DE1570881B2 - Verseifungsfeste, wässerige Kunstharzdispersion - Google Patents

Verseifungsfeste, wässerige Kunstharzdispersion

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Description

Die Erfindung betrifft eine verseifungsfeste, wässerige Kunstharzdisperion, die insbesondere als Zusatz zu hydraulischen Bindemitteln und als Bindemittel für Pigmente und Füllstoffe zu verwenden ist.
Es ist bekannt, wäßrige Kunstharzdispersionen als Zusatz zu Beton und als Bindemittel für Anstriche zu verwenden. Als Zusatz zu Beton verbessern solche Dispersionen die physikalischen Eigenschaften des abgebundenen Betons, z. B. die Biegezugfestigkeit, die Schlagfestigkeit, die Abriebfestigkeit und die Haftfestigkeit, solange der Beton trocken bleibt. Mit solchen Dispersionen als Bindemittel hergestellte Anstriche haben in trockener Atmosphäre eine gute Haftfestigkeit, so daß sie vor allem als Innenanstriche Verwendung finden. Als Außenanstriche, welche der Feuchtigkeit der Witterung ausgesetzt sind, waren sie nicht gut geeignet.
Wäßrige Kunstharzdispersionen aus Polyvinylester^ z. B. Polyvinylacetat, haben für diese Zwecke den Nachteil, alkaliempfindlich zu sein. Sowohl die Dispersionen selbst als auch daraus gebildete Filme werden durch Einwirkung von Alkalien und Wasser relativ leicht verseift. Deshalb gehen die durch Zusatz dieser Dispersionen zu Beton und die durch Verwendung dieser Dispersionen als Bindemittel für Anstriche erzielten Verbesserungen unter der Einwirkung von Wasser, z. B. in feuchter Atmosphäre, verloren. Namentlich, wenn ein solcher Anstrich auf alkalischem Grund (z. B. Beton) aufgebracht ist, verseift das in ihm enthaltene Bindemittel (Polyvinylester) in feuchter Atmosphäre unter Mitwirkung der im Untergrund enthaltenen Alkalien. Mit dein verseiften Binder wird jedoch keine verbesserte Haftfestigkeit mehr erzielt.
Es ist auch bekannt, daß solche Dispersionen auf Basis von Copolymeren, z. B. Vinylacetat-Vinyllaurat, Vinylester-Acrylester usw., eine etwas bessere Alkalibeständigkeit als reine Polyvinylacetatdispersionen aufweisen. Aber auch diese Dispersionen befriedigen als Zusatz zu Beton und als Binder für Anstriche auf Beton oder alkalihaltigen Untergrund nicht, da auch sie einer häufigen oder längeren und stärkeren Einwirkung von Feuchtigkeit nicht widerstehen, sondern verseifen, wodurch die zunächst erzielte Verbesserung der Haftfestigkeit bzw. der Untergrund-Haftfestigkeit des Betons und Anstrichs wieder mehr oder weniger verlorengeht.
ίο Copolymerdispersionen auf Basis Vinylester-Vinylchlorid, deren Alkalibeständigkeit mit zunehmendem Anteil an Vinylchlorid steigt, sind wegen ihrer schlechten Haftfestigkeit, geringen Bindevermögen und hohen Filmbildungstemperatur als Betonzusatz oder als Bindemittel für Anstriche für Fassaden nur bedingt verwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verseifungsfeste, wäßrige Kunstharzdispersion zu schaffen, die insbesondere als Zusatz zu hydraulischen
ao Bindemitteln und als Bindemittel für Pigmente und Füllstoffe zu verwenden ist, wobei die durch solche Zusätze bezweckten Verbesserungen der Eigenschaften des abgebundenen, hydraulischen Bindemittels bzw. des mit dem Pigment und/oder Füllstoff hergestellten Anstrichs (z. B. die Biegezugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Abriebfestigkeit und Haftfestigkeit des abgebundenen Betons bzw. die Haftfestigkeit des Anstrichs) besonders gut sind und auch in feuchter Atmosphäre und unter dem Einfluß von Alkalien erhalten bleiben.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Dispersion gelöst, welche dadurch hergestellt wird, daß 20 bis 40 Gewichtsprozent Vinylchlorid, 20 bis 50 Gewichtsprozent eines Vinylesters mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Säurerest und 25 bis 50 Gewichtsprozent einer Verbindung des Typs
R1CH = CR2 — COOR3
worin R1 ein — H- oder ein — COOR3-ReSt, R2 ein — H- oder ein — CH3-ReSt und R3 ein Alkylrest mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten, in Gegenwart von 2 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren eines nichtionogenen synthetischen Schutzkolloids, 0,5 bis 2 %, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren, eines nichtionogenen Emulgators mit Hilfe bekannter Beschleuniger in wäßriger Phase polymerisiert werden, wobei durch Zugabe eines pH-Puffers der pH-Wert so eingestellt wird, daß er zu Beginn der Polymerisation bei 4,5 bis 5 und am Ende der Polymerisation nicht unter 3 liegt.
