CH707044B1 - Wässerige Bindemittelzusammensetzungen. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Gemische aus mindestens einer Acrylharzdispersion A und einer zweiten Dispersion B, die mindestens eines von einer Polyurethandispersion B1, die in ihrem Polymer Komponenten, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, umfasst und einem Gemisch B2 aus einer Polyurethandispersion B21 und einem wässerig dispergiertem Alkydharz B22 ist, und auf ein Verfahren zur Verwendung derselben zur Beschichtung poröser Substrate.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf wässerige Bindemittelzusammensetzungen, auf ein Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung.

Hintergrund der Erfindung

[0002] Wässerige Bindemittel sind für eine Vielzahl von Zwecken verwendet worden, insbesondere für die Herstellung von Beschichtungszusammensetzungen, Haftmitteln und Imprägniermitteln. Bei diesen Anwendungen haben die Bindemittel verschiedene Funktionen wie das Verschliessen von Poren in einem porösen Substrat oder Filmbildung auf der Oberfläche eines Substrats, wobei der Film als Schutzschicht oder als Funktionsschicht wie eine Haftschicht, Zierschicht, Reflexionsschicht, Wärmeisolationsschicht oder eine Schicht mit bestimmten elektrischen oder magnetischen Eigenschaften dienen kann.

[0003] Die chemische Beschaffenheit des Bindemittels ist entscheidend für die Haftung, mechanischen und chemischen Eigenschaften des/der gebildeten Films oder Schicht. Auch wenn es durch die Modifikation des Grundpolymers, bestimmt durch die Art des Polymers, das in der Vernetzungsreaktion gebildet wird, die zu einem/einer festen Film oder Schicht führt, einen bestimmten Bereich an Eigenschaften gibt, der für ein spezielles chemisches System verfügbar ist, ist es oftmals wünschenswert, in der Lage zu sein, die Eigenschaften der in der Vernetzungsreaktion gebildeten Polymere durch Kombinieren beispielsweise des Glanzes eines Alkydharzes, der Lichtbeständigkeit eines aliphatischen Polymers wie aliphatischer Acrylat-Copolymere, des Korrosionsschutzes eines Epoxidharzsystems, der Kratzfestigkeit von Silikonen und der mechanischen und chemischen Beständigkeit von Polyurethanen zuschneiden zu können.

Stand der Technik

[0004] Kombinationen wässeriger Dispersionen von Polyurethanharzen und Acrylharzen sind in EP 0 350 157 A2 beschrieben worden. Diese Dispersionen werden aus einer wässerigen Polyurethandispersion, einer wässerigen Acrylharzdispersion und einer weiteren Dispersion, hergestellt durch Radikalpolymerisation eines Gemisches aus Acrylmonomeren in Gegenwart der zuerst genannten Polyurethanharzdispersion, hergestellt. Das Polyesterpolyol, das in diesem Dokument verwendet wird, kann durch die Umsetzung einer ungesättigten Carbonsäure mit einer Glycolkomponente hergestellt werden, wobei diese Ausführungsform eine funktionelle Bindung zwischen den radikalisch polymerisierbaren Acrylmonomeren liefert. Wird Hydrazin für eine Kettenverlängerung des Polyurethans verwendet, findet die Umsetzung der Hydrazingruppen mit Carbonyl- oder Carboxamidogruppen des Acrylpolymers während oder nach der Filmbildung statt. Da Hydrazin ein Umwelt- und toxikologisches Problem darstellt, können solche Systeme jedoch nicht verbreitet verwendet werden.

[0005] Eine Grundierungszusammensetzung, die ein wässeriges Acrylharz und eine Urethanharzemulsion umfasst, ist aus EP 0 379 158 A2 bekannt. Ein wässeriges Acrylharz wird einer Urethanharzemulsion beigemischt, wobei das Acrylharz eine Säurezahl von 20 mg/g bis 150 mg/g und eine zahlenmittlere molare Masse von 5 kg/mol bis 30 kg/mol hat. Das Urethanharz wird durch Umsetzen in einem Lösungsmittel eines aliphatischen oder alicyclischen Diisocyanats, eines Polyetherdiols oder eines Polyesterdiols, einer Polyhydroxy-Verbindung von geringer molarer Masse und einer Dimethylolalkansäure, Neutralisation und Dispergieren in Wasser unter Kettenverlängerung mit Wasser und gegebenenfalls Entfernen des Lösungsmittels hergestellt. Die beiden Harze werden in einem Verhältnis der mAdes Acrylharzes zu der Masse mUdes Polyurethanharzes, wobei die Masse in jedem Fall die Masse des festen Harzes ist, von 12/88 bis 1/99 gemischt, da herausgefunden wurde, dass die Wasserbeständigkeit beeinträchtigt wird, wenn die Massefraktion des Acrylharzes 12% übersteigt, und dass die der gemischten Dispersion zugegebenen Pigmente nicht stabil in einem dispergierten Zustand gehalten werden, wenn die Massefraktion des Acrylharzes auf unter 1% reduziert wird. Die Grundierung wird zusammen mit einem Klarlack, mit einem Isocyanat-Vernetzer gehärtet.

[0006] In EP 0 421 609 A2 wird eine auf Wasser basierende Acryl-Beschichtungszusammensetzung offenbart, deren Bindemittel Massefraktionen von 60% bis 90% eines Acryl-Copolymers und 10% bis 40% eines Polyurethans umfasst. Das Acryl-Copolymer wird in einem Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt und umfasst Massefraktionen von 1% bis 10% von Komponenten, die von einem von Methylolmethacrylamid und Methylolacrylamid oder beiden abgeleitet sind.

[0007] Wässerige Beschichtungszusammensetzungen, die ein Acrylcopolymer und eine Urethanoligomerdispersion umfassen, sind auch in EP 0 458 243 A1 beschrieben. Das Acryl-Copolymer hat eine zahlenmittlere molare Masse von 6 kg/mol bis 50 kg/mol und weist Amidgruppen, Säuregruppen und Hydroxylgruppen auf, und das Urethanoligomer ist von einem Hydroxylgruppenterminierten Diol, einer Diisocyanatverbindung, aktiven Wasserstoff enthaltenden hydrophilen Verbindungen abgeleitet, und das daraus hergestellte Präpolymer wird neutralisiert und in einem wässerigen Medium, umfassend primäre oder sekundäre Polyamine, kettenverlängert. Die Massefraktion des Acryl-Copolymers in dem binären Gemisch beträgt 95% bis 10%, wobei die Masse in jedem Fall die Masse des festen Harzes ist. Das Gemisch aus den beiden Harzdispersionen wird mit einem Melamin-Formaldehyd-Harz vernetzt.

