DE1669153C3 - - Google Patents

Description

Selbstglanzemulsionen für die Fußbodenpflege werden aus Wachsemulsionen oder Polymerdispersionen bzw. Gemischen beider hergestellt. Sie können Zusätze wie Harzlösungen, Weichmacher und grenzflächenaktive Verbindungen enthalten. Filme aus solchen Selbstglanzemulsionen müssen eine Reihe anwendungstechnischer Grundeigenschaften besitzen, z. B. hohen Selbstglanz, homogenes Aussehen, ausreichende Adhäsion auf dem Bodenbelag, gute Wasser- und Detergenticnfestigkeit, mechanische Festigkeit. Lcringe Klebrigkeit und gute Wiedcrentlernbarkeit.

Hinige dieser Eigenschaften, insbesondere der Selbstglanz und die mechanische Festigkeit, können verhältnismäßig einfach durch richtige Wahl und geeignete Kombination der /u rezepticrenden Rohstoffe eingestellt werden. Dagegen ist es schwierig. Filme her/uslellcn, die einerseits gegen Wasser und die im allgemeinen zur Reinigung verwendeten schwach alkalischen Reiniger unempfindlich sind, andererseits jedoch mit geeigneten Entfernern wieder vollständig abgelöst werden können, um Schichtenbildung ;uif dem Fußboden zu vermeiden. Häufig /eigen Filme, die sich zu leicht entfernen lassen, schon bei Einwirkung von Wasser oder verdünnten Reinigern unerwünschte Flecken durch Anlösen des Films. Umgekehrt sind Filme, vor allem die aus Sclbstglanzemulsionen mit hohem KunststolTgehalt, nach längerer Aliening auch mit starkem Alkali nicht mehr zu entfernen und müssen dann meist mechanisch abgelöst werden.

Aus Stabililätsgründen ist es erforderlich, daß in den Sellistglanzemulsionspartikeln Carboxylgruppen vorliegen, die von den Wachs- oder Harzsäuren b/w. von den in den Polymcrdir.persionen mit polymcrisierten ungesättigten Carbonsäuren stammen können. In den Pflegeniittelfilmcn beeinflussen diese Carboxylgruppen die Wasser- und Dclcrgentienfcstigkcit sowie die Entfernbarkcit. Bei Einwirkung von wäßrigem Alkali auf den trockenen Film findet Sal/bildum-, statt, der Film wird reemiilgiert und löst sich damit ab. Diese Reaktion unterstützt somit /war die Entfernbarki.it der Filme, verschlechtert jedoch ihre Wasser- bzw. Detergentienfcstigkeit. is hat daher nicht an Versuchen gefehlt, Selbstglanzemulsionen zu finden, die diese Nachteile nicht aufweisen. So wurden beispielsweise die metallsalzhaltigen Polymer-Dispersionen, das sind anionische Selbstglanzemulsionen, entwickelt (vgl. Resin Review, Bd. XVI, Heftl, S. 20), welche Metallionen, wie Zink oder Zirkon, enthalten, die die Aufgabe haben, im Film mit den Carboxylgruppen zu reagieren. Dadurch werden die Carboxylgruppen blockiert und die Reemulgierung durch Wasser oder Reinigungsmittel verhindert. Gleichzeitig tritt eine Vernetzung der Polymermoleküle ein. Bei Zugabe von Ammoniak oder ähnlichen Komplexbildnern zum Reinigungsmittel werden die Metallatome besonders leicht aus dem Film entfernt und der Film durch Reemulgierung abgelöst. Selbstglanzemulsionen, die sich aus Mischungen von Polymerdispersionen und alkalischen Harzlösuncen zusammensetzen und bei denen die Detergenticnfestigkeit ebenfalls durch Zugabe von Metallsalzen verbessert wird, sind in der USA.-Patentschrift 3 308 078 beschrieben.

Bei den genannten metallsalzhaltigen Polymer dispersionen ist der erwünschte Effekt vor allem an die Zusammensetzung und Struktur der verwendete]!