Zur Herstellung fester, gegenüber aliphatischen Kohlenwasserstoffen widerstandsfähiger Polymerisate ist ein Verfahren bekannt (USA.-Patentschrift 3 017 396), bei welchem z. B. 18 Teile Vinylchlorid, 3 Teile eines Vinylesters mit 2 Kohlenstoffatomen im Säurerest und 9 Teile einer Verbindung des Typs R1CH = CR2 — COOR3, worin R1 und R2 H-Atome bedeuten und R3 ein Alkalirest mit 8 Kohlenstoffatomen ist (2-Äthylhexylacrylat), in Gegenwart eines nichtionogenen synthetischen Schutzkolloids mit Hilfe bekannter Beschleuniger in wäßriger Phase polymerisiert werden. Das dadurch gewonnene, feste Polymerisat hat im Vergleich mit dem der erfindungsgemäßen Dispersion einen wesentlich höheren Vinylchloridgehalt (60 % verglichen mit 20 bis 40 und vorzugsweise 25 bis 35 %) und einen wesentlich niedrigeren Vinylestergehalt (10% verglichen mit 20 bis 50, vorzugsweise 25 bis 40 %). Vergleichsversuche, bei denen
3 4
das bekannte Verfahren durch Anwendung einer aminen oder Sorbitol an Fettsäuren, Tallöl, Alkyl-
Dispersionspolymerisation modifiziert und die Disper- phenolen, Fettsäureamiden, Fettalkoholen und der-
sion für die vorliegenden Zwecke verwendet wurde, gleichen in Frage. Vorzugsweise wird ein Konden-
ergaben, daß dabei für diese Zwecke unbedingt er- sationsprodukt von Äthylenoxyd mit Nonylphenol,
forderliche Eigenschaften nicht erzielt werden, z. B. 5 das zweckmäßigerweise einen Äthylenoxydgehalt von
Reißfestigkeit und -dehnung, Naßabriebfestigkeit, 55 bis 65% aufweist, verwendet.
Biegezug- und Druckfestigkeit von mit der Dispersion Die Gesamtmenge an Schutzkolloiden und Emul-
als Zusatz hergestelltem Zementmörtel, Haftfestigkeit gatoren soll bei 2,5 bis 8 Gewichtsprozent, vorzugs-
von mit der Dispersion als Zusatz hergestelltem Ver- weise 3,5 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf die
putzmörtel, so daß auch die durch diese Modifikation io Menge der Monomeren, liegen, wobei, die Menge an
des bekannten Verfahrens zur Herstellung fester, Emulgatoren etwa 0,1 bis 3% betragen soll,
gegenüber aliphatischen Kohlenwasserstoffen wider- Um eine günstige Teilchengrößenverteilung zu
standsfähiger Polymerisate erhaltene Dispersion mit erreichen, wird zweckmäßig so vorgegangen, daß zu-
der erfindungsgemäßen Dispersion nicht vergleichbar nächst ein sogenannter Stammlatex aus Polyvinylester
und für deren vorzugsweisen Zweck unbrauchbar ist. 15 vorgelegt wird und die Polymerisation der drei Mono-
Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines meren darin durchgeführt wird. Der Feststoffgehalt Polymerisats bekannt (britische Patentschrift 570 311), des Stammlatexes ist dabei nicht von Bedeutung. Bebei dem Vinylchlorid mit Fumarsäuredialkylestern in zogen auf den Gesamtgehalt an Monomeren soll die wäßriger Phase mit Hilfe bekannter Beschleuniger in Stammdispersion vorzugsweise 5 bis 10 Gewichts-Gegenwart von Emulgatoren polymerisiert wird. Bei 20 prozent Polyvinylester enthalten,
diesem Verfahren können als Fumarsäuredialkylester Als Polymerisationsbeschleuniger kommen wassersolche mit 4 oder 6 Kohlenstoffatomen im Alkylrest lösliche, radikalbildende Katalysatoren in Frage, eingesetzt werden. Nach diesem bekannten Verfahren beispielsweise Perverbindungen, wie Peroxyde, Perkönnen auch Terpolymerisate aus Vinylchlorid, Fumar- sulfat, bevorzugt aber Alkalipersulfate. Die PoIysäuredialkylestern und Vinylestern hergestellt werden. 25 merisationstemperatur wird zweckmäßig zwischen Die Fumarsäuredialkylester werden dabei in einer 60 bis 7O0C gewählt.