[0008] In EP 0 580 163 wird eine wässerige Beschichtungszusammensetzung offenbart, die eine Acrylharzemulsion und eine Urethanemulsion, einen Vernetzer und einen Säurephosphat- oder -phosphitester umfasst. Die Acrylharze haben eine Säurezahl von 20 mg/g bis 150 mg/g und eine zahlenmittlere molare Masse von 5 kg/mol bis 30 kg/mol. Die Urethanemulsion wird hergestellt, indem zunächst ein Urethanpräpolymer aus einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanat, einem Polyetherdiol oder Polyesterdiol mit einer zahlenmittleren molaren Masse von 500 g/mol bis 5 kg/mol, einer Polyhydroxylverbindung von geringer molarer Masse und einer Dimethylolalkansäure synthetisiert wird. Dieses Präpolymer wird nach oder während der Neutralisation des Präpolymers mit einem tertiären Amin mit Wasser gemischt, und das resultierende Gemisch wird durch Wasser kettenverlängert. Das organische Lösungsmittel, das während der Präpolymerbildung verwendet wird, wird dann abdestilliert. Melaminformaldehydharze und Phenolformaldehydharze können als Vernetzer verwendet werden. Das Verhältnis der Masse mAvon Acrylharz zu der Masse mUvon Urethanharz liegt zwischen 90 kg/10 kg und 60 kg/40 kg, und das Verhältnis der Summe der Masse mAvon Acrylharz und der Masse mUvon Urethanharz zu der Masse mCdes Vernetzer-Harzes (mA+ mU) / mCliegt zwischen 95 kg/5 kg und 60 kg/40 kg, wobei die Massen der Harze immer die Masse des festen Harzes sind, die in der Emulsion oder Dispersion vorliegen. Der Säurephosphat- oder -phosphitester haben die allgemeine Formel HO-P(O)(OR<1>)(OR<2>) oder HO-P(OR<1>)(OR<2>).

[0009] Eine auf Wasser basierende Beschichtungszusammensetzung, deren Bindemittel ein Acrylsilan-Copolymer mit einer Säurezahl von 2 mg/g bis 100 mg/g und einer Hydroxylzahl von bis zu 100 mg/g, einer Glasübergangstemperatur von –40 °C bis 25 °C und einer gewichtsmittleren molaren Masse von 500 kg/mol bis 3000 kg/mol und ein Polyurethan auf, das ein Polyesterurethan, Polyetherurethan oder ein Polyacrylurethan sein kann, umfassend Komponenten, die von einer Verbindung mit Gruppen, die mit Isocyanatgruppen reaktiv sind, und Gruppen, die ein Anion bilden können, abgeleitet sind. In dem Acryl-Copolymer liegen Komponenten, die von einem Silanacrylat oder -methacrylat der Formel

abgeleitet sind, in einer Massefraktion von 1% bis 10% vor. Diese Beschichtungszusammensetzungen werden als Grundierungen verwendet, die bei Umgebungstemperatur für einundzwanzig Tage gehärtet werden.

[0010] In EP 1 435 370 A1 wird eine Beschichtungszusammensetzung offenbart, die eine Emulsion aus einem Acryl-Copolymer, einem wässerigen Urethanharz, einer Wachsemulsion, einem alkalischen löslichen Harz und einem UV-Absorber umfasst. Die Harze sind dahingehend nur sehr allgemein definiert, dass Monomere angegeben werden, die verwendet werden können, und in den Beispielen auf Markennamen verwiesen wird, ohne eine Erläuterung der Zusammensetzung oder von Werten charakteristischer Parameter.

[0011] Ein Verfahren zur Bildung eines dreilagigen einmal gehärteten Films ist in EP 1 477 236 A1 offenbart, in dem auf einen elektrochemisch abgeschiedenen Beschichtungsfilm nacheinander ein Zwischenlack, ein Basislack und ein Klarlack aufgebracht und durch Anwendung von Wärme nach dem Aufbringen der letzten Schicht gehärtet werden. Der Zwischenlack umfasst ein Urethan-modifiziertes Polyesterharz mit einer zahlenmittleren molaren Masse von 1,5 kg/mol bis 3 kg/mol, ein Melamin-Vernetzer-Harz, ein blockiertes Isocyanat, wobei der Blocker eine aktivierte Methylengruppe aufweist, und eine nichtwässerige Dispersion von einem Acrylharz mit einer Kern-Hülle-Struktur.

[0012] Eine wässerige Lackzusammensetzung, die bei der Bildung eines mehrschichtigen Films verwendet wird, wurde in EP 1 852 478 A1 offenbart, bei der der zweite wässerige Lack aus drei nacheinander aufgebrachten Lackschichten aus einem Emulsionspolymer eines Monomergemisches, das ein Vinyl-Vernetzungsmonomer, ein Carboxylgruppen-enthaltendes Vinylmonomer, ein Hydroxygruppen-enthaltendes Vinylmonomer und weitere polymerisierbare Vinylmonomere umfasst, einem wasserlöslichen Acrylharz, das Amidgruppen enthält, einer Urethanemulsion und einem Härtungsmittel besteht, wobei das erstgenannte Emulsionspolymer eine Kern-Hülle-Struktur aufweist.

[0013] Hybridharze für Airbag-Beschichtungen sind aus EP 1 887 060 A1 bekannt, wobei die Hybridharze Urethane sind, die mit Acrylatharzen, Vinylharzen, Silikonharzen und Kombinationen davon gemischt sind, wobei mindestens eine der Komponenten eine Glasübergangstemperatur von 20 °C oder weniger aufweist. Die Urethane sind bevorzugt von Polycarbonat, Polytetramethylenglycol, Silicium-basiertem Diol oder Olefin-basiertem Diol abgeleitet und werden aus diesen Komponenten zusammen mit einem aliphatischen Diisocyanat und einer Carbon- oder Sulfonsäure, die ebenfalls zwei Hydroxylgruppen aufweist, hergestellt. Es heisst, diese Harze bilden ein Durchdringungsnetzwerk.

[0014] Wässerige Beschichtungszusammensetzungen mit einem Gemisch aus einem Urethan-basierten Harz, einem chlorierten Polyolefinharz und gegebenenfalls auch einem Acryl-basierten Harz sind in EP 1 958 995 A2 beschrieben worden. Alle Harze sind nur sehr allgemein beschrieben. Während das in den Beispielen verwendete Polycarbonat-basierte Polyurethanharz nicht nur anhand des Markennamens identifiziert wird, sondern auch durch Bruchdehnung und Zugfestigkeit eines daraus hergestellten Films, gemessen an einer nicht spezifizierten Probe mit einem nicht spezifizierten Testverfahren, wird das Acryl-basierte Harz nur anhand des Markennamens identifiziert.

[0015] Eine wässerige Primer-Zusammensetzung ist in EP 2 009 071 A1 offenbart worden. Dieser Primer umfasst eine modifizierte Polyolefindispersion, ein wässeriges Urethanharz und/oder wässeriges Acrylharz, ein leitfähiges Metalloxid und Aluminiumflocken. Das Urethanharz ist in der Beschreibung sehr allgemein beschrieben, und aus den Beispielen können keine spezifischen Informationen entnommen werden, da das Urethanharz nur anhand seines Markennamens identifiziert wird.

[0016] Keines der zitierten Dokumente offenbart Kombinationen aus Polyurethanharzen, Acrylharzen und Alkydharzen. Ebenso gibt es keine Anregung zum Einschluss einer Alkydharzkomponente oder Öl-basierten Komponente in ein Polyurethanharz und Beimischen dieses modifizierten Polyurethanharzes zu einer Acrylharzdispersion.

