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Anstrich- und Beschichtungsmittel auf Basis wäßriger Polyacrylat-oder
Polymethacrylat-Dispersionen jinstrich- und Beschichtungsmittel auf Basis von wäßrigen
Polyvinylester-Dispersionen und von Polyacrylat- oder Polymethacrylat-Dispersionen
sowie üblichen Pigmenten wie Titandioxid, Zinkweiß, oder Farbpigmenten finden in
großem Umfang Verwendung, beispielsweise zur Herstellung von anstrichen auf Holzoberflächen,
metallischen Oberflächen, Häuserfassaden oder auch bei der Herstellung von gestrichenen
Papieren. Dabei zeigen Anstrich- und Beschichtungsmittel auf Basis wäßriger Polyvinylester-Dispersionen,
beispielsweise auf Basis von Polyvinylacetat oder Polyvinylpropionat auch wenn sie
übliche Pigmente und Füllstoffe enthalten, dann eine besonders guten Verlauf, wenn
sie Polyvinylalkohol als ächutzkolloid von der Herstellung her enthalten' Anstrich-
und Beschichtungsmittel auf Basis von wäßrgen Polyacrylat- oder Poljmethacrylat-Dispersionen,
die feindispers und meist niederviskos sind, weisen vor allem, wenn sie im Gemisch
mit
Pigmenten und Füllstoffen eingesetzt werden, einen wesentlich schlechteren Verlauf
auf als entsprechende Mittel auf Basis von Polyvinylester-Dispersionen, die Polyvinylalkohol
als Schutzkolloid enthalten. Zur Verbesserung des Verlaufs hat man daher schon versucht,
Verdickungsmittel, wie Polyvinylalkohol, Celluloseäther oder auch z.B. solche auf
Polyacrylat-Basis (vergl. Farbe und Lack, 1964, Nr. 1, Seiten 29 bis 35) zusetzen.
Hierdurch kann zwar der Verlauf- von Anstrichmitteln etwas verbessert werden. Der
Verlauf von Anstich- oder Beschichtungsmassen auf Basis von Polyvinylester-Dispersionen,
die von der Polymerisation her bereits Polyvinylalkohol enthalten, kann durch derartige
Zusätze jedoch nicht erreicht werden. Im allgemeinen fügt man Anstrich--und Beschichtungsmitteln
auf Basis wäßriger Polyacrylat- oder Polymethacrylat-Dispersionen deshalb in der
Praxis Casein zu (vergl.. z.B. Official Diggest, Vol. 32, Nr. 424, Seite 706). =ruf
diese Weise werden zwar Anstrich- und Beschichtungsmittel erhalten, deren Verlauf
dem der entsprechenden Mittel auf Basis von Polyvinylester-Dispersionen entspricht,
bei dem mitverwendeten Casein handelt es sich jedoch um ein Naturprodukt, dessen
Eigenschaften gewissen Schwankungen unterworfen ist und das, in üblicher Form mit
Alkalien aufgeschlossen, zu Zersetzungen und Befall durch Microorganismen neigt.
Es wurde. nun gefunden, daß .Anstrich- und Beschichtungsmittel auf Basis von wäßrigen
Polyacrylat- oder Polymethaerylat-Dispersionen und üblichen Pigmenten, die übliche
anionische und
nichtionische Emulgatoren enthalten, besonders vorteilhafte
Eigenschaften aufweisen, wenn sie Zusätze aus (A) Alkali--und/ oder Ammoniumsalzen
monoolefinisch ungesättigter 12 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltender Fettsäuren
und/oder Türkischrotöl, (B) Anlagerungsprodukten aus monoolefinisch ungesättigten
14 bis 20 Kohlenstoffatomen ersthaltender Fettalkoholen und 20 bis 30 Hol Äthylenoxid,
und (C) Homopolymerisaten des N-Vinylpyrroli-Bons oder wasserlöslichen Mischpolymerisaten
des N-Vinylpyrrolidons mit 10 bis 45 Gewichtsprozent, bezogen auf diese Mischpolymerisate,
Vinylestern enthalten. Als Alkalisalze von monoolefinisch ungesättigten Fettsäuren
kommen vor allem die Natrium-und Kaliumsalze in Frage. Von besonderem Interesse
sind Natrium-, Kalium- und Ammoniumoleat. Anstelle dieser l-ilkali- bzw. Ammoniumsalze
oder zusammen mit diesen kann auch Türkischrotöl verwendet werden, doch werden die
fett,auren Alkali- bzw. ämmoniumsalze vorgezogen. Die Menge an Komponente (A) in
den Anstrich-und Beschichtungsmitteln liegt im allgemeinen zwischen 0,1 und 3 Gewichtsprozent
und beträgt vorzugsweise 0,3 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Anstrich- bzw.