Menge von z. B. 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die Für die Verwendung als Zusatz zu hydraulischen Gesamtmenge der Comonomeren, eingesetzt. Es Bindemitteln und als Bindemittel für Pigmente und kann in Gegenwart von nichtionogenen synthetischen Füllstoffe müssen Kunstharzdispersionen bzw. die Schutzkolloiden polymerisiert werden. Die Emulsions- 30 daraus hergestellten Filme eine Reihe von Eigenpolymerisation kann bei pH-Werten von 1 bis 5 durch- schäften aufweisen. Die Dispersionen selbst müssen geführt werden, sie erfolgt in Gegenwart von Alkali- koagulatfrei, elektrolytbeständig und lagerstabil auch metallsalzen verschiedener Verbindungen, die iono- bei niedrigen Temperaturen, z. B. bis etwa —10 bis gene Emulgatoren darstellen. Solche Dispersionen —200C sein, ferner müssen sie alkalibeständig sein sind für die vorliegende Verwendung nicht geeignet, 35 und eine möglichst tiefe Filmbildungstemperatur aufda sie instabil sind, d. h. koagulieren. Der Menge des weisen. Für den Einsatz als Zement, bzw. Betonzusatz Vinylesters wurde dabei überhaupt keine Bedeutung müssen die Dispersionen selbstverständlich verträgzugemessen. Wie weiter unten durch Versuchsergeb- lieh mit dem hydraulischen Bindemittel sein. Als nisse nachgewiesen, ist aber die Menge des Vinylesters Binder für Pigmente und Füllstoffe muß das Bindefür die Eigenschaften, auf die es bei der vorliegenden 40 vermögen hoch liegen.
Verwendung ankommen, entscheidend. Die aus den Dispersionen hergestellten Filme müssen
Um Dispersionen mit besonders günstigen Eigen- gute Reißfestigkeitswerte und eine hohe Reißdehnung schäften zu erhalten, wird die Polymerisation vorteil- von etwa 300 bis 700% aufweisen, ferner eine gute haft in Gegenwart von 2 bis 3 Gewichtsprozent, be- Haftfestigkeit und Naßabriebfestigkeit pigmentierter zogen auf die Gesamtmenge Monomeren eines Weich- 45 Filme oder mit Füllstoff hergestellter Massen,
machers, für das Terpolymere durchgeführt. Als Mit Dispersionszusatz hergestellter Beton muß Weichmacher kommen alle bekannten neutralen gute Festigkeitswerte aufweisen (Biegezug- und Druck-Weichmacher, die ein hohes Solvatationsvermögen be- festigkeit), die auch bei Einwirkung von Feuchtigkeit sitzen, in Frage, wie Dibutylphthalat, Citronensäure- bzw. bei Lagerung in Wasser nicht stark absinken,
ester, neutrale Phosphorsäureester, Glykolester, usw. 5° Alle diese Eigenschaften weisen die nach den Ver-
AIs Vinylester kommt vorzugsweise Vinylacetat in fahren der Erfindung hergestellten Terpolymerdisper-
Betracht. Geeignete Verbindungen des Typs sion auf.