Zusammenfassung der Erfindung

[0017] In den Experimenten, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, wurde herausgefunden, dass Kombinationen von Polyurethanharzen, Alkydharzen und Acrylharzen in Form ihrer wässerigen Dispersionen und alternativ Kombinationen von Polyurethanharzen, die Komponenten umfassen, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, mit Acrylharzen, beide in Form ihrer wässerigen Dispersionen, zu Bindemitteln für Beschichtungszusammensetzungen mit der gewünschten Kombination von Anwendungseigenschaften mit den vorteilhaften Merkmalen aller Komponenten führten.

[0018] Die Erfindung bezieht sich daher auf Gemische aus mindestens einer Acrylharzdispersion A und einer zweiten Dispersion B, die mindestens eines von einer Polyurethandispersion B1, die in ihrem Polymer von gepfropften Fettsäuren abgeleitete Komponenten umfasst, und einem Gemisch B2 aus einer Polyurethandispersion B21 und einem wässerig dispergierten Alkydharz B22 ist.

[0019] Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus mindestens einer Acrylharzdispersion A und einer zweiten Dispersion B und auf eine Verwendung dieser Gemische zur Herstellung von Bindemitteln für Beschichtungszusammensetzungen.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

[0020] Die Acryldispersion A hat bevorzugt eine Mindest-Filmbildungstemperatur von weniger als 35 °C, was einer Glasübergangstemperatur von bis zu 30 °C entspricht, eine Hydroxylzahl von 0 mg/g bis 50 mg/g und eine Säurezahl von 2 mg/g bis 25 mg/g, hergestellt durch Emulsions-Copolymerisation von mindestens zwei olefinisch ungesättigten Monomeren A1 und A2. Für gewöhnlich ist mindestens eines der olefinisch ungesättigten Monomere A1 und A2 ein Acrylat oder ein Methacrylat, das A den Namen «Acryldispersion» gibt. Die Acryldispersionen A haben bevorzugt Teilchengrössen von 50 nm bis 300 nm, besonders bevorzugt 70 nm bis 250 nm, und am stärksten bevorzugt 90 nm bis 180 nm. Die Massefraktion an Feststoffen in den Dispersionen beträgt bevorzugt 33% bis zu 55%.

[0021] Die Monomere A1 sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus olefinisch ungesättigten Monomeren, die keine andere funktionelle Gruppe als olefinische Doppelbindungen aufweisen, d.h. den Monomeren, die frei von Hydroxylgruppen, Aminograppen, Mercaptogruppen, Epoxidgruppen und Säuregruppen sind, wobei die Monomere A1 ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Estern A11 olefinisch ungesättigter Carbonsäuren mit Monohydroxyverbindungen wie aliphatischen, linearen, verzweigten oder cyclischen Alkoholen, olefinisch ungesättigten aromatischen Verbindungen A12 mit mindestens einem olefinisch ungesättigten aliphatischen Substituenten an einem aromatischen Rest, der von gegebenenfalls substituierten aromatischen Verbindungen durch Entfernen eines an einen aromatischen Ring gebundenen Wasserstoffatoms abgeleitet ist, olefinisch ungesättigten Estern A13 eines ungesättigten aliphatischen Alkohols und einer gesättigten aliphatischen Carbonsäure, Ethern A14 der Formel R<1>-O-R<2>, wobei sowohl R<1>als auch R<2>lineare oder verzweigte aliphatische Reste mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen sind und mindestens einer von R<1>und R<2>olefinisch ungesättigt ist, wobei in diesem Fall die Anzahl an Kohlenstoffatomen mindestens zwei beträgt, ungesättigten aliphatischen Ketonen A15 der Formel R<3>-CO-R<4>, wobei sowohl R<3>als auch R<4>lineare oder verzweigte oder cyclische aliphatische Reste mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen sind und mindestens einer von R<3>und R<4>olefinisch ungesättigt ist, wobei in diesem Fall die Anzahl an Kohlenstoffatomen mindestens zwei beträgt, und ungesättigten aliphatischen Halogeniden und Nitrilen A16 der Formel R<5>-X, wobei X F, Cl, Br, I oder CN ist und R<5>ein ungesättigter aliphatischer Rest mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffatomen ist, wobei es ebenso möglich ist, dass mehr als ein Wasserstoffatom der olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindung R<5>-H durch Atome oder Gruppen X substituiert ist.

[0022] Bevorzugte Monomere A11 sind Ester olefinisch ungesättigter Carbonsäuren mit aliphatischen Alkoholen mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, die isomeren Propyl(meth)acrylate, die isomeren Butyl(meth)acrylate, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat und Stearyl(meth)-acrylat, wobei (Meth)acrylat für Acrylat oder Methacrylat steht. Andere verwendbare Monomere A11 sind Diester olefinisch ungesättigter Dicarbonsäuren mit aliphatischen Alkoholen mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen, wie Diester von Malein-, Fumar-, Itacon-, Citracon-und Mesaconsäuren, mit Methanol, Ethanol, Butanol, n- und iso-Propanol, n-, iso-, sec- und tert.-Butanol, 2-Ethylhexanol, Decanol, Tridecanol und Stearylalkohol ebenso wie gemischte Ester dieser.

[0023] Bevorzugte Monomere A12 sind Dimethylmaleinat, Diethylmaleinat, Dimethylfumarat und Diethylfumarat.

[0024] Bevorzugte Monomere A13 sind Vinyl- und Allylester aliphatischer linearer oder verzweigter Monocarbonsäuren wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Vinylneopentanoat, Vinylpivalat und Vinylneodecanoat und das kommerziell erhältliche Gemisch aus Vinylestern von alpha-verzweigten Decansäuren («®Versatic acid») sowie die analogen Ester von Allyl- und Methallylalkoholen.

[0025] Bevorzugte Monomere A14 sind Styrol, das isomere Gemisch aus Vinyltoluolen, 4-Vinylpyridin und 2-Vinylnaphthalin.

[0026] Bevorzugte Monomere A15 sind Ether von Vinyl- und Allylalkoholen mit gesättigten aliphatischen linearen oder verzweigten Alkoholen mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen wie Methylvinylether, Ethylvinylether, n- und iso-Butylvinylether, Methylallylether und Propylallylether.

[0027] Bevorzugte Monomere A16 sind olefinisch ungesättigte Ketone, insbesondere Ketone, die eine Vinyl- oder Allylgruppe und eine lineare oder verzweigte oder cyclische aliphatische Gruppe mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen aufweisen, wie Methylvinylketon, Ethylvinylketon und n-Propylvinylketon.

[0028] Die Monomere A2 haben, ausser dass sie olefinisch ungesättigt sind, zusätzliche Funktionalitäten, wobei die Funktionalitäten bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Säure, Hydroxyl und Säureamid, wobei die Säurefunktionalitäten Carbonsäure -COOH, Sulfonsäure -SO2OH, Schwefelsäure -O-SO2OH, Phosphonsäure -PO(OH)2, Phosphorsäure -O-PO(OH)2sein können und die Säureamidfunktionalitäten die der entsprechenden Amide sein können.