Copolymerisate gebunden. Da es sich durchweg um Abmischungen handelt, die zu 80 bis 100" 0 aus PoIvmerdispersionen bestehen, enthalten sie auch nu, wenig oder gar kein Wachs. Dies erweist sich jedoch insofern als Nachteil, als, wie bekannt ist, Filme aus ^!bstglanzemulsionen mit mehr als 50 Gewichtsprozent Polymeranteil nicht mehr nachpolierbar sind, μ daß Beschädigungen oder Kratzer zum Unterschied von polymerfreien oder wachsreichen Filmen nich; ausgebessert werden können. Setzt man jedoch, un; zu polierbarjn Filmen zu kommen, den metallsal/-haltigen Polymerdispersionen Wachse zu (z. B. dem sehe Offenlegungsschriften 1519 315. 151^C>2(H. 1519 384; französische ratcntschriflcn 13M(V)S. 1458 731; USA.-Patcntschrin 3 328 325; britische

v> Patentschrift 1072 043) bzw. erhöht ihien Wachsantei! auf 4()ⁿ/o oder mehr, so geht die verbessernde Wirkung όι:τ Metallionen wieder verloren.

Eine spezielle Kl isse von Wachsemulsionen füi die Fußbodenpflege stellen die mit nichlionogenen Emu!- galorcn hergestellten nichtionogenen Emulsionen dar. welche sich großer Beliebtheit erfreuen, weil sie besonders leicht und sichel hergestellt werden können. Der noch weiteren Verbreitung diese EmuKionsnps stehen jedoch Nachteile in den Filmcigenschafien gegenüber, welche darin bestehen. dal.i Filme aus diesen Emulsionen auch noch mehiere lage nach dem Auftragen schon duieh Walser allein leicht zu reemulgieren sind, so daß Was'-eitropfen häßliche Fleiken hinterlassen. Nach längeiei Alterung werden solche Filme zwar auch wasserfest, sie können jedoch dann nur noch sehr schwer wieder entfernt werden.

Es wurde nun gefunden, daß Filme nic'ntionogener, wäßriger Selbsiglanzemulsionen diese Nachteile nicht /eigen, wenn man die freien Carboxylgruppen der Wachse durch Zugabe von Metallsalzen vernetzt.

Die Erfindung betrifft demnach Sclbstglanzemulsionen zur Pflege von Fußböden, bestehend aus einer nichtionogenen. wäßrigen Emulsion aus 10 bis 40 Gewichtsprozent eines natürlichen oder leilsynilietischen Esterwachses mit einer Säurc/.ahl zwischen 2 und 100. wobei gegebenenfalls bis zu 50 Gewichtsprozent des Esierwachses durch ein oxydiertes oder nicht-' oxydiertes Paraffinwachs. Mikrowachs (»der emulgier-

bares Polyolefinwachs ersetzt sein können, 1,0 bis 15,0 Gewichtsprozent eines nichtionogenen Emulgators und 89 bis 45 Gewichtsprozent Wasser, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie 0,25 bis 3 Äqui-.valente, bezogen auf die Carboxylgruppen des Wachses, wasserlösliche Salze des Zinks und/oder Cadmiums enthalten.

Derartige Selbstglanzemulsionen liefern Filme mit hoher Wasser- und Detergentienfestigkeit, die sich mit alkalischen Reinigern leicht entfernen lassen, bei Beschädigung ausgezeichnet nachpolierbar sind und ein sehr gutes Begehverhalten aufweisen. Sie unterscheiden sich damit deutlich und vorteilhaft von den entsprechenden metallsalzfreien Emulsionen. Den bekannten metallsalzhaltigen Selbstglanzemulsionen auf Polymerbasis gegenüber kann man sie hinsiehtlieh ihrer Wasser- und Detergentienbeständigkeit sowie ihrer Begeheigenschaften als gleichwertig an- «prechen, da sie jedoch zusätzlich die für den Verbraucher sehr wichtige Eigenschaft der Wiederaufpolierbarkeit besitzen, sind sie ihnen, insgesamt betrachtet, erheblich überlegen.

Das das Prinzip der Metallvernetzung bei Selbstglanzemulsionen auf Esterwachsbasis mit Erfolg anwendbar ist, war überraschend und nicht vorhersehbar, nachdem die Wachse im Vergleich zu den Polymeren nur Molgewichte von 800 bis 900 besitzen, die enthaltenen höheren Carbonsäuren im wesentlichen Monocarbonsäuren darstellen und Verinetzungsreaktionen bei derartigen Säuren nicht zu erwarten waren und auch bisher noch nicht beschrieben worden sind.