Beschichtungsmittel. Hls Poljäthylenoxid-Derivate von olef inisch ungesättigten
Fettalkoholen werden solche aus monoolefinisch ungesättigten 16 bis 18 Kohlenstoffatome
enthaltenden Fettalkoholen, wie Spermölalkohol vorgezogen. Sie enthalten vorzugsweise
20 bis 30 Äthylenoxideinheiten, Dif- Menge an derart-.gan Polyäthylenoxid-Derivaten
in den Anstrich- und. Be-chi chtuiss--i-_N@@tel ^ 1 i egt i m allgemeinen _,@=ck@en
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bis
2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Anstrich- und Beschichtungsmittel.
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Die für die neuen Anstrich- und Beschichtungsmittel geeigneten Homopolymerisate
des N-Vinylpyrrolidons haben meist K-Werte (bestimmt nach H. Fikentscher, Cellulose-Chemie,
Band 13 (1932), Seite 58) zwischen 60 und 120, insbesondere zwischen 80 und 100
und sind wasserlöslich. Als Komponente (C) von besonderem Interesse sind die in
üblicher-Weise hergestellten wasserlöslichen Mischpolymerisate aus N-Vinylpyrrolidon
unü 10 bis 45 Gewichtsprozent, bezogen auf das Mischpolymerisat, an Vinylestern,wie
Vinylacetat, Vinylpropionat oder Vinyllaurat, vorzugsweise mit Vinylpropionat. Besonders
gute Ergebnisse wurden mit wasserlöslichen Nlischpolymerisaten des N-Vinylpyrrolidons
erzielt, die 30 bis 40 ihres Gewichtes an Vinylpropionat einpolymerisiert enthielten.-Der
Anteil an derartigen N-Vinylpyrrolidon-Polymerisaten in den Anstrich- und Beschichtungsmitteln
liegt im allgemeinen zwischen 1 und 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Anstrich-
bzw. Überzugsmittel. Für die Herstellung der neuen Anstrich- und Beschichtungsmittel
sind die für Anstrich- und Beschichtungsmittel üblichen wäßrigen Dispersionen von
Polyacrylaten und Polymethacrylaten geeignet, wobei die Polyacrylate bzw. Polymethacrylate
im allgemeinen mindestens 40 %, bezogen auf das Poljmerisat, an Acryl- und/oder
Methacrylsäureestern von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen enthaltenden Xlkanolen und meist
noch andersartige Comonomere einpolymersiert
enthalten. Sie leiten
sich vorzugsweise von Methylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat,
2-Äthylhexylacrylat und/oder Äthylacrylat ab. Als Comonomere, die häufig in Mengen
von 10 bis 45 Gewichtsprozent, bezögen auf dit rilischpolymerisate einpolymerisiert
sind, seien vor allem Vinylester, wie besonders Vinylacetat und Vinylpropionat,
vinylaromatische Verbindungen, wie besonders dtyrol, Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid
und Vinylidenchlorid und Nitrile von Q(,ß-olefinisch ungesättigten Monocarbonsäuren,
wie besonders Acrylnitril genannt. Als Comonomere für die Polyacrylate bzw. Polymethacrylate,
die meist in untergeordneten Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 10 Gewichtsprozent
in die Mischpolymerisate einpolymerisiert sind, kommen besonders 0(,ß-monoolefinisch
ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie vorzugsweise
xcrylsäure, Methacrylsäure und Maleinsäure sowie deren xmide und N-Methylolamide
in Betracht. Die wäßrigen Polyacrylat- bzw. Polymethacrylat-Dispersionen können
in üblicher Weise, beispielsweise nach dem Verfahren der US-Patentschrift 2
795 564 unter Verwendung der üblichen anionischen und nichtionischen Emulgatoren,
wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 055 239 beschr:jEben sind,
sowie der üblichen radikalbildenden Katalysatoren durch Emulsionspolymerisation
der Monomeren hergestellt sein. Sie sind vorzugsweise feindispers und frei oder
arm an Schutzkolloiden. Die mittlere Teilchengröße der Polymerisate liegt mit Vorteil
zwischen 0,1 und 0,3 /u und der Gehalt an Schutzkolloiden vorzugsweise unter 2
Gewichtsprozent.