[0029] Eine Gruppe von Monomeren A21, die der Gruppe A2 angehören, sind Säure-funktionelle olefinisch ungesättigt Monomere, die mindestens eine Säuregruppe aufweisen, die bevorzugt eine Carbonsäuregruppe -COOH, eine Sulfosäuregruppe -SO3H, eine Sulfinsäuregruppe -SO2H und eine Phosphonsäuregruppe -PO(OH)2sein kann. Verwendbare Monomere A21 sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, die Halbester von Malein- oder Fumarsäure, Vinylsulfonsäure, Vinylphosphonsäure und Allyloxyhydroxypropylsulfonsäure, sowie Salze dieser.

[0030] Eine andere Gruppe von Monomeren A22, die der Gruppe A2 angehören, sind Hydroxyalkylester der in der Gruppe A21 aufgelisteten Monomere, wie Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat und Hydroxybutyl(meth)acrylat.

[0031] Eine andere Gruppe von Monomeren A23, die der Gruppe A2 angehören, sind Säureamide, basierend auf den Säuremonomeren A21, wie (Meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid und Homologa davon.

[0032] Weitere optionale Monomere sind die Monomere A3, die zur Verbesserung der Haftung von Beschichtungen, die mit den Acryl-Copolymeren, die diese optionalen Monomere umfassen, hergestellt wurden, an beschichtete Substrate beitragen. Diese optionalen Monomere A3 sind olefinisch ungesättigt und tragen zusätzliche Gruppen, die Trialkylsilangruppen, Trialkoxysilangruppen, gemischte Alkyl/Alkoxysilangruppen, Ureidogruppen, beta-Ketosäuregruppen oder beta-Hydroxysäuregruppen sein können. Besonders bevorzugt sind Vinyltrimethoxysilan, Vinyldimethoxymethylsilan, Vinyltris(2-methoxyethoxy)-silan, (Methacryloxymethyl)-methyldimethoxysilan, Trimethoxysilan(meth)acrylat, 2-Ethyl(2-oxoimidazolidin-1-yl)meth-acrylat, 2-Ethyl(2-oxoimidazolidin-1-yl)(meth)acrylat, Acetoacetoxyethyl(meth)acrylat, beta-Ketoglutarsäurevinylester und beta-Hydroxybuttersäureallylester.

[0033] Die Massefraktion von Komponenten, abgeleitet von Monomeren A1, in dem Polymer A, berechnet als das Verhältnis der Masse mA1von Monomeren A1 und der Masse mAdes Polymers A, beträgt bevorzugt 80% bis 99,5%, besonders bevorzugt 85% bis 99%. Die Massefraktion von Komponenten, abgeleitet von Monomeren A2, in dem Polymer A, berechnet als das Verhältnis der Masse mA2aller Monomere der Gruppe A2, die in dem Monomergemisch vorliegen, und der Masse mAdes Polymers A, beträgt bevorzugt 0,5% bis 20%, besonders bevorzugt 1% bis 15%. Die Massefraktion von Komponenten, abgeleitet von Monomeren A3, die gegebenenfalls auch in dem Polymer A vorliegen, berechnet als das Verhältnis der Masse mA3, von Monomeren A3 und der Masse mAdes Polymers A, beträgt bevorzugt 0,1% bis 7%, besonders bevorzugt 0,5% bis 5% und am stärksten bevorzugt 1% bis 4%.

[0034] Die Mindest-Filmbildungstemperatur (MFT) des Polymers A, gemessen nach DIN 53 787 und DIN 53 366 (ISO 2115), liegt bevorzugt zwischen –5 °C und 35 °C. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die MFT im Bereich von 0 °C bis 20 °C liegen.

[0035] Die Abkürzung «(Meth)acryl» steht für Acryl oder Methacryl oder beide.

[0036] Die zweite wässerige Dispersion B ist mindestens eines von einer Polyurethandispersion B1, die in ihrem Polymer Komponenten, abgeleitet von Ölen oder Alkydharzen oder beiden, umfasst, und einem Gemisch B2 aus einer Polyurethandispersion B21 und einem wässerig dispergierten Alkydharz B22.

[0037] Die wässerige Polyurethandispersion B1 umfasst in ihrem Polymer eine Komponente, abgeleitet von einem polyfunktionellen Isocyanat, eine Komponente, abgeleitet von mindestens einem mehrwertigen Alkohol mit mindestens zwei Hydroxylgruppen, eine Komponente, abgeleitet von mindestens einer Fettsäure, und eine Komponente, abgeleitet von einer hydroxyfunktionellen Verbindung, hergestellt aus einer gepfropften Fettsäure, die wiederum aus einer Fettsäure mit mindestens einer olefinischen Ungesättigtheit hergestellt und mit einem Gemisch aus olefinisch ungesättigten Monomeren gepfropft wurde, wobei das Gemisch mindestens ein säurefunktionelles olefinisch ungesättigtes Monomer umfasst, wobei die gepfropfte Fettsäure durchschnittlich mindestens 1,1 Säuregruppen pro Molekül aufweist. Dieses wässerig dispergierte Polyurethan B1 wird bevorzugt in einer Mehrschrittreaktion hergestellt, wobei im ersten Schritt eine Fettsäure mit mindestens einer olefinischen Ungesättigtheit mit einem Gemisch aus olefinisch ungesättigten Monomeren gepfropft wird, wobei das Gemisch mindestens ein säurefunktionelles olefinisch ungesättigtes Monomer umfasst, was eine gepfropfte Fettsäure mit durchschnittlich mindestens 1,1 Säuregruppen pro Molekül ergibt, im zweiten Schritt eine Verbindung, die hydroxyfunktionell ist, durch Umsetzen der gepfropften Fettsäure mit mindestens einem mehrwertigen Alkohol mit mindestens zwei Hydroxylgruppen, mindestens einer Fettsäure und gegebenenfalls mindestens einer polyfunktionellen Säure mit mindestens zwei Säuregruppen und/oder einem Anhydrid davon hergestellt wird, und im dritten Schritt ein Polyurethan durch Umsetzen der hydroxyfunktionellen Verbindung mit einem polyfunktionellen Isocyanat und gegebenenfalls einem mehrwertigen Alkohol von geringer molarer Masse mit einer molaren Masse von bis zu 2000 g/mol und mindestens zwei Hydroxylgruppen pro Molekül und ferner gegebenenfalls einem polymeren Polyol mit mindestens zwei Hydroxylgruppen pro Molekül und das von einem Polyester, einem Polyacrylat, einem Polycarbonat, einem Polyether oder einem Olefinpolymer abgeleitet ist und ferner gegebenenfalls einer Dihydroxyalkansäure mit einer sterisch gehinderten Säuregruppe, in der das Kohlenstoffatom, das die Carboxylgruppe trägt, ein tertiäres oder quartäres Kohlenstoffatom ist, hergestellt wird. In einem weiteren Schritt wird das Produkt aus dem dritten Schritt mit mindestens einem Kettenverlängerer mit mindestens zwei funktionellen Gruppen, die mit Isocyanatgruppen reagieren, und gegebenenfalls mindestens einer von monofunktionellen Verbindungen, die auch als Kettenstopper bezeichnet werden und nur eine Gruppe aufweisen, die gegenüber Isocyanatgruppen reaktiv ist, und von Verbindungen, die mindestens zwei verschiedene Arten von Gruppen aufweisen, die gegenüber Isocyanatgruppen anders reaktiv sind, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus primären Hydroxylgruppen -CH2OH, sekundären Hydroxylgruppen >CH(OH), tertiären Hydroxylgruppen >C(OH)-, primären Aminogruppen -NH2, sekundären Aminogruppen >NH und Mercaptogruppen -SH, die verwendet werden, um dem Polyurethan weitere funktionelle Gruppen beizufügen, umgesetzt.

