DE1769253B2

DE1769253B2 - Hydrophile lacke und anstrichmittel

Info

Publication number: DE1769253B2
Application number: DE19681769253
Authority: DE
Inventors: Vaclav Chromecek Richard Khment Karel Otoupalova Jaroslava Stoy Vladimir Stol Miroslav Prag Kugler
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1967-05-04
Filing date: 1968-04-26
Publication date: 1973-08-23
Also published as: BE714589A; FI46258B; JPS497321B1; GB1192663A; SE345475B; NL6806319A; FR1566892A; DE1769253C3; DE1769253A1; US3597384A; FI46258C

Description

Die Erfindung betrifft hydrophile Lacke und Anstrichmittel, deren hydrophile polymere Substanz aus löslichen, unvernetzten Methacrylaten bzw. Acrylaten von Glykolen besteht. Die Zusammensetzung beträgt

30 Ti bis 100% (Geweht) von löslichem poiy-p.erem Äthyienslykolmonomethacrylat bzw. -acrylat. 0 bis 65 °^r- löslichem polymerem Diäthylenglykol- bzw. PoIyäthyleneiykolmonomethacrylat bzw. acrylat. 0 bis 4O⁰'' von einem hydropho^{v 1} lackbildenden Polymer, wie'z. B. Nitrocellulose 00 : Polymethylmetruimlat, wobei die verwendeten Lösungsmittel neben den üblichen flüchtigen Bestandteilen noch 3 bis 40% von einem hochsiedenden und wenig flüchtigen, wenigstens teilweise mit Wasser mischbaren Lösungsmittel enthalten, sämtliche Prozentangaben auf die pohmere Trockensubstanz berechnet.

Die erfindungsgemäßen Lacke bzw. Anstrichmittel besitzen, wenn auf eine Grundfläche aufgebracht und 2etr0ck.net, hervorragende hydrophile Eigenschaften, ohne die Transparenz zu beeinträchtige:. Die hydrophilen Eigenschaften erteilen dem Film die Fähigkeit, Wasserdämpfe aus der Luft zu absorbieren und die Kondensation von Wassertröpfchen auf einer kalten Oberfläche zu verhindern. Unter gleichen Bedingungen, wenn die gleiche Oberfläche ohne Anstrich unter dem Taupunkt undurchsichtig wird, bleibt die mit dem Film nach der Erfindung versehene Fläche klar und durchsichtig.

Die löslichen polymeren Glykolmethacrylate bzw. -acrylate lassen sich theoretisch durch Polymerisation von reinen Glykolmonomethacrylaten bzw. -acrylalen darstellen, die praktisch keine Diester enthalten. Es ist jedoch sehr schwer, die Diester, die bereits inj einer Konzentration von 0,1 °/₀ Vernetzung veruisachen, zu beseitigen. Bei jeder Erhitzung, z. B. bei einer Destillation unter vermindertem Druck, und wahrscheinlich auch bei langem Lagern werden die Diester durch Reesterifikaticn wieder neu gebildet:

CH₂ = CH · CO

2CH₂ = CH · CO · O · CH₂ · CH₂ · OH CH₂
ί +HO-CH₂- CH₂ · OH

CH₂

CHo = CH · CO

Ohne Schwierigkeiten können lösliche Glykolmethacrylate bzw. -acrylate gemäß dem tschechoslowakischen Patent 124 819 durch Polymerisation in guten Lösungsmitteln dargestellt werden, die gegenüber dem Polymer den Interaktionsparameter (Zwischenwirkungsparameter) χ kleiner als 0,5 besitzen. (Über den Parameter χ und die Bestimmung desselben s. zum Beispiel P. J. F1 ο r y, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press. 1953, Chap. VTI and Xm, Gleichungen 10 und 39).

In solchen Lösungsmitteln unterbleibt die Vernetzung durch den anwesenden Diester, so daß rohe Monoester mit hohem Gehalt am Diester (bis 60%) zur Herstellung von löslichen polymeren Glykolmethacrylaten bzw. -acrylaten angewandt werden können. Die erhaltenen Polymerlösungen können entweder direkt oder nach einem teilweisen Verdampfen des Lösungsmittels zur Herstellung von Lacken und Anstrichmitteln verwendet werden. Die Makromoleküle von diesen löslichen Polymeren sind entweder linear oder verzweigt, nicht aber vernetzt. Das Molekular gewicht kann jeden beliebigen Wert zwischen einigen Tausend und einigen Millionen erreichen, je nach der Konzentration der Monomeren, des Polymerisationsinitiators bzw. -katalysators, der Temperatur usw. Falls bei der Polymerisation solche Lösungsmittel ver wendet wurden, die zur Herstellung der hydrophilen Lacke ungeeignet sind, muß zunächst das Polymer auf bekannte Weise isoliert und in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst werden. Die Isolierung erfolgt z. B. durch Verdampfen des Lösungsmittels oder durch

Fällen in einem NichtlösungsmHtel.