Ihr Gehalt an Polyacrylat- bzw. Polymethacrylat-Feststoff liegt im allgemeinen zwischen
40 und 60 %.
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Für die neuen Anstrich-- und Beschichtungsmittel können die üblichen
Pigmente sowie gegebenenfalls Füllstoffe, z.B. Titan-. dioxid, Zinkweiß, Bleiweiß,
Kalkspat, Kaolin., Talkum, Kreide usw. in den üblichen Mengen verwendet-werden.
Ihr Anteil-liegt meist zwischen. 5 und 60, vorzugsweise zwischen 10 und 40 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Anstrich- bzw. Beschichtungsmittel. Zusätzlich können die Anstrich-
und Beschichtungsmittel noch andere übliche Zusatzstoffe, z.B. Dispergier- oder
Netz--und Antischaummittel, in den üblichen Mengen enthalten. Die neuen Anstrich-
und Beschichtungsmittel können in an sich üblicher Weise durch Vermischen der Komponenten
hergestellt werden. Soweit nicht schon die eine oder andere Komponente beispie lsweise
ein Polyäthylenoxid-Derivat eines monoolefinisch ungesättigten Fettalkohols oder
ein geeignetes N-Yinylpyrrolidon-Polymerisat von der Herstellung her in der wäßrigen
Polyacrylat-bzw. Polymethacrylat-Dispersion in ausreichender Menge vorhanden ist,
können die Zusatzstoffe (A), (B) und (C) beispielsweise den Gemischen aus den Pigmenten
und den wäßrigen Polyacrylat- bzw. Polymethacrylat-Dispersionen oder auch - vor
-der Herstellung derartiger Gemische - den -wäßrigen Polyacrylat-bzw. Polymethacrylat-Dispersionen
zugesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Anstrich- bzw. Beschichtungsmittel sind
sehr
gut lagerbeständig und zeigen ein ausgezeichnetes Fließverhalten sowie einen ausgezeichneten
Verlauf. Hinsichtlich ihres Verlaufs sind sie beispielsweise Anstrichmitteln auf
Basis-von solchen Polyvinylester-Dispersionen vergleichbar, die Polyvinylakohol
als Schutzkolloid enthalten, sie übertreffen diese jedoch hinsichtlich ihrer_Verseifungsbeständigkeit.
Im Vergleich zuAnstrichmitteln auf Basis von wäßrigen Dispersionen von Polyacry-lateri
oder Polymethacrylaten@die neben den üblichen Emulgatoren synthetische Schutzkolloide
enthalten, zeigen sie einen wesentlich verbesserten Verlauf und sind wesentlich
weniger schimmelanfällig als bekannte Anstrichmittel auf gleicher Bindemittelbasis,
die Casein enthalten. Anstrichmittel auf Basis von wäßrigen Dispersionen von Polyacrylaten
oder Polymethacrylaten und den üblichen Pigmenten, die nicht die Zusatzstoffe (A),
(B), und (C) gemeinsam, sondern lediglich einen oder zwei der Zusatzstoffe (A),
(B), und/oder C enthalten, weisen einen wesentlich schlechteren Verlauf auf. Die
neuen xnstrichmittel sind vor allem für die in der Praxis als Seidenglanz- und Hochglanzanstriche
bekannten Anstriche von Interesse. Sie kommen außerdem als sogenannte Papierstreichmassen
zur Herstellung von gestrichenen Papieren sowie zum Beschichten von Textilien und
Leder in Frage. Als Maß für den Verlauf der Anstrich- und Überzugsmittel werden
im folgenden "Verlaufsnoten" genannt, denen folgende Prüfvorschrift zugrunde liegt:
Auf einer Glasplatte wird mit dem "jrIRkLL-Filmzieligerät" Typ 358 (Fa.Erichson)
ein /u starker
Film des Anstrichmittels naß aufgetragen. Die Ziehspirale
wirkt ähnlich wie ein Pinsel, wobei jedoch der Zwischenraum zwischen den "Pinselborsten"
(hier den Spiralwindungen) genau definiert ist. Das Anstrichmittel wird beim Aufziehen
gleichmäßig in Riefen durchgelassen, die sich dann, je nach den Verlaufseigenschaften,
von selbst zu einer gleichmäßig dicken Schicht nivellieren. Bleiben die Riefen mehr
oder weniger gut erkennbar, so ergibt sich ein Rückschluß auf die Verlaufseigenschaften
der Riefsubstanz. Beim obengenannten Gerät ist der Abstand zwischen den Riefen 2
mm. Man trocknet den Film dann bei einer Temperatur von 200C während etwa 20 Minuten.