[0038] In der Reaktion des dritten Schrittes zwischen den hydroxyfunktionellen Verbindungen und dem polyfunktionellen Isocyanat muss die Stöchiometrie so gewählt werden, dass ein Polyurethan entsteht, d.h., die Stoffmenge n(-NCO) der Isocyanatgruppen in dem polyfunktionellen Isocyanat muss mindestens 0,9 der Summe der Stoffmenge n(-OH) der Hydroxylgruppen in den hydroxyfunktionellen Verbindungen, die im dritten Schritt eingesetzt werden, betragen, mit anderen Worten, das Verhältnis n(-NCO)/n(-OH) ≥ 0,9 mol/mol, beträgt bevorzugt aber nicht mehr als 1,3 mol/mol. Bevorzugt beträgt das Verhältnis n(-NCO)/n(-OH) mindestens 1,05 mol/mol und besonders bevorzugt mindestens 1,1 mol/mol. Es ist aber auch ein Überschuss an Isocyanatgruppen notwendig, um einen Kettenverlängerungsschritt zuzufügen, wie dem Fachmann allgemein bekannt ist.

[0039] Das Gemisch B2 aus einer Polyurethandispersion B21 und einem wässerig dispergierten Alkydharz B22 wird durch Mischen einer wässerigen Polyurethandispersion B21 und einer wässerigen Dispersion von einem Alkydharz B22 erhalten.

[0040] Bevorzugt weist die wässerige Polyurethandispersion B21 eine Massefraktion an Feststoffen von 30% bis 65%, eine Hydroxylzahl von 20 mg/g bis 200 mg/g auf, was einer durchschnittlichen Hydroxyfunktionalität a) von mindestens 1,8 in den Polyurethanmolekülen, b) einer Massefraktion an -NH-CO-Gruppen (molare Masse = 43,02 g/mol) in dem Polyurethan von 5% bis 25%, c) einem spezifischen Gehalt an chemisch eingelagerten anionischen Gruppen in dem Polyurethan von 0 mmol/hg bis 200 mmol/hg und d) einer Massefraktion an Ethylenoxideinheiten (molare Masse = 44,05 g/mol) von 0% bis 25% in dem Polyurethan, die in terminale und/oder laterale Polyetherketten in dem Polyurethan eingelagert sind, entspricht, wobei entweder die Gruppen c) oder die Gruppen d) oder beide in dem Polyurethan in einer Menge, die ausreicht, um das Polyurethan stabil in Wasser dispergiert zu halten, chemisch gebunden sind. Bevorzugt wird eine als B1 beschriebene Polyurethandispersion verwendet.

[0041] Bevorzugt ist das wässerig dispergierte Alkydharz B22 wie in US 4 333 865 A1 beschrieben, speziell bevorzugt das aus US 6 489 398 B1, besonders bevorzugt das in Beispiel A3 der Letzteren beschriebene.

[0042] Die erfindungsgemässen Gemische aus mindestens einer Acrylharzdispersion A und einer zweiten Dispersion B, die mindestens eines von einer Polyurethandispersion B1, die in ihrem Polymer Komponenten, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, umfasst, und einem Gemisch B2 aus einer Polyurethandispersion B21 und einem wässerig dispergierten Alkydharz B22 ist, kann bevorzugt zur Formulierung von Beschichtungszusammensetzungen für Holz und andere poröse Materialien wie Papier, Pappe, Leder, Textilien und Beton, aber auch Kunststoff, Glas und Metalle verwendet werden.

[0043] Bevorzugt umfassen die Gemische Massefraktionen von 20% bis 70% von Acrylharzen A und 80% bis 30% des Polymers der zweiten Dispersion B, wobei die Massen immer die Masse des festen Harzes, das in der Dispersion vorliegt, sind. Im Falle von B1 beträgt die Massefraktion an Komponenten, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, in dem Polyurethan bevorzugt 12% bis 40%, besonders bevorzugt 15% bis 35% und am stärksten bevorzugt 20% bis 30%. Im Falle von B2 beträgt die Massefraktion des Alkydharzes in der Summe der Masse an Alkydharz und Polyurethanharz bevorzugt 30% bis 80%, besonders bevorzugt 40% bis 70% und am stärksten bevorzugt 50% bis 60%.

[0044] Die Gemische können wie sie sind auf Substrate aufgebracht werden, oder können mit Additiven wie Verlaufs- oder Egalisierungsadditiven, Entschäumern, Benetzungsmitteln sowie mit Farbstoffen oder Pigmenten gemischt werden. Die Zugabe von üblicherweise verwendeten Sikkativen, wie den auf Blei, Kobalt oder Mangan basierenden, gegebenenfalls in einem Gemisch mit Calcium-, Barium- oder Zirkoniumsalzen beschleunigt die Vernetzung durch Lufttrocknung.

[0045] Die erfindungsgemässen Gemische führen zu einer guten Holzpenetration, schnellem Trocknen, einer geringen Neigung zur Bildung von Wasserflecken und verringerter Schmutzaufnahme, wenn sie zur Beschichtung von Holz verwendet werden.

[0046] Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Gemische aus wässerigen Dispersionen von Acrylharzen A und wässerigen Dispersionen von dem zweiten Polymer B hergestellt wurden, wobei die bevorzugten Zusammensetzungen und Parameterbereiche, wie sie in den Unteransprüchen beansprucht sind, kombiniert worden sind.