_,„ _ Nachstehend werden erfindungsgemäße Disper-
R1CH - CR2CUUR3 sionen (Beispieie 1 bis 6) anderen (Vergleichsbei-
sind Ester der Acrylsäure, wie Butylacrylat, Äthyl- 55 spiele 7 bis 11) gegenübergestellt.
hexylacrylat, oder Methacrylsäure und Ester der . -I1
Maleinsäure oder Fumarsäure. Vorzugsweise wird Beispiel
Butylacrylat verwendet. In einem mit einem Rührer, Thermometer und
Ein für die Eigenschaften der Dispersion wichtiger Zuflußreservoir versehenen Doppelmantelautoklav aus Punkt ist die Auswahl der Schutzkolloide, in deren 60 rostfreiem Stahl, der ein Fassungsvermögen von 2 I Gegenwart die Polymerisation in wäßriger Dispersion ausweist, wurden 570 g enthärtetes Wasser, 30 g PoIyvorgenommen wird. Als Schutzkolloide kommen nur vinylalkohol (100 %ig), 6 g eines Kondensationsprowasserlösliche, nichtionogene, synthetische Produkte, duktes aus Äthylenoxyd und Nonylphenol mit einem wie Polyvinylalkohol, Hydroxymethylcellulose, Poly- Gehalt von 63 % Äthylenoxyd, 1,5 g Natriumacetat, N-Vinylpyrrolidon usw. in Frage. Vorzugsweise wird 65 3 g sekundäres Natriumphosphat und 2 g Kalium-Polyvinylalkohol verwendet. persulfat eingebracht. Die Verseifungszahl des PoIy-
AIs nichtionogene Emulgatoren kommen z. B. vinylalkohole beträgt 125 bis 140, die Viskosität
Anlagerungsverbindungen von Äthylenoxyd, Äthanol- (4%ige Lösung bei 200C) 30 bis 40 cp. Der Autoklav
wurde geschlossen, mit Stickstoff gespült und evakuiert. Dann wurde begonnen, über das Zuflußreservoir eine Mischung aus 180 g Vinylchlorid (VC), 180 g Vinylacetat (VA), 240 g Butylacrylat (BAC) und 12 g Dibutylphthalat als Weichmacher einzubringen. Als etwa 50 g des Monomergemisches eingeführt waren, wurde unter Rühren auf 65 bis 700C erwärmt. Dabei konnte ein Anstieg des Druckes (bei 60°C etwa 1,5 atü) beobachtet werden. Beim Einsetzen der Polymerisation bei etwa 65° C ging der Druck zurück. Dann wurde der Rest des Monomerengemisches in einer solchen Weise eingebracht, daß der Druck 3 atü nicht überstieg. Nach 4 Stunden war das ganze Monomergemisch eingebracht. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch noch 2 Stunden bei 70°C weitergerührt. Hernach wurde zur Entfernung der restlichen Monomere mit Luft gespült. Der pH-Wert betrug 4,5 zu Beginn und 3 am Ende der Polymerisation. Er wurde nun durch Zugabe einer 5%igen Sodalösung auf etwa 5 eingestellt, und die Dispersion wurde abgekühlt.
Beispiel 2
In einem mit einem Ankerrührer, Thermometer, Manometer und Zuflußdruckbehälter versehenen 4000-1-Doppelmantelautoklav aus rostfreiem Stahl wurden 1150 kg enthärtetes Wasser, 50 kg Polyvinylalkohol (100 %ig), 12 kg eines Kondensationsproduktes aus Äthylenoxyd und Nonylphenol mit einem Gehalt von 63 % Äthylenoxyd, 6 kg sekundäres Natriumphosphat (Na2HPO4 · 12H2O) und 3 kg KaIiumpersulfat eingebracht. Der pH-Wert betrug 4,5 zu Beginn und 3 am Ende der Polymerisation.
Nach Spülen mit Stickstoff und Evakuieren des Apparates wurden 60 kg Vinylacetat (VA) zur Bildung eines Stammlatex zugegeben. Der geschlossene Autoklav wurde auf 65 bis 7O0C erwärmt. Dabei wurde ein Ansteigen des Druckes (bei 600C etwa 0,5 atü) beobachtet. Beim Einsetzen der Polymerisation ging der Druck wieder zurück. Als der Druck auf 0,2 atü gesunken war, wurde begonnen, eine Mischung aus 360 kg Vinylchlorid (VC), 360 kg Vinylacetat, 480 kg Butylacrylat (BAC) und 24 kg Dibutylphthalat einzubringen. Das Zufließen wurde so reguliert, daß der Druck 3,5 bis 4 atü nie überstieg. Nach2 bis 3 Stunden ist der Monomerzulauf beendet.
