DE19749643A1 - Dispersionsfarben, die als Bindemittel mit Carbonylgruppen funktionalisierte Polymere enthalten - Google Patents
Dispersionsfarben, die als Bindemittel mit Carbonylgruppen funktionalisierte Polymere enthaltenInfo
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- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09D133/062—Copolymers with monomers not covered by C09D133/06
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Dispersionsfarben, die als
Bindemittel wenigstens eine wässrige Polymerisatdispersion (Kom
ponente A) enthalten, deren Polymerisat mit Keto- und/oder Alde
hydgruppen funktionalisiert ist.
Dispersionsfarben sind eine der größten Produktgruppen der Lack-
und Farbenindustrie (siehe Ullmanns Enzyklopädie der technischen
Chemie, 4. Aufl., Band 15, Verlag Chemie, Weinheim 1978, S. 665).
Dispersionsfarben enthalten in der Regel als Bindemittel ein
filmbildendes Polymer und als farbgebenden Bestandteil wenigstens
ein anorganisches Pigment, ferner anorganische Füllstoffe und
Hilfsmittel, wie Entschäumer, Verdicker, Netzmittel und gegebe
nenfalls Filmbildehilfsmittel.
Die Qualität von Dispersionsfarben hängt maßgeblich von der Fä
higkeit des filmbildenden Polymers ab, die nichtfilmbildenden Be
standteile, die Pigmente und anorganische Füllstoffe gleichmäßig
zu binden. Das Pigmentbindevermögen des Bindemittels spielt ins
besondere eine Rolle bei Dispersionsfarben mit einem hohen Gehalt
an anorganischen Pigmenten und Füllstoffen, charakterisiert durch
eine Pigmentvolumenkonzentration PVK < 40%. Die Pigmentvolumen
konzentration wird üblicherweise definiert als der Quotient aus
dem Gesamtvolumen der festen anorganischen Bestandteile (Pigment
+ Füllstoffe) geteilt durch das Gesamtvolumen der festen anorga
nischen Bestandteile und der Polymerisatteilchen der wässrigen
Bindemittelpolymerisatdispersion; siehe Ullmanns Enzyklopädie der
technischen Chemie, 4. Auflage, Band 15, S. 668). Ein geringes
Pigmentbindevermögen führt zu einer schlechten mechanischen Sta
bilität der Beschichtung, die sich beispielsweise in einer gerin
gen Nassabriebfestigkeit äußert. Eine hohe Nassabriebfestigkeit
ist jedoch insbesondere bei abwaschbaren Dispersionsfarben er
wünscht. Weiterhin muss gewährleistet sein, dass das Bindemittel
eine hinreichend niedrige Filmbildetemperatur aufweist, um so
eine Verarbeitung der Beschichtungsmasse auch bei niedrigen Tem
peraturen zu gewährleisten. Gleichzeitig darf das Bindemittelpo
lymer nicht zu weich sein, damit eine ausreichende Festigkeit ge
währleistet ist, oder zu klebrig sein, um ein Anschmutzen zu ver
meiden.
Die Dispersionsfarben sollten insbesondere bei Anwendungen im Au
ßenbereich gegenüber Umwelteinflüssen, wie Sonnenlicht, Feuchtig
keit und Temperaturschwankungen stabil sein. Ferner muss der An
strich auch auf unterschiedlichen Substraten gut haften, was
ebenfalls vom gewählten Bindemittelpolymer abhängt.
Eine weitere, vom Bindemittelpolymer abhängige Eigenschaft ist
die Blockfestigkeit der Anstriche.
Die EP-A-184 091 beschreibt Beschichtungsmittel auf der Basis
wässriger Polymerisatdispersionen, die eine niedrige Filmbilde
temperatur aufweisen und Filme mit hoher Blockfestigkeit bilden.
Die dort offenbarten Polymerisatdispersionen können auch vernet
zend wirkende Monomere einpolymerisiert enthalten. Die beschrie
benen Beschichtungsmassen enthalten nur in geringer Menge anorga
nische Stoffe und Pigmente.
Die EP-A-327 006 und die EP-A-327 376 offenbaren Dispersionsfar
ben auf der Basis wässriger Polymerisatdispersionen, die Siloxan
gruppen enthaltende Monomere einpolymerisiert enthalten. Derar
tige Monomere sind jedoch teuer, so dass bereits eine geringe
Menge die Herstellungskosten für das Bindemittel in beträchtli
chem Maße erhöht. Zudem muss damit gerechnet werden, dass durch
Hydrolyse der Siloxangruppen die Eigenschaften des Bindemittels
bei Lagerung verändert werden.
