DE1519178C - Dispersionsanstnchmittel - Google Patents

Description

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weise besteht das durch Xanthomonas campestris saccharids erforderlich. Es ist gefunden worden, daß

(NRRL B-1459) erzeugte Polysaccharid aus D-Man- so wenig wie 0,01 °/₀ des Polysaccharids, bezogen auf

nose, D-Glucose, D-Glucoronsäure (als Kaliumsalz) · das Gewicht der Masse, eine merkbare Verdickung

und Acetyl in dem annähernd molaren Verhältnis von der wäßrigen Dispersionen herbeiführt und daß

•2:1:1:1; das Polysaccharid, das durch Arthrobacter 5 Konzentrationen von annähernd 2% oder mehr,

sp. (NRRL B-1973) erzeugt ist, besteht aus D-Galac- bezogen auf das Gewicht der Masse, ohne nachteilige

tose, D-Glucose, Mannuronsäure (als Maliumsalz) und Beeinflussung der Fließ- und Egalisiereigenschaften

Acetyl in dem annähernd molaren Verhältnis von der Massen oder der Wasserfestigkeit oder anderer

0,75:0,75:1:1; und das Polysaccharid, das durch physikalischer Eigenschaften von aus ihnen herge-

Gryptococcus laurentii var. flavescens (NRRL Y-1401) io stellten Filmen angewendet werden können. Obgleich

erzeugt ist, besteht aus D-Mannose, D-Xylose, D-Glur die Menge an Polysaccharid, die bei den Oberflächen-

curönsäure (als Kaliumsalz) und Acetyl in dem an- Überzugsmassen verwendet wird, von solchen Fak-

nähernd molaren Verhältnis von 4:1:1:1,5. Diese toren, wie der Viskosität der wäßrigen Dispersion

Polysaccharide können auf annähernd 90°C, Vorzugs- und dem Grad der in dem Produkt erwünschten

weise in Gegenwart einer geringen Menge von Kalium- 15 Verdickung abhängt, wird in den meisten Fällen etwa

chlorid, erhitzt oder durch Behandlung mit verdünn- 0,1 bis 1 % Polysaccharid, bezogen auf das Gewicht

tem Alkali von Acetyl befreit (desacetyliert) werden, des wäßrigen Dispersionsanstrichmittels, angewendet,

um modifizierte Polysaccharide zu bilden, die auch , Zusätzlich zu dem wasserunlöslichen harzartigen

als Verdickungsmittel bei den Massen gemäß der Er- Bindemittel und dem Verdickungsmittel können die

findung verwendet werden können. so wäßrigen Dispersionsanstrichmittel verschiedene Hilfs-

Der Ausdruck »Polysaecharid B-1459« wird hier stoffe, wie anionische, kationische und nicht ionische

benutzt, um das Polysaccharid zu bezeichnen, das Emulgiermittel, Dispergiermittel, Plastifizierungsmittel,

durch die Fermentation von Glucose durch Xantho- Pigmente, Streckmittel, Farbstoffe, Entschäumer, Bak-

monas campestris (NRRL B-1459) erzeugt ist, wäh- terizide und/oder Fungizide, Riechstoffe einschließlich

rend der Ausdruck »Polysaccharid B-1973«, das durch 25 neutralisierende und überdeckende Mittel, andere

die Fermentation von Glucose durch Arthrobacter sp. harzartige Materialien, wie Alkydharze, trocknende

(NRRL B-1973) erzeugte Polysaccharid bezeichnet Öle, natürliche Harze und Korrosionsinhibitoren ent-

und der Ausdruck »Polysaccharid Y-1401« das Poly- halten. Diese Materialien können in den für diese

saccharid bezeichnet, das durch die Fermentation von Zwecke gewöhnlich benutzten Mengen vorhanden

Glucose durch Cryptococcus laurentii var. flavescens 30 sein.