Anschließend wurde das Reaktionsgemisch 1 Stunde bei 7O0C (bis der Druck auf 0,5 atü gesunken war) weitergerührt. Hernach wurde zur Entfernung der restlichen Monomeren mit Luft gespült, der pH durch Zugabe einer 5%igen Sodalösung auf etwa 5 eingestellt und abgekühlt.
Beispiel 3
Die Polymerisation von 200 g Vinylchlorid (VC), 200 g Vinylacetat (VA), 200 g 2-Äthyl-hexylacrylat (EHA) und 6 g Dibutylphthalat wurde wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme, daß ein Stammlatex aus Polyvinylacetat, ähnlich wie im Beispiel 2 angegeben, in einer Menge von 5% Polyvinylacetat, bezogen auf das Monomergemisch, das sind 30 g, verwendet wurde.
Beispiel 4
Wie im Beispiel 3 beschrieben, wurde ein Monomergemisch, bestehend aus 180 g Vinylchlorid (VC), 180 g Vinylacetat (VA), 240 g Dibutylmaleat (DBM) und 12 g Dibutylphthalat als Weichmacher, der Polymerisation unterworfen.
Beispiel 5
Wie im Beispiel 3 beschrieben, wurde ein Monomergemisch, bestehend aus 154 g Vinylchlorid (VC), 210 g Vinylacetat (VA), 236 g Butylacrylat (BAC) und 12 g Dibutylphthalat als Weichmacher der Polymerisation unterworfen.
Beispiel 6
Wie im Beispiel 3, aber mit 6 g Hydroxyläthylcellulose und 12 g eines anders zusammengesetzten Hydroxyäthylcellulose an Stelle von Polyvinylalkohol, wurden 180 g Vinylchlorid (VC), 180 g Vinylacetat (VA) und 240 g Butylacrylat (BAC) und 12 g Dibutylphthalat polymerisiert.
Für die Vergleiche der nach diesen Beispielen 1 bis 6 des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Dispersionen mit anderen Dispersionen wurde noch eine ein einziges Kunstharz enthaltende Polyvinylacetatdispersion (Beispiel 7), eine Mischpolymerdispersion mit VinylacetatÄthylhexylacrylat (Mengenverhältnis 80 : 20 Gewichtsprozent) (Beispiel 8), eine Mischpolymerdispersion mit Vinylacetat-Vinylchlorid (Mengenverhältnis 80 : 20 Gewichtsprozent) (Beispiel 9), und eine Mischpolymerdispersion mit Vinylacetat-Vinylchlorid (Mengenverhältnis 50 : 50 Gewichtsprozent) (Beispiel 10) hergestellt. Die Herstellung erfolgte entsprechend dem Beispiel 3, wobei lediglich an Stelle der in diesem Beispiel 3 genannten Kunstharze die anderen verwendet wurden. Außerdem wurde noch eine handelsübliche Mischpolymerdispersion auf Basis Vinylpropionat-Acrylsäureester (Beispiel 11) bei den Vergleichen verwendet.
In nachstehender Tabelle 1 sind die Eigenschaften der verschiedenen erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen im Vergleich zu bekannten Dispersionen (Vergleichsbeispiele 7 bis 11) eingetragen. Wie man aus der Tabelle ersehen kann, kommen reine PoIyvinylacetat-Dispersionen (Beispiel 7) und Copolymere aus Vinylacetat/Äthylhexylacrylat (Beispiel 8) wegen zu großer Verseifbarkeit nicht in Betracht.
Dispersionen auf Basis von Copolymeren aus Vinylacetat/Vinylchlorid (Beispiel 9 und 10) sind wohl alkalibeständig, doch können sie wegen der hohen Filmbildungstemperatur und den schlechten Dehnungswerten, sowie schlechten Haftfähigkeitswerten, nicht als Betonzusatz und als Binder für Pigmente und Füllstoffe eingesetzt werden.
Dispersionen auf Basis von Copolymeren aus Vinylpropionat-Acrylsäureester (Beispiel 11) weisen nur geringe Reißfestigkeitswerte (8 kg/cm2) auf.
