der Art der angewendeten Polymerisationsmethoden aus monomeren Acrylsäure- oder
Methacrylsäureamiden wasserlösliche oder nur in Wasser quellbare Produkte erhalten kann, muss man bei der Auswahl der erfindungsgemäss zu verwendenden Amide polymerer Carbonsäuren darauf achten, dass diese eine für die erfindungsgemässen Zwecke ausreichende Quellbarkeit oder Löslichkeit besitzen, d. h. dass sie in der jeweils anzuwendenden Konzentration, die sich aus der Menge an polymerem Carbonsäure- amid und der Menge an Wasser errechnet, eine homogene Lösung bzw. Aufquellung liefern.
Es wurde weiterhin die überraschende Feststellung gemacht, dass der Polymerisationsgrad der zu ver- wendenden Amide der polymeren Carbonsäuren einen gewissen Einfluss auf deren Verwendbarkeit für die erfindungsgemässen Zwecke besitzt. Ein Mass für den Polymerisationsgrad ist der k-Wert nach Fikentscher (Cellulose-Chemie 13 [1932], S. 60). Der k-Wert lässt sich aus den bei der Messung der Viskosität einer
Lösung des Polymeren und der Viskosität des reinen Lösungsmittels erhaltenen Werten errechnen.
Ist 11 c die bei der Konzentration c gemessene Viskosität des Polymeren und ist 110 die Viskosität des reinen
Lösungsmittels, dann errechnet sich aus den beiden Werten die relative Viskosität z nach der Formel :
EMI1.1
EMI1.2
EMI1.3
Es wird in diesem Zusammenhang noch auf Meyer-Mark " Makromolekulare Chemie ", 2 Auflage, Leipzig 1950, S. 120, hingewiesen.
Es hat sich gezeigt, dass zur Erzielung eines wischfesten Anstriches ein k-Wert von wenigstens 30 notwendig ist. Vorzugsweise wird man Amide polymerer Carbonsäuren verwenden, deren k-Wert zwischen 60 und 118 liegt.
Die Verwendung der genannten wasserlöslichen Amide polymerer Carbonsäuren für den erfindung-
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gemässen Zweck kann in verschiedenster Weise erfolgen. Insbesondere kann man bei der Herstellung der : aufzustreichenden. wässerigen Suspension beliebige Methoden anwenden und die Bestandteile dieser
Suspensionen in beliebiger Reihenfolge zusammengeben. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise eine wässerige Suspension von Kreide mit dem festen wasserlöslichen Amid einer polymeren Carbonsäure versetzen, das man beispielsweise aus der bei der Herstellung anfallenden wässerigen Lösung des poly- meren Carbonsäureamids abgeschieden und in ein trockenes, festes, vorzugsweise feinkörniges Pulver überführt hat. Insbesondere feinkörnige Pulver lösen sich sehr leicht in Wasser.
Da nun die Polymerisation der Amide ungesättigter Carbonsäuren vielfach in wässeriger Lösung durchgeführt wird, erhält man dabei eine wässerige Lösung polymerer Carbonsäureamide, die man mit besonderem Vorteil ohne jede Aufarbeitung weiterverwenden kann. Zu diesem Zweck gibt man entweder eine wässerige Lösung des polymeren Carbonsäureamids zu der wässerigen Aufschlämmung der Kreide oder man arbeitet die Kreide in die bei der Herstellung der Amide polymerer Carbonsäuren anfallenden viskosen wässerigen Lösungen ein, wobei man zweckmässigerweise durch mechanische Bearbeitung für eine gute Durchmischung sorgt. Diese viskose Paste kann dann als solche in den Handel gebracht und gegebenenfalls nach Verdünnen auf die gewünschte Viskosität zum Anstreichen verwendet werden.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die trockene Kreide mit den pulverförmigen polymeren Carbon- säureamiden zu vermischen und dieses Gemisch in Wasser zu dispergieren. Sehr innige Gemische aus
Kreide und polymerem Carbonsäureamid, die sich besonders gut zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens eignen, erhält man durch Trocknen einer Suspension von Kreide in einer wässerigen Lösung der polymeren Carbonsäureamide und gegebenenfalls Vermahlen des getrockneten Produktes.
Ein weiteres mit Vorteil anzuwendendes Verfahren zur Herstellung inniger Gemische von Kreide und polymeren Carbonsäureamiden besteht darin, dass Kreide mit einer wässerigen Lösung des polymeren Carbonsäureamids gemischt und zu diesem Gemisch ein Polycarbonsäureamide ausfällendes Mittel zu- gesetzt wird. Als solche Fällungsmittel kommen z. B. mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel wie Methanol oder höhere Alkohole, Aceton od. dgl. in Frage. Man kann das mit einem derartigen Lösungsmittel versetzte Gemisch von Kreide und polymeren Carbonsäureamiden leicht abfiltrieren, trocknen und mahlen.