(NRRL Y-1401) erzeugt ist. Das als Verdickungsmittel verwendete Polysaccharid Diese Dispersionen, die zur Bildung der als Ober- kann der Dispersion nach irgendeiner zweckmäßigen flächenüberzüge brauchbaren Massen durch den Arbeitsweise einverleibt werden. Beispielsweise kann Zusatz der Polysaccharide verdickt werden können, es mit Pigmenten, Streckmitteln, Dispergierungssind wäßrige Dispersionen, die ein harzartiges Binde- 35 mitteln und anderen Zusatzstoffen zur Bildung einer mittel enthalten, das aus einem wasserunlöslichen, Pigmentphase vereinigt werden, die dann mit Wasser synthetischen, linearen Additionspolymerisat besteht. und der wäßrigen Dispersion des harzartigen Binde-Soiche Dispersionen werden gewöhnlich durch die mittels zur Bildung eines verdickten Dispersions-Emulsionspolymerisation von polymerisierbaren Ma- anstrichmittel gemischt wird. Gegebenenfalls kann es teriälien hergestellt, insbesondere von monoäthylenisch 40 einer wäßrigen Dispersion, die das harzartige Bindeurigesättigten Verbindungen, obwohl Butadien, Chlor- mittel, Pigment und Zusatzstoffe enthält, zugesetzt butadien und Isopren in gewissem Umfang zur An- werden. Polysaccharid kann als solches den Komwendung gelangen können. Beispiele der polymeren ponenten des Dispersionsanstrichmittels zugegeben Materialien, die als harzartige Bindemittel bei den werden. Es wird jedoch vorzugsweise in Form einer wäßrigen Dispersionen Verwendung finden können, 45 wäßrigen Lösung, die etwa 0,1 bis 3 Gewichtsprozent sind · Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral Polyvinyl- des Polysaccharids enthält, zugegeben,
chlorid, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Vinyl- Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beichlorid, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Acryl- spielen näher erläutert,
nitrile Mischpolymerisate von Vinylchlorid mit Acryl- ρ ' ' 1 1
iiitril, Mischpolymerisate von Vinylchlorid mit Viny- 5° e 1 s ρ 1 e

lidenchlorid, Polyäthylen, Polyisobutylen, Polystyrol, Ein Acrylemulsionsanstrichmittel wurde dadurch

^;Mischpolymerisate von Styrol mit Butadien, Misch- hergestellt, daß man die folgenden Materialien in

polymerisate von Acrylnitril mit Butadien, Misch- einem Pony-Mischer mischte:
polymerisate von Methacrylsäureester von Alkoholen

mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen mit Vinylacetat, 55 Wasser 214,0

Vinylchlorid, Acrylnitril oder Styrol; Mischpoly- Anionisches Dispergiermittel (25%ige
merisate von Acrylsäureestern von Alkoholen mit wäßrige Lösung eines Natrium-1 bis 8 Kohlenstoffatomen mit Vinylacetat, Vinyl- salzes einer polymeren Carbonchlorid, Acrylnitril oder Styrol, Mischpolymerisate säure) '. 3,0

der vorstehend genannten Acrylsäureester der vor- 60- 10%ige wäßrige Lösung von Polystehend genannten Methacrylsäureester und Acryl- acrylsäure 17,5

säure und Mischpolymerisate von Styrol mit Malein- Phenylquecksilberacetat 9,0

Säureanhydrid. Im allgemeinen enthält die zu ver- Entschäumer 4,5

dickende Polymerisatdispersion 10 bis 60 Gewichts- Talkum 31,0

prozent eines oder mehrerer der vorgenannten Poly-' 65 Titandioxyd (Anatas) 50,0

merisate. Titandioxyd (Rutil) 125,0

Bei den Dispersionsanstrichmitteln gemäß der Er- Calciumcarbonat 267,0

findung ist nur eine geringe Konzentration des Poly- 28°/_oiges Ammoniak .... 1,0

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Wäßrige Dispersion mit einem Gehalt dasjenige gemäß Beispiel 4 mit der Abänderung hatte,

von 43 Gewichtsprozent des Am- daß 330 kg einer 2%igeri wäßrigen Lösung von PoIy-

moniumsalzes eines Mischpolymeri- · saccharid Y-1401 als Verdickungsmittel angewendet)'

sats von etwa 66 Gewichtsprozent wurden. Das sich ergebende verdickte Anstrichmittel/