Die US-4,219,454 beschreibt Bindemittel für Beschichtungsmassen,
z. B. Dispersionsfarben, auf der Basis wässriger Polymerisatdis
persionen, die Harnstoffgruppen enthaltende Monomere zur Verbes
serung der Haftfestigkeit der Beschichtungen im feuchten Zustand
(sog. Nasshaftung) einpolymerisiert enthalten. Die dort beschrie
benen Beschichtungen weisen jedoch ebenfalls nur geringe Pigment
gehalte auf. Das Problem der Nassabriebfestigkeit von Beschich
tungsmassen mit einer PVK < 40% wird durch die dort beschriebe
nen Polymerisate nur unzureichend gelöst.
Aus der DE-OS-25 35 374 sind Bindemittel für Dispersionsfarben
bekannt, die Monomere mit Cyanacetyl- oder Acetoacetyl-Gruppen
einpolymerisiert enthalten. Die Anstriche zeichnen sich durch
eine verbesserte Nasshaftung sowie eine gute Haftung auf hydro
phoben Untergründen aus. Die dort beschriebenen Dispersionsfarben
weisen jedoch nur einen geringen Gehalt an anorganischen Pigmen
ten auf.
Die US-A-3,345,336 beschreibt Polymerisate, die Carbonylgruppen
aufweisen, welche mit Hydraziden polybasischer Carbonsäuren ver
netzt werden können. Im vernetzten Zustand weisen die Polymeri
sate Lösungsmittelfestigkeit auf. Sie werden zur Behandlung von
Leder, Textilmaterialien und Papier verwendet.
Aus der älteren Patentanmeldung US 08/720,977 sind Bindemittel
für Dichtungsmassen bekannt, deren Bindemittel wenigstens eine
Verbindung mit zwei primären Aminogruppen und wenigstens ein mit
Ketogruppen funktionalisiertes Polymerisat umfasst. Die Verwen
dung der Bindemittel in Dispersionsfarben mit einer PVK < 40%
wird nicht vorgeschlagen. Ähnliche Bindemittel werden in der
EP-A-5 167 für niedrig pigmentierte Anstrichmittel und für Bunt
steinputze eingesetzt.
Die Bindemittel des Standes der Technik vermögen die Forderungen,
die an Dispersionsfarben mit einer PVK < 40 gestellt werden, nur
teilweise zu erfüllen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die
Aufgabe zugrunde, eine Dispersionsfarbe mit einer PVK < 40% be
reitzustellen, die ein hohes Pigmentbindevermögen, d. h. eine
hohe Nassabriebfestigkeit, eine hohe Nasshaftung auf verschieden
sten Untergründen und eine gute Blockfestigkeit aufweist. Diese
Aufgabe konnte überraschenderweise gelöst werden, wenn man für
die Dispersionsfarben Bindemittel auf der Basis wässriger Polyme
risatdispersionen verwendet, deren Polymerisate mit Aldehyd- bzw.
Ketogruppen modifiziert sind.
Demnach betrifft die vorliegende Erfindung Dispersionsfarben, die
- a) als Bindemittel eine Zubereitung, die als Komponente A wenig
stens eine wässrige Polymerisatdispersion umfasst, deren Po
lymerisat P funktionelle Gruppen der allgemeinen Formel
aufweist, worin
R1 für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl steht und
X an ein Kohlenstoffatom der Polymerkette gebunden ist und für eine Einfachbindung, Alkylen, Arylen, -R2-O-R3-, -R2-Z-O-R3-, -R2-Z-CH2-R3-, -R2-Z-N(R4)-R3-, R2-O-Z-O-R3-, -R2-O-Z-CH2-R3-, -R2-O-Z-N(R4)-R3-, -R2-N(R5)-Z-O-R3-, -R2-N(R5)-Z-CH2-R3- oder -R2-N(R5)-Z-N(R4)-R3- steht, worin
-R2- für eine Einfachbindung, Alkylen, Oxyalkylen, Poly oxyalkylen, Arylen steht und an das Polymer gebunden ist,
-R3- für C1-C4-Alkylen oder Arylen steht,
Z für SO2 oder C = 0 steht, und
R4 und R5 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Aralkyl oder eine Gruppe -R3-(CO)-R1 stehen, worin R1 und R3 die zuvor genann ten Bedeutungen besitzen,
und als Komponente B wenigstens eine Verbindung mit wenig stens zwei, gegenüber den Carbonylgruppen des Polymers der Komponente A reaktiven NH2-Gruppen umfasst; - b) wenigstens ein anorganisches Pigment,
- c) gegebenenfalls einen oder mehrere anorganische Füllstoffe und
- d) übliche Hilfsmittel
enthalten, wobei das Verhältnis von Bindemittel zu der Gesamt menge der Bestandteile ii und iii durch eine Pigmentvolumenkon zentration (PVK) < 40% charakterisiert ist.
Im Folgenden steht Alkyl vorzugsweise für lineare oder verzweigte
C1-C12-Alkylgruppen, insbesondere C1-C8-Alkylgruppen, z. B. Me
thyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, i-Butyl, t-Bu
tyl, 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 1-Hexyl oder 2-Ethylhexyl.