Die ausgezeichneten Bindemitteleigenschaften der erfindungsgemäss zu verwendenden Amide von polymeren Carbonsäuren sind vor allen Dingen an der ausgezeichneten Wischfestigkeit der damit her- gestellten Anstriche erkennbar. Dabei sind die Mengen der zu verwendenden polymeren Carbonsäure- amide im Vergleich zu bekannten Bindemitteln sehr gering. In den meisten Fällen wird man Mengen von 4 Gew.-% an polymerem Carbonsäureamid, bezogen auf Kreide, nicht überschreiten und erhält dabei Wischfestigkeiten, wie sie mit andern Farbenbindemitteln, beispielsweise mit Methylcellulose, im Bereich der praktisch in Frage kommenden Zusatzmengen nicht zu erzielen sind, weil die dann erforderlich werdenden Mengen an Celluloseäther eine solche Viskositätserhöhung der Anstrichsuspensionen verursachen würden, dass die letzteren nicht mehr zu verarbeiten sind.
Die erfindungsgemäss zu verwendenden Suspensionen zeigen dagegen eine a, usgezeichnete Verstreichbarkeit und einen glatten öligen Verlauf, so dass die Spuren der Pinselstriche sehr bald verschwinden und nach dem Eintrocknen nicht mehr zu erkennen sind. Dieser mit andern Bindemitteln für Leimfarben nicht zu erreichende glatte Verlauf ist vor allen Dingen deshalb überraschend, weil er auch bei geringen Zusatzmengen von Polyacrylsäureamid noch vorhanden ist.
Selbstverständlich kann man die Menge der anzuwendenden Polyacrylsäureamide noch erhöhen, jedoch wird man über Mengen von 6 bzw. 8 Gewas kaum hinausgehen. Die Mindestmenge des anzuwendenden Polyacrylsäureamids liegt im allgemeinen bei 0, 5 Gew.-%, vorzugsweise bei 1 Gew. polymerem Carbonsäureamid, bezogen auf Kreide.
Mit den bisher als Farbenbindemittel sehr guter Wirksamkeit bekannten Celluloseäthern, wie Methylcellulose, sind Anstriche der gleichen Wischfestigkeit nur mit einer um ein Mehrfaches grösseren Menge an Bindemittel zu erzielen. Geht man mit dem Zusatz der erfindungsgemässen Bindemittel über die unten genannte Höchstgrenze von 4 Grew.-% hinaus auf etwa 6-8 Gew.-'%', so erreicht man Anstriche von einer Wischfestigkeit, wie sie mit Celluloseäther unter den Bedingungen der Praxis überhaupt nicht zu erzielen sind.
Die Möglichkeit, mit so geringen Zusatzmengen an Bindemittel arbeiten zu können, hat noch einen weiteren Vorteil. Die Deckfähigkeit eines Pigmentes ist bekanntlich eine Funktion der Differenz der Brechungsindices des Pigmentes und des umgebenden Mediums. Wenn nun in dem Medium, das die Pigmentkömer umgibt, sehr wenig Bindemittel vorhanden ist, dann nähert sich die genannte Differenz der Brechungsindices dem Idealfall, in dem die Differenz der Brechungsindices sich aus dem Brechungs-
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index der Kreide und dem der umgebenden Luft ergibt. Da nun Kreide einen verhältnismässig niedrigen
Brechungsindex hat, gibt die Erfindung die Möglichkeit, auch mit Kreide Anstriche einer ausgezeichneten
Schönheit und Deckkraft zu erzielen.
Die erfindungsgemässen Bindemittel. können zusammen mit bekannten Bindemitteln verwendet werden.
Die als Pigment dienende Kreide kann in begrenztem Umfang durch andere Pigmente ersetzt sein, vor allen Dingen dann, wenn man dem Anstrich durch Zusatz farbiger Pigmente eine Tönung geben will.
Die Menge andersartiger Pigmente geht aber Im allgemeinen nicht über 30 Grew.-% des Gesamtpigments hinaus und liegt vorzugsweise unterhalb von 15 Gew.-%.
Zu den in bekannter Weise hergestellten, für das erfindungsgemässe Verfahren verwendbaren Amiden polymerer Carbonsäuren gehören auch solche wasserlösliche Produkte, die durch Einwirkung von y-Strahlen radioaktiver Präparate auf feste monomere Carbonsäureamide erhalten wurden.
Beispiel 1: 100 Gew.-TEile feingepulverter, für Innenanstriche üblicherweise verwendeter Kreide werden mit 40 Gew.-Teilen Wasser angeteigt. Zu dieser Paste gibt man so viel einer obigen Lösung @ eines Polyacrylsäureamids, dass 1 - 6 Gew.-Teile Polyacrylsäureamid vorhanden sind. Das Polyacryl- säureamid hatte einen k-Wert von 70, der wie oben beschrieben bestimmt worden war. Die so erhaltenen
Suspensionen waren sehr gut verstreichbar und zeigten einen ausgezeichneten Verlauf, so dass Pinselstriche
Im getrockneten Anstrich nicht mehr zu erkennen waren. Zur Prüfung der Wischfestigkeit wurde schwarzer
Stoff mit einem bei allen Versuchen gleichen Druck von etwa 200 g/cm'auf den Anstrich gedrückt und dreimal je 10 cm über diesen Anstrich hinweggezogen.