Äthylacrylat, 32,5 Gewichtsprozent .5 hatte gute Fließ- und Egalisiereigenschaften, wenn esi

Methylmethacrylat und 1,5 Ge- mittels einer Bürste oder Walze aufgebracht wurde. ' wichtsprozent Acrylsäure mit einem

Gehalt von etwa 3 Gewichtspro-- B e i s ρ i e 1 7 zent tert. Octylphenoxypolyäthoxy-

äthanol 361,0 10 Es wurde ein, Polyvinylacetatemulsionsanstrich-

2°/₀ige wäßrige Lösung von Poly- mittel hergestellt, das die gleiche Zusammensetzung

saccharid B-1459 54,0 wie dasjenige gemäß Beispiel 4 mit der Abänderung

Das sich ergebende verdickte Anstrichmittel hatte hatte, daß 10 kg Polysaccharid B-1459 als Verausgezeichnete Fließ- und Egalisiereigenschaften, wenn dickungsmittel verwendet wurden. Das sich ergebende es mit einer Bürste oder Walze aufgetragen wurde. 15 verdickte Anstrichmittel hatte ausgezeichnete Fließ-. . und Egalisiereigenschaften, wenn es mittels einer Bürste Beispiel2 _O(j_er Walze aufgetragen wurde.

Ein Acrylemulsionsanstrichmittel wurde hergestellt,

welches die gleiche Zusammensetzung wie dasjenige B e i s ρ i e 1 8 gemäß Beispiel 1 mit der Abänderung hatte, daß 20

71,7 kg einer 2%igen wäßrigen Lösung von Poly- Ein Polyvinylacetatemulsionsanstrichmittel wurde

saccharid B-1973 als Verdickungsmittel verwendet hergestellt, das die gleiche Zusammensetzung wie

wurden. Das sich ergebende verdickte Anstrichmittel dasjenige von Beispiel 4 mit der Abänderung hatte,

hatte ausgezeichnete Fließ- und Egalisiereigenschaften, daß 8 kg Polysaccharid B-1973 als Verdickungsmittel

wenn es mittels einer Bürste oder Walze aufgetragen 25 verwendet wurden. Das sich ergebende verdickte

wurde. Anstrichmittel hatte gute Fließ- und Egalisiereigen-

r> ■· · 1 -j ' schäften, wenn es mittels einer Bürste oder Walze

^Beispie13 . aufgetragen wurde.

Ein Acrylemulsionsanstrichmittel wurde hergestellt, . · ·

das die gleiche Zusammensetzung wie im Beispiel 1 30 ■' 'Beispiel 9 mit der Abänderung hatte, daß 92 kg einer l,5%ig^en

wäßrigen Lösung von Polysaccharid Y-1401 als Ver- Ein Polyvinylacetatemulsionsanstrichmittel wurde

dickungsmittel benutzt wurden. Das sich ergebende hergestellt, das die gleiche Zusammensetzung wie

Anstrichmittel hatte ausgezeichnete Fließ- und Egali- dasjenige von Beispiel 4 mit der Abänderung hatte,

siereigenschaften. 35 daß 20 kg Polysaccharid Y-1301 las Verdickungsmittel

verwendet wurden. Das sich ergebende verdickte An-

Beispiel4 Strichmittel hatte gute Fließ- und Egalisiereigenschaf-

Es wurde ein Polyvinylacetatemulsionsanstrichmittel ten, wenn es mittels einer Bürste oder Walze aufge-

dadurch hergestellt, daß man die folgenden Materialien tragen wurde.

in einem Pony-Mischer zusammenmischte. . 40 Die Überzugsmassen gemäß der Erfindung können

ΤΛΤ 270 auf irgendeine geeignete Unterlage auf gebracht werden,

_F ,· " '' V""' V \ ο gleichgültig, ob diese zuvor angestrichen worden ist

SSSaT ''' 220 ^{oder nicht}> gleichgültig ob, sie porös oder nicht porös

litandioxyd (Rutil) 220 . _{g lfa Unterlagen} umfassen Holz, Gips, Stein,

Calciummetasilicat 135 ,, .,,.. , _A i. * * j 1 * · ο 1!· j 1

π 45 Zementblocke, Asbestzementprodukte, wie Schindeln,

■^b„p ... * t> 1 · 1 Zur Bestimmung der Verdickungswirkung wurden

von 55 Gewichtsprozent Polyvinyl- _Λτ , · , , ^& ., _XT ^ · 1 · ^jni

. . ^F / ^J ₃₅₀ Vergleichsversuche zwischen Natriumalgmat und PoIy-

00/ ·_ηα ,,,Vr U τ- -όήΰ, saccharid B-1459 in Anstrichmassen ausgeführt.