Beispiele

Beispiel 1 Herstellung eines Acrylharzes

[0047] Ein Mischgefäss wurde mit 800 g deionisiertem Wasser beladen. Ein Gemisch aus 102 g eines Emulgators (Natriumsalz eines Fettalkoholethersulfats, Disponil® FES 32 P, Cognis GmbH), und eines Monomergemisches, umfassend 400 g Styrol, 400 g Methylmethacrylat, 900 g Butylacrylat, 270 g einer Lösung, umfassend 67,5 g 2-Ethyl(2-oxoimidazolidin-1-yl)methacrylat und 202,5 g Methylmethacrylat, und 30 g Acrylsäure, wurden zugegeben und unter Bildung einer homogenen Emulsion gerührt. Ein Reaktor wurde mit 1600 g deionisiertem Wasser und 12,2 g des oben genannten Emulgators beladen, die Inhalte wurden gut gerührt und unter einer Stickstoffdecke auf 80 °C erwärmt. Eine Initiatorlösung, umfassend 36 g Wasser und 4 g Ammoniumperoxodisulfat, wurde unter Rühren zugegeben, und dann wurde die Monomer-Voremulsion über fünf Stunden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde dann für eine weitere Stunde bei 80 °C gehalten und dann auf 60 °C abgekühlt. Die restlichen Monomere wurden durch Zugabe einer weiteren Initiatorlösung von 1,14 g tert.-Butylhydroperoxid und 6,68 g Wasser und einer Lösung von einem Reduktionsmittel (1 g des Natriumsalzes von Hydroxymethansulfinsäure mit 19 g Wasser) während einer 30-minütigen Nachreaktion verbraucht. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf 30 °C abgekühlt und durch Zugabe von 16 g einer 25%igen Lösung von Ammoniak in Wasser (25 g NH3in 100 g der Lösung) neutralisiert. Die resultierende Dispersion von Acrylharz hatte eine Viskosität (gemessen bei 23 °C und 100 s<-><1>) von 200 mPa · s, eine Massefraktion an Feststoffen von 44%, einen pH von 8,4 und ein Massenmittel der Teilchengrösse von 110 nm.

Beispiel 2 Herstellung eines oxidativ trocknenden Polyurethanharzes

[0048] 2.1 (Gepfropfte Fettsäuren) 71g Leinöl-Fettsäure wurden in einen Reaktor geladen und auf 140 °C erwärmt. Ein Monomergemisch, bestehend aus 55 g Isobutylmethacrylat, 10 g para-Methylstyrol und 35 g Methacrylsäure, zusammen mit 4 g Di-tert.-butylperoxid wurde kontinuierlich über acht Stunden zugegeben. Das Gemisch wurde danach bei 140 °C gehalten, bis eine Umwandlung in ein Polymer von mindestens 99% erreicht war, was durch die gemessene Massefraktion an Feststoffen bestätigt wurde. Schliesslich wurde das Reaktionsgemisch mit Xylol verdünnt. Die Lösung hatte eine Massefraktion an Feststoffen von 75% und eine Säurezahl von 203 mg/g.

[0049] 2.2 (Polyol) 270 g Pentaerythritol, 150 g Phthalsäureanhydrid und 1000 g Sojaöl-Fettsäure wurden in einen Reaktor geladen und auf 250 °C erwärmt. Das Gemisch wurde unter Veresterungsbedingungen gehalten, nämlich bei einer konstanten Temperatur von 250 °C unter Entfernung von Wasser durch azeotrope Destillation mit Xylol, bis eine Säurezahl von etwa 4 mg/g oder weniger erreicht war. Dann wurde der Reaktor auf etwa 170 °C heruntergekühlt, und 1000 g des gepfropften Fettsäuregemisches aus Beispiel 1 wurden in den Reaktor geladen. Das Gemisch wurde bis auf 205 °C erwärmt und bei dieser Temperatur gerührt, bis das Gemisch transparent war (etwa zwanzig Minuten). Das Reaktionsgemisch wurde dann auf 170 °C heruntergekühlt, und das restliche Xylol wurde durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, bis eine Massefraktion an Feststoffen von mindestens 99% erreicht war. Das Gemisch wurde unter Rühren bei 170 °C gehalten, bis die endgültige Säurezahl von 50 mg/g erreicht war, und dann heruntergekühlt. Die Hydroxylzahl dieses Polyols lag bei Wiederholung dieses Beispiels im Bereich von 36 mg/g bis 44 mg/g, mit einem Durchschnitt von 40 mg/g.

[0050] 2.3 (Polyurethan) 375 g des Polyols aus Beispiel 2.2 wurden zusammen mit 273 g Tetramethyl-meta-xylyloldi-isocyanat (TMXDI) in ein Gefäss geladen und auf 90 °C erwärmt. Das resultierende Reaktionsgemisch wurde bei dieser Temperatur gerührt, bis die Isocyanatkonzentration (Massefraktion an Isocyanatgruppen in dem Reaktionsgemisch) 1,5% betrug. Das Präpolymer wurde auf 80 °C abgekühlt, und 24,5 g Triethylamin wurden zugegeben. Nach fünfzehn Minuten Homogenisierung wurden 374 g warmes (40 °C) Wasser innerhalb von fünf Minuten zugegeben, und anschliessend wurde hierzu ein Gemisch aus 2,7 g Hydrazin und 47 g Wasser gegeben. Das Produkt wurde für zwei Stunden bei der resultierenden Temperatur gerührt, und danach war die Bildung einer Polyurethandispersion mit einer Massefraktion an Feststoffen von 48% beendet. Die Dispersion hatte eine Säurezahl von 45 mg/g, einen pH einer 10%igen Dispersion in Wasser von 8,8, eine massenmittlere Teilchengrösse von 130 nm und eine dynamische Viskosität von 900 mPa · s (gemessen bei 23 °C und einer Scherrate von 10 s<-><1>).

Beispiel 3 Gemisch aus Polyurethan und Alkydharz

[0051] 3.1 Synthese eines Polyurethans Ein Gemisch aus 132,8 g eines Polyesterdiols, hergestellt aus Phthalsäureanhydrid und Hexandiol mit einer Hydroxylzahl von 56 mg/g, 5,0 g eines einwertigen Polyetheralkohols mit einer Hydroxylzahl von 26,2 mg/g und hergestellt aus n-Butanol, und ein Gemisch aus 83 mol Ethylenoxid und 17 mol Propylenoxid, 13,4 g Neopentylglycol, 20,6 g 2,2-Dimethylolpropionsäure und 90 g N-Methylpyrrolidinon wurden unter Rühren auf 70 °C erwärmt. Diesem Gemisch wurden 127,6 g 4,4 ́-Dicyclohexylmethandiisocyanat zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde gerührt und bei 110 °C eine Stunde erwärmt, bis der theoretische Isocyanatgehalt erreicht war. Das Reaktionsgemisch wurde auf 70 °C abgekühlt, und 15,6 g Triethylamin wurden zugegeben. Nach dem Rühren für 15 Minuten bei 70 °C wurden 17,0 g Ethanolamin und 50 g N-Methylpyrrolidinon zugegeben. Nachdem das Reaktionsgemisch aufgrund der exothermen Reaktion 92 °C erreicht hatte, wurde das Gemisch auf 70 °C abgekühlt und gerührt, bis durch Infrarotspektroskopie keine freien NCO-Gruppen mehr nachzuweisen waren. Dann wurden 5,0 g des obigen einwertigen Polyetheralkohols in 50 g N-Methylpyrrolidon zugegeben, und das Reaktionsgemisch wurde dreissig Minuten gerührt. Dem Gemisch wurden 391,3 g destilliertes Wasser mit einer Temperatur von 50 °C zugegeben, und die resultierende Dispersion wurde eine Stunde gerührt. Es wurden die folgenden Daten festgestellt: ein pH von 9,3, eine Massefraktion an Feststoffen von 35%, eine durchschnittliche Hydroxyfunktionalität pro Molekül von 2 und eine Massefraktion an NH-CO-Gruppen von 13%.