Die beanspruchten Selbstglanzemulsioncn enthalten in 100 Gewichtsteilen 10 bis M) Gewichtsteile eines natürlichen oder synthetischen Hstenvachses mit einer Sdurc/ahl zwischen 2 und 100. bevorzugt 20 und 50. Geeignete Estcrwuchse sind /. B. dirnaubawachs. Ouricury-Wachs, Candclillawachs, die aus natürlichen Wachsen durch Raffination oder Oxydation gewonnenen Produkte, insbesondere aber die durch Chromsäureoxidation von entharztem oder nicht entharztem Rohmontanwachs und anschließender Veresterung erhältlichen Esterwachse. Bis zu 50 Gewichtsprozent dieser Esterwachse können gegebcnenfalls durch ander Wachse wie z.B. nichtoxidierte oder oxidierte Paraffine, Mikrowachse oder emulgierbarc Polyolcfinwachse ersetzt werden.

Als Emulgatoren dienen mit 5 his 30 Mol, bevorzugt 10 bis 25 Mol Äthylenoxid äthoxylierte Fettalkohole, Fettsäuren, Fettamine oder Alkylphenole, Die benötigte Enuilgatormenge liegt zwischen 1,0 und 15, bevorzugt 1,5 und 10 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsteilc der SelbstghinzemuNion, anders ausgedrückt bei einer Menge, die IO bis 40, bevorzugt 15 bis 25" 0 des Gewichts des in der Emulsion enthaltenen Wachsanteils ausmacht. Während bei herkömmlichen nichtionogenen Wachsemulsionen die Emulgatormengc nicht mehr als 15 fcis 20°/o des Wachsanteils betragen darf, weil sonst 4ie Wasserfestigkeit stark absinkt, ist die Emulgatormenge bei den erfindungsgemäßen Emulsionen weit-Hus weniger kritisch. In manchen Fällen bringt hier fine Erhöhung der Emulgatorkonzcntration auf über 25⁰Zb des Wachsantcils sogar eine Verbesserung der erwünschter. Effekte.

AIs Metallzusätze eignen sich lösliche Salze des Kinks, Cadmiums und Aluminiums mit anorganitchen oder organischen Anionen, beispielsweise die Chloride, Nitrate, Sulfate, Propionate und insbesondere die Acetate. Da nichtionogene Wachsemulsionen meist schwach sauer reagieren (pH 4 bis 6), treten durch die Zugabe der Metallsalze im allgemeinen keine Störungen auf.

Die Menge der zuzusetzenden Metallionen hängt von der Säurezahl der Wachskomponente insgesamt ab und soll 0,25 bis 3, bevorzugt 0,5 bis 2 Äquivalente, bezogen auf die Carboxylgruppen des Wachses, betragen.

Selbstverständlich ist es auch noch möglich, den erfindungsgemäßen Wachsemulsionen zur Einstellung auf weitere spezielle Eigenschaften, wie Filmbildung, Emulsions- und Filmqualität, die bei den Selbstglanzemulsionen üblichen Zusätze von alkalilöslichen Harzen, wachslöslichen Harzen, Weichmachern, Lösungsmitteln, oberflächenaktiven Substanzen, Farbstoffen, Aminen, fixen Alkalien usw., einzuverleiben.

Im folgenden seien an Hand von Beispielen, bei denen unter Teilen stets Gewichtsteile zu verstehen sind, die Vorteile der metallsalzhaltigen Selbstglanzemulsionen gemäß der vorliegenden Erfindung durch Vergleich verschiedener anwendungstechnischer Eigenschaften mit denen herkömmlicher metallsalzfreier Emulsionen aufgezeigt.

„ . I₁

e ι s ρ 1 e

a) 10,5 Teile eines synthetischen Esterwachses auf Rohmontanwachsbasis mit der Säurezahl 30 werden mit 1,5 Teilen eines nichtionogenen Emulgators auf Basis eines mit etwa 15 Mol Äthylenoxyd äthoxylicrten Fet«alkohols bei 110 C aufgeschmolzen. Durch Zugabe von 88,0 Teilen siedendem Wasser wird das Wachs unter Rühren emulgiert, worauf man die Emulsion rasch auf Zimmertemperatur abkühlt. Die anwendungstechnischen Eigenschaften eines Selbstglanzfilmes aus dieser Emulsion sind in der Tabelle unter 1 a angeführt.

ί>) Zu 100 Gewichtsteilen dieser Wachsemulsion werden unter Rühren 2,5 Teile einer 25°/oigen wäürigen Zinkacetatlösung gegeben. Aus der Tabelle ist unter 1 b abzulesen, welche Eigenschaften ein aus dieser Emulsion hergestellter Wachsfilm aufweist.