Ä»Ä?lS0 ^{S y}' S1 so- Die Versuchsbedingungen und die Versuchsergeb-

nisse sind nachfolgend zusammengestellt.

Das sich ergebende verdickte Anstrichmittel hatte Anstriche mit den folgenden Zusammensetzungen

ausgezeichnete Fließ- und Egalisiereigenschaften, wenn ■ wurden nach Standard-Laboratoriumsverfahren her-

es mittels einer Bürste oder Walze aufgetragen wurde. gestellt :

Beispiel5' 1. Acryllatex-Anstrich

Ein Polyvinylacetatemulsionsanstrichmittel wurde a) Pigmentmahlung

hergestellt, das die gleiche Zusammensetzung wie .

diejenige gemäß Beispiel 4 mit der Abänderung hatte, Wasser 804,0 >

daß 184 kg einer l°/<,ig^en wäßrigen Lösung von Poly- 60 Antischaummittel 10,2

saccharid B-1973 als Verdickungsmittel angewendet Anionisches Dispergiermittel (25 °/o ^m

wurden. Das sich ergebende verdickte Anstrichmittel ■ Wasser) 13,6

hatte gute Fließ- und Egalisiereigenschaften, wenn es Talk 140,0

mittels einer Bürste oder Walze aufgetragen wurde. Titandioxyd (Anatas) 226,0

. _, . . , , 6₅. Titandioxyd (Rutil) 566,0

.^BeisP^ieI6 Ammoniak (28%) 13,6

Ein Polyvinylacetatemulsionsanstrichmittel wurde Calciumcarbonat 1210,0

hergestellt, welches die gleiche Zusammensetzung wie Verdickungsmittel variiert ;

b) Verdünnung

Wasser .,'.' 211,0

Antischaummittel 10,2

Äthylenglykol 67,9

Phenylquecksilberacetat-Lösung

(30%Phenylquecksilberacetat) ... 40,7

Acrylharzlatex 1635,0

Gesamtgewicht des Anstriches (ausschließlich Verdickungsmittel) 4948,2

2. Butadien-Styroljatex-Anstrich

a) Pigmentmahlung

Wasser 764,0

Ammoniak (28 %) 4,5

Antischaummittel 3,4

Titandioxyd (Rutil) 907,2

Calciumcarbonat 907,2

Tetrakaliumpyrophosphat 6,8

Verdickungsmittel variiert

b) Verdünnung

Wasser 448,0

Antischaummittel 3,4

Phenylquecksilberacetat-Lösung

(30%Phenylquecksilberacetat) ... 18,1

Butadien-Styrolharzlatex 1635,0

Gesamtgewicht des Anstriches (ausschließlich Verdickungsmittel) 4697,6

Die zwei Verdickungsmittel Polysaccharid B 1459 :tind Natriumalginat wurden jeweils in Konzentrationen von 0,25 und 0,40 %» bezogen auf Gesamtgewicht des Anstriches, untersucht. Die Verdickungsmittel wurden in den Anstrich als l,5%ige wäßrige Lösung einverleibt, wobei ein Teil des bei den Anstrichansätzen angegebenen Wassers zur Herstellung der Lösungen verwendet wurde. Mit den Anstrichen wurden Viskositätsmessungen unter Anwendung des Brookfield-Viskosimeters bei einer Spindelgeschwindigkeit von 6 Umdr./Min. vorgenommen. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