Die Zeichnung zeigt die Verseifungsgeschwindigkeit der Dispersionen nach den Beispielen 1 bis 4 und 6 bis 11 und läßt die diesbezügliche Überlegenheit der erfindungsgemäßen Dispersionen (Beispiele 1 bis 4 und 6) gegenüber den anderen Dispersionen (Beispiele 7 bis 11) erkennen.
Zur Bestimmung der Verseifungsgeschwindigkeit wurden 100 g der betreffenden Dispersion mit 500 ecm einer 2 η-wäßrigen Kalilauge vermischt und in einem geschlossenen Gefäß bei 250C dauernd gerührt. Die Alkalikonzentration entspricht dann derjenigen einer 1,5 η-Kalilauge. Nach verschiedenen Zeiten wurden Proben entnommen und der eingetretene Verbrauch an KOH bestimmt.
Tabelle 2 zeigt die Haftfestigkeit von einem Ver-
putzmörtel mit Zusatz der erfindungsgemäßen Dispersionen im Vergleich zu bekannten Kunstharzdispersionen.
Sollen die Dispersionen als Zusatz oder Bindemittel für Materialien verwendet werden, die im Freien der atmosphärischen Feuchtigkeit oder dem Regen ausgesetzt sind, wie z. B. Verputze oder Außenanstriche, ist die Haftfestigkeit bei Naßlagerung von entscheidender Bedeutung. In nachfolgender Tabelle 2 wurde die Haftfestigkeit nach Wasserlagerung von 5 Verputzmörtel bei Verwendung verschiedener Dispersionen auf alkalischem Untergrund bestimmt.
Tabelle 1
1 2 3 4 5 Beispiel 7 8 9 10 50
53 53 54 51 55 6 50 50 51 50
Feststoffgehalt in % 50 85
Viskosität in Poises 80 145 100 n. b. 110 n. b. n. b. n. b. n. b.
(Brookfield 10 t/min) bis 240
120 02
03 03 0 5 05 0,3 05 02 Ibis 3 Ibis 3 bis 3
Teilchengröße in μ bis 3 bis 3 bis bis 2 bis 2 1,5 bis 3 bis 2
2,5 bis 2 -10
—20 -20 —20 —20 —20 -10 -10 —10 -10
Frostbeständigkeit in ° C -20 bis
-20
Alkalibeständigkeit
Verbrauch mg KoH/g 62,5
Festsubstanz nach 30 29 34 40 30 510 465 55 30 105
24 Stunden 47,5 48 36 60 60 35 600 500 79 30 143
48 Stunden 60 59 34 74 66 59 600 500 127 30 8
72 Stunden 8 9 10 15 4 67 20 10 35 60
Filmbildungstemperatur in 0C 10 bis bis
25 60
8
Reißfestigkeit in kg/cm2 bei 65 % 75 70 140 100 70 350 40 250 320
relativer Luftfeuchtigkeit, 200C 67 bis
400
900
Reißdehnung in % bei 65% relativer 650 610 400 330 620 10 700 <1 <1
Luftfeuchtigkeit, 20° C 620
Tabelle 2
Haftfestigkeit von dispersionshaltigem Verputzmörtel auf Glas und Asbestzement
Prüfung:
1 Gewichtsteil Zement und 3 Gewichtsteile Sand (Körnung 0 bis 1 mm) wurden mit Wasser und 5 bzw. 10 % einer 50 %igen Dispersion (bezogen auf Feststoffe) auf Glas und Asbestzement in etwa 3 mm dicker Schicht
aufgetragen und nach 3 Tagen Lufttrocknung in Wasser eingelegt
nach Haftfestigkeit 2 Monate
Trockenlagerung 24 h Wassei lagerung
sehr gut Wasserlagerung sehr gut
Erfindungsgemäße Dispersion nach Beispielen 1, 2, sehr gut
3, 4, 5 und 6 sehr gut
Polyvinylacetatdispersion nach Vergleichsbeispiel 7 sehr schlecht,
Verputz löst
sich von der
schlecht Unterlage
Copolymerdispersion auf Basis Vinylacetat/Vinyl- schlecht,
chlorid nach Vergleichsbeispielen 9 und 10 Verputz löst
sich von der
sehr gut Unterlage mittelmäßig
Copolymerdispersion auf Basis Vinylpropionat/Acryl- gut
säureester nach Vergleichsbeispiel 11
409 526/410
Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn Anstriche aus Dispersionen und Farbpigmenten oder Füllstoffmassen aus Dispersion und Füllstoff, z. B. Sand, hergestellt und geprüft werden. Die Materialien, die mit den erfindungsgemäßen Dispersionen hergestellt wurden, sind auch nach längerem Lagern, sogar von sehr glatten Oberflächen, wie Eternit und sogar Glas, nicht ohne weiteres zu lösen.