Es wurde dann der Weissgehalt des schwarzen
Stoffes Im Ausgangszustand und nach dem Wischversuch gemessen. Die Differenz der beiden Messwerte kann als relatives Mass für die beim Wischversuch abgewischte Pigmentmenge und damit für die Wisch- festigkeit angesehen werden.
Zum Vergleich wurden Anstriche untersucht, die unter Verwendung einer als Farbenbindemittel handelsüblichen Methylcellulose als Bindemittel hergestellt worden waren. Es wurde eine Methylcellulose verwendet, die in 2% luger Lösung eine Viskosität von etwa 300 bis 400 cp besass.
Die erhaltenen Ergebnisse sind In der Tabelle zusammengestellt.
Wischfestigkeiten von Anstrichen mit Polyacryl- säureamid bzw. Methylcellulose als Bindemittel
EMI3.1
<tb>
<tb> Bindemittelmenge <SEP> Wischfestigkeit
<tb> Gew. <SEP> -% <SEP> Methylcellulose <SEP> Polyacrylsäureamid
<tb> O. <SEP> b <SEP> 12. <SEP> 4 <SEP> -
<tb> 1, <SEP> 2 <SEP> 7, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 45 <SEP>
<tb> 1, <SEP> 6 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> - <SEP>
<tb> 1, <SEP> 8 <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 40 <SEP>
<tb> 2,0 <SEP> 3,1 <SEP> -
<tb> 2, <SEP> 4 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP>
<tb> 2. <SEP> 8 <SEP> 3, <SEP> 35- <SEP>
<tb> 3, <SEP> 0-0, <SEP> 85 <SEP>
<tb> 3, <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 3, <SEP> 6 <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP>
<tb> 4, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 95 <SEP>
<tb> 4. <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP>
<tb> 4, <SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 75 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP>
<tb> 5, <SEP> 6 <SEP> 2. <SEP> 25 <SEP>
<tb> 6.
<SEP> 0-0, <SEP> 55 <SEP>
<tb>
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Aus der Tabelle ist zu erkennen, dass die Wischfestigkeit der mit Polyacrylsäureamid hergestellten Anstriche derjenigen der mit Methylcellulose erhaltenen Anstriche weit überlegen ist. Um beispielsweise einen Anstrich der relativen Wischfestigkeit 2, 5 zu erhalten, genügt bei Polyacrylsäureamid ein Zusatz von 1, 2 Gew.-lo, bei Methylcellulose sind dagegen 4 Gew.-% erforderlich. Stellt man höhere Ansprüche an die Wischfestigkeit und will man etwa einen Anstrich der relativen Wischfestigkeit 1, 0 erzielen, so genügen beim Polyacrylsäureamid 2 - 3 Gew.-%, während man mit Methylcellulose derartig wischfeste Anstriche innerhalb der praktisch anwendbaren Mengen überhaupt nicht erreichen kann.
Beispiel2 :100Gew.-TeileKreidewerdenmit20Gew.-TeileneinerdurchRadikalpolymerisation von monomerem, in Wasser gelöstem Acrylsäureamid erhaltenen l Obigen Lösung von Polyacrylsäureamid mit einem k-Wert von 120 verknetet. Das Gemisch wird, beispielsweise auf Walzentrocknern, getrocknet und fein gemahlen. Zur Verwendung wird 1 Gew.-Teil des anrührfertigen Anstrichmittels in 0, 5 Gew.- Teilen Wasser unter gutem Umriibren dispergiert und man erhält eine Anstrichfarbe, die ausgezeichnet verlaufende Anstriche liefert. Nach dem Trocknen besitzen diese eine ausgezeichnete Wischfestigkeit.
EMI4.1
isp ie l 3 : 200 Gew.-Teile feingepulvertewässerigen Polyacrylsäureamidlösung (mittlerer k-Wert 110) versetzt und kräftig durchgerührt.
Durch Zugabe von zirka 400 Gew.-Teilen Methanol wird unter starkem Rühren das Polyacrylsäureamid in fein verteilter Form auf der Kreide niedergeschlagen. Das Gemisch wird filtriert, getrocknet und gemahlen. Das fein gemahlene Produkt wird in der 0, 5 fachen Menge von kaltem Wasser angerührt. Nach kurzem Durchrühren erhält man sofort eine Leimfarbe, die zur Herstellung höchst wischfester Anstriche ausgezeichnet verwendet werden kann. Der Verlauf beim Streichen ist wesentlich besser als der mit bekannten Bindemitteln erhaltenen Leimfarbenanstriche. Man erhält einen matten völlig homogenen Anstrich, in dem keinerlei Pinselstriche zu erkennen sind.
EMI4.2
als Pigment, dadurch gekennzeichnet, dass man als- Bindemittel wässerige Lösungen von Amiden der Polyacryl-und/oder Polymethacrylsäure verwendet.