1. Acryllatexanstrich.

Verdickungsmittel

Ohne 3 700

Polysaccharid B 1459, 0,25% ...... 20 900

Natriumalginat, 0,25% 18 300

Polysaccharid B 1459, 0,40% 33 500

Natriumalginat, 0,40% 25 900

2. Butadien-Styrollatexanstrich Verdickungsmittel

Ohne 100

Polysaccharid B 1459, 0,25% 4 020

Natriumalginat, 0,25 % 3 320

*5 Polysaccharid B 1459, 0,40% 11200

Natriumalginat, 0,40% ;.. 8 600

Es ergibt sich, daß Polysaccharid B 1459 ein weit wirksameres Verdickungsmittel als Natriumalginat ist, wenn es in gleichen Gewichtskonzentrationen eingesetzt wird. Es wurden Viskositätsanstiege im Bereich von 12 bis zu 30% festgestellt.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Polysaccharide sind demnach bedeutend wirksamer als das Vergleichsverdickungsmittel bei Latexanstrichen.

Claims (2)

1 2 zu Dispersionsanstrichmitteln, die allen Anforderun- Patentansprüche: gen, die an diese gestellt werden, gerecht werden. ; Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von

1. Dispersionsanstrichmittel auf der Basis einer verbesserten Dispersionsanstrichmitteln, die nicht die wäßrigen Dispersion mit einem Gehalt von 10 bis 5 Nachteile der bekannten ,Mittel zeigen und die sich 60 Gewichtsprozent eines wasserunlöslichen, linea- durch ausgezeichnete physikalische Eigenschaften ausren Additionspolymerisatmaterials, das durch zeichnen.

Vinylpolymerisation von monoäthylenisch unge- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gesättigten Molekülen erhalten worden ist, und löst, daß das Dispersionsanstrichmittel als Vereinem Polysaccharid-Verdickungsmittel, da- io dickungsmittel etwa 0,01 bis 2°/₀, bezogen auf das durch gekennzeichnet, daß es als Gewicht der Masse, eines Polysaccharids von hohem Verdickungsmittel etwa 0,01 bis 2 %, bezogen Molekulargewicht enthält, das durch die Fermentation auf das Gewicht der Masse, eines Polysaccharids von Kohlehydrat durch Organismen, bestehend aus von hohem Molekulargewicht enthält, das durch Bakterien der Gattung Xanthomonas, Bakterien der die Fermentation von Kohlehydrat durch Orga- 15 Gattung Arthrobacter oder Hefepilzen der Gattung nismen, bestehend aus Bakterien der Gattung Cryptococcus, erhalten worden ist.
Xanthomonas, Bakterien der Gattung Arthro- Die als Verdickungsmittel verwendeten Polysacchabacter oder Hefepilzen der Gattung Cryptococcus, ride werden durch Hitze oder durch die Gegenwart erhalten worden ist. von Elektrolyten nicht beeinträchtigt, und sie haben

2. Dispersionsanstrichmittel nach Anspruch 1, 20 keine nachteilige Wirkung auf die physikalischen dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Ma- Eigenschaften von aus den verdickten Anstrichmitteln terial aus dem Ammoniumsalz eines Mischpoly- hergestellten Filmen. ._;r7% merisats von annähernd 66 Gewichtsprozent Äthyl- Die Dispersionsanstrichmittel gemäß der Erfindung ^-y acrylat, 32,5 Gewichtsprozent Methylmethacrylat zeichnen sich durch ausgezeichnete Fließeigenschaften,

und 1,5 Gewichtsprozent Acrylsäure besteht. 25 Egalitätseigenschaften und hohe Wasserfestigkeit aus.