10
Tabelle 3 gibt die Naßabriebfestigkeit an pigmentierten Dispersionsfilmen wieder. Dabei zeigt sich, daß die erfindungsgemäße Dispersion in bezug auf Abriebfestigkeit und Pigmentbindevermögen den bekannten Dispersionen überlegen sind. Vor allem zeigt sich dies bei einem hohen Verhältnis Pigment/Binder, wie z. B. im Vergleich der Dispersionen nach Beispielen 1 und 2 mit der Dispersion auf Basis Vinylpropionat-Acrylsäureester.
Tabelle 3
Naßabriebfestigkeit nach Dr. Oesterle an pigmentierten Dispersionsfilmen auf Eternit gestrichen
Die Prüfung der Naßabriebfestigkeit erfolgte durch Hin- und Herbewegen einer Bürste auf der Filmoberfläche
bei gleichzeitigem Berieseln mit einer Lösung aus 5% Schmierseife und 1 % Soda
Die Meßwerte beziehen sich auf Dispersionsfarben mit verschiedenem Pigment/Binder-Verhältnis
Dispersion Verhältnis
Pigment zu Binder		 nach 5000 Hin- und Herbewegungen
Nach Beispielen 1 und 2 4 : 1 einwandfrei
nach 5000 Hin- und Herbewegungen
6 : 1 einwandfrei
nach 1500 Hin- und Herbewegungen
8 : 1 durchgescheuert
nach 2000 Hin- und Herbewegungen
Nach Beispielen 5 und 6 4 : 1 einwandfrei
nach 920 Hin- und Herbewegungen
Auf Basis Polyvinylacetat mit 12% Dibutyl- 4 : 1 durchgescheuert
phthalat und 8 % Trikresylphosphat nach 1200 Hin- und Herbewegungen
Auf Basis Vinylacetat-Äthylhexylacrylat 4 : 1 durchgescheuert
80 : 20 (Beispiel 8) nach 5000 Hin- und Herbewegungen
Auf Basis Vinylpropionat-Acrylsäureester 4 : 1 einwandfrei
nach 2200 Hin- und Herbewegungen
6 : 1 durchgescheuert
nach 400 Hin- und Herbewegungen
8 : 1 durchgescheuert
Tabelle 4
Biegezugfestigkeit von kunststoffdispersionshaltigen Mörtelprismen
Prüfung:
1 Gewichtsteil Portlandzement und 3 Gewichtsteile Sand (Körnung 0 bis 5 mm) wurden in üblicher Weise mit Wasser und Kunststoffdispersion zu einer Mörtelmischung angemacht und zu Prismen von 2 X 4 X 16 cm verarbeitet. Die Bestimmung der Biegezugfestigkeit erfolgte nach 28 Tagen Luftlagerung, sowie nach 1 Tag Wasserlagerung und 7 Tagen Wasserlagerung (Dispersionszusatz als etwa 50 %ige Dispersion auf Feststoffe
bezogen)
Wasser/ Biegezugfestigkeit in kg/cm2 28 Tage + ITag + 7 Tage
Dispersions Zementfaktor Trockenlagerung Wasserlagerung Wasserlagerung
zusatz 65 % relative
Luftfeuchtigkeit 56 55
% 0,44 77 50 68
0,39 70 65 70
1 0,36 95 85 85
5 0,37 105 60 72
10 0,36 91 40 45
5 0,36 80 37,5 47
5 0,36 90 110 80
5 0,344 130 47,6 80
5 0,47 76,5 25 <10
5 0,41 110 8 —
5 0,37 62 35,4 37,6
5 0,396 83,9
5
Ohne Dispersionszusatz
Dispersion nach Beispiel 1
Nach Beispiel2
Nach Beispiel 3
Nach Beispiel 4
Nach Beispiel 5
Nach Beispiel 6
Nach Vergleichsbeispiel 7 (PVi?) Nach Vergleichsbeispiel 8
(VA/AHA = 80/20)
Nach Vergleichsbeispiel 11
(VR/Acrylsäureester)
Tabelle 4 zeigt den Einfluß von Dispersionszusätzen in Zement auf die Biegezugfestigkeit sowohl nach Trockenlagerung als auch bei Lagerung in Wasser. Der Vergleich von Zusätzen von erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen zu bekannten Dispersionen auf Grundlage von Polyvinylacetat und Vinylester-Acrylsäureester zeigt, daß die Biegezugfestigkeit bei Zusatz der neuen Dispersion bei Wasserlagerung, vor allem bei langer andauernder Wassereinwirkung, beträchtlich höher liegt als bei Verwendung der bekannten Zusätze.