[0052] 3.2 Synthese eines Urethan-modifizierten Alkydharzes 200 g der gepfropften Fettsäure aus Beispiel 2.1 wurden zusammen mit 67 g Trimethylolpropan und 140 g Sonnenblumenöl-Fettsäure in einen Reaktor geladen und auf 175 °C erwärmt. Das Gemisch wurde unter Veresterungsbedingungen bei einer konstanten Temperatur von 175 °C unter Entfernung von Wasser durch azeotrope Destillation mit Xylol gehalten, bis eine Säurezahl von etwa 65 mg/g erreicht war. Das gesamte Lösungsmittel wurde dann durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt. Innerhalb von dreissig Minuten wurden 55 g Toluylendiisocyanat bei 70 °C zugegeben, wobei die Temperatur aufgrund der exothermen Reaktion langsam auf 100 °C stieg. Bei dieser Temperatur wurde die Reaktion fortgesetzt, bis ein Staudinger-Index von 8,5 cm<3>/g erreicht war. Nach Bedarf wurde bei einer Wiederholung dieses Experiments weiteres Diisocyanat zugegeben, wobei Sorge getragen wurde, dass kein restliches freies Isocyanat zurückblieb, nachdem der gewünschte Wert für den Staudinger-Index erreicht war. Dann wurde das feste Harz durch Zugabe von 610 ml Wasser und 15 g einer wässerigen 25%igen Ammoniaklösung emulgiert, was eine wässerige Emulsion des Bindemittels mit einer Massefraktion an Feststoffen von 40%, einer dynamischen Viskosität, gemessen bei 23 °C und einer Scherrate von 10<s><-><1>von 3500 mPa · s, einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 120 nm, einer Säurezahl von 52 mg/g und einem pH von 8,8, gemessen bei 10% in Wasser, ergab.

[0053] 3.3 Herstellung eines Gemisches aus Polyurethan und Alkydharz 445 g der Polyurethandispersion aus Beispiel 3.1 und 555 g der Urethan-modifizierten Alkydharzdispersion aus Beispiel 3.2 wurden dreissig Minuten in einem Harzkessel gerührt. Es wurde eine homogene Dispersion erhalten.

Beispiel 4 Anwendungstest

[0054] 4.1 Gemisch aus der Polyurethandispersion aus Beispiel 2 und der Acrylharzdispersion aus Beispiel 1 300 g der Acrylharzdispersion aus Beispiel 1 und 700 g der Polyurethandispersion aus Beispiel 2 wurden unter Rühren in einem Harzkessel gemischt, bis eine homogene Dispersion erhalten wurde.

[0055] 4.2 Gemisch aus der Polyurethan/Alkydharzdispersion aus Beispiel 3 und der Acrylharzdispersion aus Beispiel 1 300 g der Acrylharzdispersion aus Beispiel 1 und 700 g der gemischten Polyurethan/Alkydharzdispersion aus Beispiel 3 wurden unter Rühren in einem Harzkessel gemischt, bis eine homogene Dispersion erhalten wurde.

[0056] 4.3 Acryl-modifizierte Alkydharzdispersion (Vergleich) Es wurde eine Alkydharzdispersion gemäss Beispiel 1.3 hergestellt, Harzdispersion B1 aus US 5 698 625.

[0057] 4.4 Ergebnisse des Anwendungstests Die Dispersionen gemäss den Beispielen 4.1, 4.2 und 4.3 (Vergleich) wurden durch Zugabe zu jeweils 56 g jeder Dispersion von 1,8 g eines roten Pigments (Pigment Rot 101), 1,7 g eines gelben Pigments (Pigment Gelb 42), 0,04 g eines schwarzen Pigments (Pigment Schwarz 7/77266) und 38 g Wasser zu Lacken P1, P2 und P3 formuliert. Im Falle der Lacke P1 und P2 wurden 0,6 g eines in Wasser emulgierbaren Kombinations-Trockenstoffes, frei von Nonylphenolethoxylat umfassenden organischen Salzen von Kobalt, Lithium und Zirkonium, zugegeben, und 0,9 g des Trockenstoffes wurden dem Lack 4.3 zugegeben.

[0058] Diese Lacke wurden in zwei Schichten unter Trocknen (7 Tage) nach jeder Auftragung auf druckbehandelte Kiefer mit einer Restfeuchte von weniger als oder gleich einer Massefraktion an Wasser von 5% aufgebracht. Die erste Schicht wurde mit einer Nassfilmdicke von 107 µm (380 sq ft/gal) aufgebracht, 7 Tage getrocknet, und dann wurde die zweite Schicht mit einer Nassfilmdicke von 73 µm (560 sq ft/gal) aufgebracht und erneut 7 Tage getrocknet.

[0059] Die chemische Beständigkeit gegen Essig und Haushaltsbleichmittel war in allen Fällen auf einmal beschichteter Kiefer (7 Tage Trocknung) o.k. Die Trocknungszeit wurde als die Zeit bestimmt, wenn nach dem Abtupfen der Beschichtung keine Farbe zu dieser spezifizierten Zeit entfernt wurde:

[0060]

[0061] Die Klebrigkeit wurde nach der folgenden Liste beurteilt: 0: klebrig; 1: starke Klebrigkeit; 2: Klebrigkeit; 3: mässige Klebrigkeit; 4: sehr mässige Klebrigkeit; 5: keine Klebrigkeit

[0062] Zusätzlich zu dem schnellen Trocknungsverhalten, das im Vergleich zu P3 in beiden erfindungsgemässen Lacken P1 und P2 festgestellt wurde, wurde eine signifikante und unerwartete Verbesserung des Schmutzaufnahmeverhaltens festgestellt, wo jeweils zwei Schichten der Lacke P1, P2 und P3 auf druckbehandelte Kiefer aufgebracht wurden, wobei jede Schicht für 7 Tage getrocknet wurde. Die beschichteten Platten wurden dann auf 104 °F (40 °C) vorerwärmt, und eine rote Eisenoxidschlämme wurde mit einer Nassfilmdicke von 73 µm (560 sq ft/gal) aufgebracht und vier Stunden stehengelassen, wonach die Schlämme mit Wasser und einer Bürste abgewaschen und die Oberfläche visuell beurteilt wurde (5: keine Schädigung; 4: sehr mässige Schädigung; 3: mässige Schädigung; 2: Schädigung und mässige Verfärbung; 1: Schädigung und starke Verfärbung; 0: starke Schädigung). Lack P1 hatte eine Bewertung von 4 bis 5, Lack P2 hatte eine Bewertung von 3, und Lack P3 (Vergleich) hatte eine Bewertung von 2.

[0063] Diese Daten bestätigen, dass die erfindungsgemässen Bindemittelgemische überaus zufriedenstellende und unerwartete Ergebnisse, insbesondere hinsichtlich ihrer Verwendung als Deck-Beize, zeigen.

Claims (13)

1. Gemische aus mindestens einer Acrylharzdispersion A und einer zweiten Dispersion B, die mindestens eines von einer Polyurethandispersion B1 und einem Gemisch B2 aus Dispersionen ist, wobei die Polyurethandispersion B1 in ihrem Polymer Komponenten, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, umfasst und wobei das Gemisch B2 aus Dispersionen eine Polyurethandispersion B21 und ein wässerig dispergiertes Alkydharz B22 umfasst.