Die bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendeten Polysaccgaride sind Fermentationspro-

dukte, die durch die Wirkung von gewissen Bakterien

und Hefen auf Kohlehydrate erzeugt werden. Die 30 Organismen, welche diese Polysaccharide erzeugen,

Die Erfindung betrifft Dispersionsanstrichmittel umfassen Bakterien der Gattung Xanthomonas,

auf der Basis einer wäßrigen Dispersion mit einem Bakterien der Gattung Arthrobacter und Hefepilze

Gehalt von 10 bis 60 Gewichtsprozent eines wasser- der Gattung Cryptococcus, Xanthomonas Campestris

unlöslichen, linearen Additionspolymerisatmaterials, (besonders der als NPvRL B-1459 bezeichnete Stamm,

das durch Vinylpolymerisation von monoäthylenisch 35 Northern Regional Laboratory Classification), Arthro-

ungesättigten Molekülen erhalten worden ist, und bacter sp. (NRR- B-1973) und Cryptococcus laurentii

einem Polysaccharid-Verdickungsmittel. var. flavescens (NRRL Y-1401) sind die bevorzugten

Wäßrige Dispersionen von unlöslichem, linearem Arten, da sie Polysaccharide erzeugen, welche wäßrige Additionspolymerisatmaterial werden für Dispersions- Lösungen bilden, die außergewöhnlich wärmestabil anstrichmittel verwendet, weil die von ihnen gebildeten 4° sind und in Gegenwart von Elektrolyten nicht weniger Filme gute physikalische Eigenschaften und eine viskos werden. Es kann eine Vielzahl von Kohlegeringe Lösungsmitteltoxizität aufweisen, kaum ent- hydraten mittels dieser Organismen zur Erzeugung flammbar sind und auf feuchte Oberflächen aufge- der Polysaccharide fermentiert werden. Diese schließen bracht werden können. Sie werden gewöhnlich ver- Glucose, Fructose, Sucrose, Maltose, Lactose oder dickt, um die Koagulation oder Ausflockung der 45 Galactose ein.

dispergierten Polymerteilchen zu unterbinden· und Wie in den Veröffentlichungen CA-N-9 (September

ferner, um ihre Viskosität so einzustellen, daß sie für 1959), CA-N-14 (April 1961) und CA-N-21 (Mai 1962)

die verschiedenen Anwendungs- oder Aufbringungs- der Northern Utilization and Research Division des

verfahren geeignet sind. ... U. S. Department of Agriculture, Agricultural Research

Die bisher verwendeten Verdickungsmittel führen 50 Service, beschrieben ist, können Polysaccharide durch

jedoch nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Gesamtkulturfermentierung mit den vorgenannten

Manche Verdickungsmittel, wie Methylcellulose, Hy- Organismen unter aeroben Bedingungen während

droxyäthylcellulose und behandelte Bentonite führen 4 bis 5 Tagen bei 25 bis 28° C in einem Medium, das

zu Dispersionsanstrichmitteln mit ungenügenden Fließ- 2 bis 6% Glucose, organische Stickstoff quellen, zwei-

eigenschaften und Egalitätseigenschaften. Andere wie 55 basisches Kaliumphosphat und Spurenelemente ent-

Casein und Alginate setzen die Wasserfestigkeit der hält, erhalten werden. Die Fermentationsmischung

Überzugsmassen herab und beeinträchtigen die physi- wird dann zur Zellenentfernung zentrifugiert. Die

kaiischen Eigenschaften. ... Polysaccharide werden aus der überstehenden Flüssig-

Alginate sind ferner gegenüber Metall- und Erd- keit durch Methanol in Gegenwart eines Elektrolyten,

alkaliionen empfindlich, z. B. bewirken Erdalkaliionen 60 wie Kaliumchlorid, gefällt, dann wieder gefällt und

eine Ausfällung der Alginate, so daß sie als Ver- anschließend durch Behandlung mit Methanol dehy-

dickungsmittel bei Dispersionsanstrichmitteln nur in dratisiert. Die gewonnenen Produkte sind Heteropoly-

beschränktem Umfang verwendet werden können. saccharide von hohem Molekulargewicht, die in

Die Verdickungswirkung von Alginaten ist außerdem kaltem Wasser leicht löslich sind,

in vielen Fällen ungenügend. 65 Die Zusammensetzung eines Polysaccharids, das

Es ist ferner bekannt, Dextrane zur Verdickung von nach der vorgenannten Arbeitsweise hergestellt worden

wäßrigen Lösungen und Dispersionen einzusetzen. ist, ist in starkem Umfang von den bei seiner Her-

Die Verwendung dieser Substanzen führt jedoch nicht stellung verwendeten Organismen abhängig. Beispiels-