Eine Verlaufsnote 1 bedeutet dann, daß die Riefen während des Trocknens vollständig
verschwinden. Bei Verlaufsnote 2 verschwinden während des Trocknens 70 % der Riefen,
bei Verlaufsnote 3 nur 30 % der Riefen. Bei Verlaufsnote 4 bleiben beim Trocknen
alle Riefen erhalten. Verlaufsnote 1 entspricht somit einem ausgezeichneten, Verlaufsnote
4 einem sehr schlechten Verlaufsverhalten des xnstrichmittels. Die in den folgenden
Beispielen angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht. Beispiel
1 Man mischt 100 Teile einer in üblicher Weise hergestellten 50 jöigen wäßrigen
Dispersion (pH 7,5 bis y) eines Mischpolymerisates
aus 47 >o n-Butylacrylat,
49 % Styrol, 2,5 % Methacrylsäure und 2,5 jo Xcrylamid mit 0,5 Teilen
einer 1-normalen wäßrigen Natriumhydroxidlösung, 5 Teilen einer 20 öigen wäßrigen
Lösung eines xnlagerungsproduktes von 25 Mol Äthylenoxid an ein Mol Spermölalkohol,
2 Teilen einer 25 Ligen wäßrigen Lösung von Natriumoleat, und 75 Teilen eines Gemisches
aus 50 Teilen Titandioxid Rutel R.N 56, 15 Teilen einer 2 %igen wäßrigen Lösung
eines Polphosphates und 10 Teilen einer 30 @oigen wäßrigen L,"sung eines Mischpolymerisates
aus 70 Teilen N-Vinylpyrrolidon und 30 Teilen Vinylpropionat. Herzu fügt man etwa
0,75 Teile eines handelsüblichen Entschäumers und zur besseren Filmbildung bei den
üblichen Verarbeitungstemperaturen 3 Teile eines Gemisches aus gleichen Teilen Toluol
und Butylglykol. Nach gründlichem Homogenisieren erhält man ein gut lagerfähiges
änstrichmittel für die Herstellung von sogenannten Hochglanzanstrichen, das die
Verlaufsnote 1 hat.
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Vergleichsversuch (a)
Man arbeitet wie in Beispiel 1 angegeben,
setzt jedoch dem Anstrichmittel anstelle der Natriumoleatlösung und der Lösung des
1,olyäthylenoxid-Derivates lediglich 5 Teile Wasser zu. Erhalten wird ein anstrichmittel
der Verlaufsnote 4. Vergleichsversuch (b)
Man arb(-;itet wie in Beispiel 1
angegeben, setzt aber dem Anstrichmittel anstelle der wäßrigen Lösung des Polyäthylenoxid-Derivates,
5 Teile Wasser zu. Erhalten wird ein Anstrichmittel der Verlaufsnote
2
bis 3.