Vorteilhaft werden natürlich solche Lösungsmittel bei der Polymerisation benutzt, die dann einen Bestandteil des Lackes bilden. Als Beispielejcönnen Äthanol, Äthylenglykolmonomethyl- oder Äthyläther ge- nannt werden.

Verschiedene hydrophile Komponenten können entweder in Gemischen von Homopolymeren, wie z. B. Äthylenglykolmonomethacrylat- und Diäthylengly-

kolmonomethacrylatpolymeren, oder als Kopolymere öffentlichen Räumen, in Kraftwagen, Luftfahrzeugen der entsprechenden Monomere Verwendung finden. usw. geeignet. Die Lacke können mit Vorteil auch für Auch hydrophobische Komponenten, wie z. B. Poly- Sichtgläse bei verschiedenen Industrie- oder Laboramethylmethacrylat, können entweder als solche züge- toriumsapparaten, Brillen u. ä. angewandt werden,
setzt oder in der Form von entsprechenden Monomeren 5 "
mit den Glykolacrylaten bzw. -methacrylaten copoly- Beispiel 1
merisiert werden. In dem letzten Falle wird z. B. ein 3,8 Teile (Gewicht) einer 40°/₀igen Lösung von poly-Terpolymer als einheitliche Komponente des Lackes merem Äthylenglykolmonomethacrylat in Äthylenglyeingesetzt, das durch Kopolymerisation von Äthylen- kolmonomethyläther und 2,5 Teile einer 20° _oigen glykolmonomethucrylat, Diäthylenglykolmethacrylat io Lösung von polymeren Polyäthylenglykolmonometh- und Methylmethacrylat hergestellt worden ist. Selbst- acrylat in Äthanol wurden mit 4 Teilen einer 10° _oigen verständlich kann z. B. Diäthylenglykolmonometh- Lösung von Polymethylmethacrylat in Äthylenglykolacrylat durch Triäthylenglykolmethacrylat, das Methyl· monoäthyläther homogenisiert. Dann wurden noch rr.ethacrylat durch Äthyl- oder Butylmethacrylat usw. 0,4 Teile Diäthylenglykolmonobutyläther und 0,2 Teile teilweise oder vollständig ersetzt werden. 15 Benzylalkohol zugemischt. Der so erhaltene Lack, auf Ähnlich können Methacrylate durch entsprechende eine Glastafel gespritzt oder angestrichen, trocknete in Acrylate ersetzt werden. Die letzteren sind zwar 40 Minuten aus und bildete eine vollständig durchchemisch weniger beständig, für der. vorliegenden sichtige Filmschicht mit hervorragenden hydrophilen Zweck ist jeuoch die Beständigkeit der Acrylate mehr Eigenschaften,
als ausreichen!.', so daß nur der Preis ausschlaggebend 20 _R . · , -

. DClbpiclΔ

Um gute mechanische sowie auch optische Eigen- 3,2 Teile einer 40°/₀igen Lösung eines Äthylenglykol-

schaften zu erzielen, werden die hydrophilen Polymeren monomethacrylatpolymers inÄthylenglykolmonoäthyl-

der obenerwähnten Sorte mit hydrophoben filmbilden- äther und 3,5 Teile einer 2O°/oigen Lö_sung von PoIy-

den Polymeren, wie z. B. Nitrocellulose oder Poly- 25 (diäthylenglykolmonomethacrylat) in Äthanol wurden

methylmethacrylat, kombiniert. Man kann entweder gründlich gemischt mit 3 Teilen einer lOJJ/oigen Lösung

ester- oder alkohollösliche Nitrocellulose verwenden. Nitrocellulose in einem Gemisch von Äthylenglykol-

Der optimale Zusatz beträgt 0 bis 40 %, wobei höhere monoäthylätber mit Äthanol, enthaltend 0,4 Teile von

Anteile dann .'ngewandt werden, wenn das den Haupt- Cyklohexanol und 0,2 Teile von Dimethylformamid,

bestandteil bildende Polymer besonders hydrophil ist. 30 Der so dargestellte Lack trocknete in 25 Minuten bei