2. Gemische nach Anspruch 1, wobei die Gemische Massefraktionen von 20% bis 70% Acrylharzen A und 80% bis 30% des Polymers der zweiten Dispersion B umfassen, wobei die Massen immer die Masse des festen Harzes, das in der Dispersion vorliegt, sind.

3. Gemische nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polymer der zweiten Dispersion B eine Polyurethandispersion B1 ist, die eine Massefraktion an Komponenten, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, in dem Polyurethan von 12% bis 40% umfasst.

4. Gemische nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polymer der zweiten Dispersion B ein Gemisch B2 aus einer Polyurethandispersion B21 und einem wässerig dispergierten Alkydharz B22 ist und wobei die Massefraktion des Alkydharzes in der Summe der Masse an Alkydharz und Polyurethanharz 30% bis 80% beträgt.

5. Gemische nach Anspruch 4, wobei das wässerig dispergierte Alkydharz B22 Komponenten, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, umfasst und wobei die Massefraktion an Komponenten, abgeleitet von gepfropften Fettsäuren, in dem Gemisch B2 12% bis 40% beträgt.

6. Gemische nach Anspruch 1, wobei die Acrylharzdispersion A eine Mindest-Filmbildungstemperatur von weniger als 35 °C, was einer Glasübergangstemperatur von bis zu 30 °C entspricht, eine Hydroxylzahl von 0 mg/g bis 50 mg/g und eine Säurezahl von 2 mg/g bis 25 mg/g aufweist, hergestellt durch Emulsions-Copolymerisation von mindestens zwei olefinisch ungesättigten Monomeren A1 und A2.

7. Gemische nach Anspruch 6, wobei die Monomere A1 ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus olefinisch ungesättigten Monomeren Al, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend – aus Estern A11 olefinisch ungesättigter Carbonsäuren mit Monohydroxyverbindungen wie aliphatischen, linearen, verzweigten oder cyclischen Alkoholen, – aus olefinisch ungesättigten aromatischen Verbindungen A12 mit mindestens einem olefinisch ungesättigten aliphatischen Substituenten an einem aromatischen Rest, abgeleitet von gegebenenfalls substituierten aromatischen Verbindungen durch Entfernen eines an einen aromatischen Ring gebundenen Wasserstoffatoms, – aus olefinisch ungesättigten Estern A13 eines ungesättigten aliphatischen Alkohols und einer gesättigten aliphatischen Carbonsäure, – aus Ethern A14 der Formel R<1>-O-R<2>, wobei sowohl R<1>als auch R<2>lineare oder verzweigte aliphatische Reste mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen sind, und mindestens einer von R<1>und R<2>olefinisch ungesättigt ist, wobei in diesem Fall die Anzahl an Kohlenstoffatomen mindestens zwei beträgt, – aus ungesättigten aliphatischen Ketonen A15 der Formel R<3>-CO-R<4>, wobei sowohl R<3>als auch R<4>lineare oder verzweigte oder cyclische aliphatische Reste mit ein bis zwanzig Kohlenstoffatomen sind und mindestens einer von R<3>und R<4>olefinisch ungesättigt ist, wobei in diesem Fall die Anzahl an Kohlenstoffatomen mindestens zwei beträgt, und – aus ungesättigten aliphatischen Halogeniden und Nitrilen A16 der Formel R<5>-X, wobei X F, Cl, Br, I oder CN ist und R<5>ein ungesättigter aliphatischer Rest mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffatomen ist, wobei es ebenso möglich ist, dass mehr als ein Wasserstoffatom der olefinisch ungesättigten aliphatischen Verbindung R<5>-H durch Atome oder Gruppen X substituiert ist.

8. Gemische nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Monomere A2, ausser dass sie olefinisch ungesättigt sind, zusätzliche Funktionalitäten haben, wobei die Funktionalitäten ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Säure, Hydroxyl und Säureamid, wobei die Säurefunktionalitäten Carbonsäure -COOH, Sulfonsäure -SO2OH, Schwefelsäure -O-SO2OH, Phosphonsäure -PO(OH)2, Phosphorsäure -O-PO(OH)2sein können und die Säureamidfunktionalitäten die der entsprechenden Amide sein können.

9. Gemische nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wässerige Polyurethandispersion B1 in ihrem Polymer eine Komponente, abgeleitet von einem polyfunktionellen Isocyanat, eine Komponente, abgeleitet von mindestens einem mehrwertigen Alkohol mit mindestens zwei Hydroxylgruppen, eine Komponente, abgeleitet von mindestens einer Fettsäure, und eine Komponente umfasst, abgeleitet von einer hydroxyfunktionellen Verbindung, hergestellt aus einer gepfropften Fettsäure, die wiederum aus einer Fettsäure mit mindestens einer olefinischen Ungesättigtheit hergestellt und mit einem Gemisch aus olefinisch ungesättigten Monomeren gepfropft wurde, wobei das Gemisch mindestens ein säurefunktionelles olefinisch ungesättigtes Monomer umfasst, wobei die gepfropfte Fettsäure durchschnittlich mindestens 1,1 Säuregruppen pro Molekül aufweist.

10. Gemische nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in dem Gemisch B2 aus einer Polyurethandispersion B21 und einem wässerig dispergierten Alkydharz B22 die wässerige Polyurethandispersion B21 eine Massefraktion an Feststoffen von 30% bis 65%, eine Hydroxylzahl von 20 mg/g bis 200 mg/g aufweist, was einer durchschnittlichen Hydroxyfunktionalität a) von mindestens 1,8 in den Polyurethanmolekülen, b) einer Massefraktion an -NH-CO-Gruppen, berechnet mit einer molaren Masse von 43,02 g/mol, in dem Polyurethan von 5% bis 25%, c) einem spezifischen Gehalt an chemisch eingelagerten anionischen Gruppen in dem Polyurethan von 0 mmol/hg bis 200 mmol/hg und d) einer Massefraktion an Ethylenoxideinheiten, berechnet mit einer molaren Masse von 44,05 g/mol, von 0% bis 25% in dem Polyurethan, die in terminale und/oder laterale Polyetherketten in dem Polyurethan eingelagert sind, entspricht, wobei entweder die Gruppen c) oder die Gruppen d) oder beide in dem Polyurethan in einer Menge, die ausreicht, um das Polyurethan stabil in Wasser dispergiert zu halten, chemisch gebunden sind.

11. Gemische nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zusätzlich ein Sikkativ umfassen.

12. Verwendung der Gemische nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung durch Mischen eines Sikkativs und mindestens einem von Pigmenten, Entschäumern, Egalisierungsmitteln, Absetzverhütungsmitteln, Hautverhütungsmitteln und Verlaufskontrollmitteln, und Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Holz, Leder, Papier, Pappe, Beton und Putz.

13. Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus mindestens einer Acrylharzdispersion A und einer zweiten Dispersion B gemäss Anspruch 1, umfassend den Schritt des Mischens dieser Dispersionen.