Tabelle 5 zeigt den Einfluß von Dispersionszusätzen auf die Druckfestigkeit von Mörtelprismen sowohl nach Trockenlagerung als auch nach Naßlagerung. Vor allem nach einer Lagerung in Wasser sind die Werte der Prismen, die mit erfindungsgemäßen Dispersionen hergestellt wurden, wesentlich höher als die, welche mit Hilfe bekannter Dispersionen hergestellt wurden.
Die Bestimmung der Druckfestigkeit erfolgt an dem Material, an welchem die Biegezugfestigkeit gemessen wurde (s. Tabelle 4).
Hierfür wurden Probekörper von 4x4x2 cm zwischen 4 χ 4 cm große Stahlplatten in eine Presse gelegt, so daß der Druck senkrecht auf die 4 X 4 cm Flächen der Probekörper wirkte.
Die erfindungsgemäßen Terpolymerdispersionen eignen sich als Zusatz zu Zement und Beton, zur Herstellung von Edelputz, Ausbessern von altem Beton, Leichtbausteine, Estrichbelägen, Anstrichen usw. Da beim Einrühren der Dispersionen in den Zement die Gefahr der Luftaufnahme besteht, ist es oft zweckmäßig, eine kleine Menge von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent an Antischaummittel zuzusetzen.
Durch ihr hohes Pigmentbindevermögen sind die Dispersionen der Erfindung auch hervorragend als Bindemittel für die Herstellung von wasserfesten Dispersionsfarben und zur Herstellung von Streichmassen auf Basis Dispersion-Füllstoff, z. B. Sand, geeignet. Neben diesen speziellen Verwendungszwecken können sie überall dort zum Einsatz kommen, wo Polymerisationsdispersionen sonst angewendet werden. Man kann sie mit Weichmachern, Pigmenten, ίο Farbstoffen und anderen Hilfsstoffen vermischen.
Tabelle 5 Wasser- Druckfestigkeit 28 Tage
Wasser
lagerung
15 Zement
Faktor		 in kg/cm2
28 Tage
Trocken 598
0,48 lagerung
65%
relative
Luft		 500
20 0,38 feuchtig
keit
443
25 Ohne Dispersionszusatz 569
5% Dispersion 593
nach Beispiel 1 0,38
5 % Dispersion
nach Beispiel 2 mit 171,5
30 0,1 % eines üblichen 0,434 606
Antischäummittels ..
5 % Dispersion nach
Vergleichsbeispiel 11 284
(VR/Acrylsäureester)
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verseifungsfeste, wässerige, insbesondere als Zusatz zu hydraulischen Bindemitteln und als Bindemittel für Pigmente und Füllstoffe zu verwendende Kunstharzdispersion, hergestellt dadurch, daß 20 bis 40 Gewichtsprozent Vinylchlorid, 20 bis 50 Gewichtsprozent eines Vinylesters mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Säurerest und 25 bis 50 Gewichtsprozent einer Verbindung des Typs R1CH = CR2 — COOR3, worin R1 ein — H-oder ein — COOR3-ReSt, R2 ein — H- oder ein -CH3-Rest und R3 ein Alkylrest mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten, in Gegenwart von 2 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren, eines nichtionogenen synthetischen Schutzkolloids, 0,5 bis 2%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren, eines nichtionogenen Emulgators mit Hilfe bekannter Beschleuniger in wäßriger Phase polymerisiert werden, wobei durch Zugabe eines pH-Puffers der pH-Wert so eingestellt wird, daß er zu Beginn der Polymerisation bei 4,5 bis 5 und am Ende der Polymerisation nicht unter 3 liegt.
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