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Beispiel 2 Man mischt 30 Teile einer in üblicher Weise hergestellten
50 %igen Dispersion eines Mischpoljmerisates aus 49 5G n-Butylacrylat, 48 G Styrol,
1,5 jo Xcrylsäure und 1,5 % riethacrylamid mit 61 Teilen Wasser, dem
0,1 Teile Natriumhydroxid zugesetzt sind und gibt 100 Teile Chinaclay,0,3 Teile
Natriumpolyacrylat (Dispergiermittel) und 1,5 Teile einer 20 %igen wäßrigen Lösung
eines Anlagerungsproduktes von 25 Mol Äthylenoxid an ein Mol Spermölalkohol, 0,8
Teile einer 25 %igen Lösung von Ammoniumoleat und 10 Teile einer 30 %igen
wäßrigen Lösung eines Mischpolymerisates aus 70 Teilen N-Vinylpyrrolidon und 30
Teilen Vinylpropionat hinzu. _ Nach gründlichem Mischen im Schnellrührer erhält
man eine sehr gut flußfähige Masse, die für die BeschichtunG von Papier besonders
gut geeignet ist. Sie hat die Verlaufsnote 1 bis 2. Vergleichsversuch (c)
Man
arbeitet wie in Beispiel 2 angegeben, gibt jedoch anstelle der Lösung des Vinylpyrrolidor#mischpolymerisates,
20 Teile einer 8 7äigen Methylzelluloselösung zu. Man erhält eine "stockige" Beschichtungsmasse
der Verlaufsnote 4.
Vergleichsversuch (d)
rtan arbeitet wie
in Beispiel c angegeben, setzt jedoch anstelle der ammoniumoleatlösung und der Lösung
des Polyäthylenoxid-Derivates lediglich 2,3 Teile Wasser zu-.
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Man erhält eine Beschichtungsmasse der Verlaufsnote 4. Verlgeichsversuch
(e-) Man arbeitet wie in Beispiel 2 angegeben, setzt aber anstelle der wäßrigen
Lösung des Fol@äthylenoxid-Derivates 1,5 Teile Wasser zu. Die Beschichtungsmasse
erhält die Verlaufsnote 3. Beispiel 3 Man mischt 100 Teile einer in üblicher Weise
hergestellten 46 %igen wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisates aus 40 Methylmethacrylat
und 60 % Äthylacrylat mit 0,5 Teilen einer 1-normalen Natriumhydroxidlösung, 5 Teilen
einer 20 %igen wäßrigen Lösung eines Anlagerungsproduktes von 25 Mol Äthylenoxid
an ein Mol Spermölalkohol, 2 Teilen einer 25 %igen wäßrigen Lösung von Kaliumoleat
und 75 Teilen eines Gemisches aus 50 Teilen Rutil, 15 Teilen einer 2 %igen Polyphosphatlösung
und 10 Teilen einer 30 %igen Lösung eines Mischpolymerisates aus 70 Teilen N-Vinylpyrrolidon
und 30 Teilen Vinylpropionat. Hinzu fügt man 0,5 Teile eines handelsüblichen Entschäumers.
Nach gründlichem Mischen erhält man ein gut lagerfähiges Anstrichmittel für die
Herstellung von sogenannten Glanzanstrichen, das die Verlaufsnote 1 hat. (Glanz
gemessen mit der üblichen Methode, nach Länge:
Glanzwert 28). Vergleichsversuch(f)
Man arbeitet wie in Beispiel 3 angegeben, gibt jedoch anstelle der Kaliumoleatlösung
2 Teile Wasser zu. Die Anstrichfarbe erhält die Verlaufsnote 2 (Glanzwert 24). Verlgeichsversuch
(g)
Man arbeitet wie in Beispiel 3 angegeben, gibt jedoch anstelle der Kaliumoleatlösung
und de.r Lösung des Polyäthylenadduktes 7 Teile Wasser zu. Die anstrichfarbe erhält
die Verlaufsnote 3 (Glanzwert 21). Vergleichsversuch (h)
Man arbeitet wie
in Beispiel 3 angegeben, gibt jedoch anstelle der 10 Teile einer 30 Ligen LU*sung
des Vinylpyrrolidon-Mischpolymerisates 20 Teile einer 8 joigen Methylzelluloselösung,
bzw. 25 Teile`einer 4 %igen Hydroxyäthylzelluloselösung oder 10 Teile einer 8 %igen
ammoniumalkalischen Polyacrylsäurelösung hinzu.
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In allen Fällen ist die Verlaufsnote 4 (Glanzwert 18).