R-' ' 1 2

a) Aus 8.0 Teilen Esterwachs der Säurezahl 30, 4.0 Teilen oxydiertem Mikrowachs der Säurezahl 30, 1.9 Teilen nichtionogenem Emulgator mit 15 Mol

so Äthylenoxyd und 86,1 Teilen Wasser wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, eine Selbstglanzemulsion hergestellt. Der Wachsfilm aus dieser Emulsion besitzt die in der Tabelle unter 2 a genannten Eigenschaften.

b) In 100 Gewichts<cilen der Emulsion werden anschließend 2,0 Teile einer 25°.'oigen Zinkacetatlösung eingerührt Die Eigenschaften eines Selbstglanzfilmes aus dieser Abmischung sind der Tabelle unter Versuch 2 b zu entnehmen.

Gemäß Beispiel 1 wird eine Emulsion aus 10,5 Teilen listerwachs mit der Säurc/ahl 35, 1,8 Teilen nichtionogenem Emulgator, 87,'? Teilen Wasser und 4,0 Teilen einer KV/eigen Aluminiumchloridlösung hergestellt. Wachsfilme aus dieser Selbstglanzemulsion einsprechen den nach Beispiel 1 erhaltenen.

Die nachstehende Tabelle enthält die Ergebnisse der Prüfung auf Selbstglanz in Prozent sowie Wasser-

1 669 155

festigkeit, Detergenti^nfestigkeit, Entfernbarkeit und Schinutzaufnahme im Begehtest in Wertzahlen 1 bis 6, wobei 1 ein ausgezeichnetes, 6 ein völlig ungenügendes Ergebnis bedeutet.

Anwendungstechnische	Versuchsprodu k	Ib	gemäß ]	Beispiel
Eigenschaften	la	66	2a	2b
Selbstglanz, %	65		78	80
Wasserfestigkeit		2
nach 24 Stunden ..	5		3 bis 4	2
Detergentienfestig-		1
keit nach 24 Stunden	6		3	1
Entfernbarkeit		1
nach 48 Stunden ..	1		2	2
Schmutzaufnahme		1
nach 1 Woche ....	3	4	2

Wie ersichtlich, werden die hier untersuchten anwendungstechnischen Eigenschaften durch Zugabe der Metallsalzlösung durchweg verbessert. Vor allem entstehen dabei Filme mit sehr hoher Detergentienfestigkeit. Durch Reaktion mit den Metallatomen verlieren nichtionogene Filme auch rascher ihre Klebrigkeit, was sich in einer geringeren Schmutzaufnahme im Begehtest bemerkbar macht.

Die Messung der Glanzwerte erfolgie photoelektrisch mit dem Glanzmeßgerät nach Dr. B. Lange, Berlin. Die Werte sind Prozentzahlen, die sich auf einen bestimmten Glanzstandard = 100 °/o beziehen. Bei der Bestimmung der WasEerfestigkeit auf Linoleum läßt man mit Wasser getränktes Filtrierpapier Vj Stunde auf den Film einwirken und beurteilt nach dem Abtrocknen die Reemulgierung des Filmes.

Die Detergentienfestigkeit wurde nach einer dem Gardner-Test ähnlichen Methode auf PVC durch Behandeln des Filmes mit einem im Haushalt gebräuchlichen Reiniger (2°/oige Lösung des Reinigungsmittels Spie and Span der Firma Procter and Gamble) bei konstanter Belastung geprüft. Zur Bestimmung der Entfernbarkeit wurden dem Reinigungsmittel 5 ⁰Zo konzentrierter Ammoniak zugegeben und der Film ebenso beansprucht wie bei der Detergentienfestigkeitsprüfung. Die Schmutzaufnahme wurde nach einer Woche Begehzeit an einem Begehversuch auf PVC visuell beurteilt.

Claims (1)

1. I 669 153

   Patentanspruch:

   Wäßrige Selbstglanzemulsionen zur Pflege von Fußböden, bestehend aus einer nichtionogenen, wäßrigen Emulsion aus 10 bis 40 Gewichtsprozent eines natürlichen oder teilsynthetischen Esterwachses mit einer Säurezahl zwischen 2 und 100, wobei gegebenenfalls bis zu 50 Gewichtsprozent dieses Esterwachses durch ein oxydiertes oder nichtoxydiertes Paraffinwachs, Mikrowachs oder emulgierbares Polyäthylenwachs ersetzt sein können, 1,0 bis 15 Gewichtsprozent eines nichtionogenen Emulgators und 89 bis 45 Gewichtsprozent Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,25 bis 3 Äquivalente, bezogen auf die Carboxylgruppen des Wachses, wasserlösliche Salze des Zinks und/oder Aluminiums und/oder Cadmiums enthalten.