So z. B. wird ein höherer Anteil des hydrophoben Raumtemperatur und hatte hervorragende hydrophile

Polymers (z.B. Nitrocellulose) benutzt, wenn als Eigenschaften, ähnlich wie das Produkt nach Beispiel 1. Glykolkomponente des hydrophilen Polymers Di-

äthylen oder Polyäthylenglykol verwendet wird. Beispiel 3

Sämtliche Prozentangaben beziehen sich auf die 35

Trockensubstanz des Lackes. Terpolymer, dargestellt aus 1,5 Teilen Äthylengly-

Die besten Ergebnisse werden durch Kombination kolmonomethacrylat, 0,5 Teile Diäthylenglykolmono-

von polymeren Äthylenglykolmethacrylaten bzw. methacrylat und 0,4 Teile Methylmethacrylat durch

-acrylaten mit polymeren Di- bzw. Polyäthylenglykol- Lösungskopolymerisation, wurde in einem Gemisch

methacrylaten bzw. -acrylaten erreicht, ungeachtet 40 von Äthanol-Äthylenglykolmonoäthyläther (60:40)

dessen, ob ein Gemisch von Homopolymeren oder ein zu einer 25%'gcn Lösung aufgelöst, worauf 0,4Teile

Kopolymer der entsprechenden Zusammensetzung vor- Äthylenglykolmonobenzyläther und 0,2 Teile Dime-

liegt. Die optimalen Verhältnisse wurden zu Beginn thylformamid zugesetzt wurden. Der so erhaltene Lack

der Beschreibung angegeben. trocknete bei Raumtemperatur zu klaren, hydrophilen

Als Lösungsmittel lassen sich Glykoläther, insbe- 45 Filmen.

sondere Methyl- oder Äthylmonoäther von Äthylen- Beispiel 4
glykol, Diäthylenglykol u. a. verwenden. Ferner sind

niedrigere aliphatische Alkohole (C₁ bis C₃), Ester, 1,3 Teile von polymeren Äthylenglykolmonometh-

Ketone und besonders Gemische derselben geeignet. acrylat, bereitet aus einem Gemisch von Äthylenglykol-

Fi'me von den Lacken und Anstrichmitteln nach der 50 monomethacrylat mit 20% Äthylenglykol-bis-meth-Erfindung trocknen bei Raumtemperatur in 15 bis acrylat durch Lösungspolymerisation nach dem 45 Minuten, so daß sie dann nicht mehr klebrig sind. tschechoslowakischen Patent 124 819, wurden zusam-Fertige Filme sind hart, mechanisch widerstandsfähig men mit dem Polymethylmethacrylat nach Beispiel 1 und absorbieren Wasserdämpfe aus der Luft auch bei (0,7 Teile) in einem Gemisch von Äthanol und Äthyleneiner niedrigen äußeren Temperatur und bei hoher rela- 55 glykolmonoäthyläther zu einer 25°/_oigen Lösung gelöst, tiver Feuchtigkeit so gut, daß kein sichtbares Schwitz- 0,4 Teile Diäthylenglykolmonobutyläther und 0,2Teile wasser gebildet wird. Diese Eigenschaft macht die Benzylalkohol wurden der Lösung zugesetzt. Der so Lacke uud Anstrichmittel nach der Erfindung beson- erhaltene Lack bildete nach dem Austrocknen bei ders zur Behandlung von Fenstern in Privat- oder Raumtemperatur harte, aber hydrophile Filme.

Claims

Patentansprüche:

1. Hydrophile Lacke und Anstrichmittel auf Basis von Polyacrylaten, dadurch gekennzeichnet, daß'sie zu 39 bis 100° ₀ aus einem löslichen polymeren Äthylenglykolmonomethacrylat bzw. -acrylat 0 bis 65% aus einem löslichen polymeren Di- bzw. Polyäth 'lenglykolrnonomethacrylat bzw. -acrylat und' zu 0 bis 40% aus einem filmbildenden hydrophoben Polymer bestehen, wobei das Lösungsmittel neben den üblichen leichtflüchtigen Bestandteilen noch 3 bis 40% >on einem schwerflüchtigen, hochsiedenden und wenigstens teilweise mit Wasser mischbaren Lösungsmittel enthält und sämtliche Prozentangaben auf die polymere Trockensubstanz berechnet sind.

2. Hydrophile Lacke und Anstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie anstatt eines Gemisches von Polymeren ein entspre- chendes Kopolymer enthalten.

3. Hydrophile LacKe und Anstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophole Polymere Nitrocellulose oder PoIymethylmethacrylai ist.