Cycloalkyl steht vorzugsweise für Cyclopentyl oder Cyclohexyl.
Aryl steht vorzugsweise für Phenyl oder Naphthyl, die gegebenen
falls auch 1 bis 4 Substituenten tragen können, die unabhängig
voneinander ausgewählt sind unter C1-C4-Alkyl, insbesondere Methyl
oder Ethyl, C1-C4-Alkoxy, z. B. Methoxy oder Ethoxy, Hydroxy, das
gegebenenfalls auch ethoxyliert sein kann, oder Halogen. Alkylen
steht für einen linearen oder verzweigten zweiwertigen Alkylrest,
vorzugsweise einen C1-C12-Alkylrest, z. B. Methylen, 1,1- oder
1,2-Ethylen, 1,1-, 1,2-, 1,3-, 2,2-Propylen, 1-Methyl-1,2-propy
len, 1,4-Butylen, 1,5-Pentylen, 1,6-Hexylen und 1,8-Octylen. Ary
len steht für einen zweiwertigen Arylrest, vorzugsweise für 1,2-
oder 1,4-Phenylen. Aralkyl steht für einen Arylrest, der an das
jeweilige Zentrum über eine Alkylengruppe gebunden ist. Oxyalky
len steht für eine Alkyleneinheit, die über ein Sauerstoffatom an
das Polymer gebunden ist, entsprechend steht Polyoxyalkylen für
Alkyleneinheiten, die jeweils durch Sauerstoffatome miteinander
verbunden sind.
Die in den erfindungsgemäßen Bindemittelzubereitungen enthaltenen
Polymerisate P sind dadurch charakterisiert, dass sie Carbonyl
gruppen aufweisen, die mit NH2-Gruppen eine Reaktion unter Ausbil
dung einer Bindung eingehen können ohne jedoch selber unterein
ander zu reagieren. Die Carbonylgruppen (CO) sind entweder direkt
oder über ein Brückenglied X an das Polymer gebunden. Die Carbo
nylgruppen können die für sie üblichen Substituenten tragen. So
mit lassen sich die in den Polymerisaten enthaltenen funktionel
len Gruppen durch die Formel -X-(CO)-R1 beschreiben.
R1 ist vorzugsweise Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl, insbesondere
Wasserstoff oder Methyl. In den bevorzugten Ausführungsformen
kann das Brückenglied X für eine Einfachbindung, für eine
C1-C6-Alkyleneinheit oder insbesondere für eine Gruppe -R2-Z-O-R3-
oder -R2-Z-N(R4)-R3- stehen. Hierin besitzen R2, R3 und Z die zu
vor genannten Bedeutungen, vorzugsweise steht Z für CO, R2 für
eine Einfachbindung oder für C1-C4-Alkylen und R3 für C1-C6-Alky
len, insbesondere für Methylen, 1-Methyl-1,2-propylen oder für p-
Phenylen. R4 steht vorzugsweise für Wasserstoff, C1-C4-Alkyl oder
eine Gruppe -R3-(CO)-R1, worin R1 und R3 die oben genannten Bedeu
tungen besitzen, vorzugsweise jene Bedeutungen, die bereits oben
für sie als bevorzugt angegeben wurden. Besonders bevorzugt wei
sen X, Z, R1, R2, R3, R4 und R5 gemeinsam die als bevorzugt ange
gebenen Bedeutungen auf.
Polymerisate P, die die erfindungsgemäßen Keto- oder Aldehydgrup
pen enthalten, sind auf unterschiedlichen Wegen zugänglich. So
können Keto- oder Aldehydgruppen durch Umwandlung bestehender
Funktionalitäten im Sinne einer polymeranalogen Reaktion erzeugt
werden. Beispiele hierfür sind die Umsetzung von gegebenenfalls
im Polymer enthaltenen Doppelbindungen mit Carbonylierungsreagen
zien oder die Oxidation von aliphatischen OH-Gruppen in Carbonyl
gruppen. Auch können die erfindungsgemäßen CO-Gruppen mit Hilfe
von niedermolekularen Verbindungen, die ihrerseits sowohl ein
oder mehrere Keto- oder Aldehydgruppen als auch wenigstens eine
davon verschiedene funktionelle Gruppe enthalten, welche mit den
im Polymer enthaltenen funktionellen Gruppen unter Bindungsbil
dung reagieren kann, in das Polymer im Sinne einer polymeranalo
gen Reaktion eingeführt werden. Der zweite Reaktionstyp kann bei
spielsweise durch Umsetzung der im Polymer gegebenenfalls vorlie
genden OH- bzw. NH2-Gruppen mit Verbindungen, die nukleophilen
Substitutionsreaktionen zugänglich sind, beispielsweise α-Halo
gencarbonylverbindungen, z. B. Chloraceton realisiert werden.
Vorzugsweise werden jedoch die Polymerisate P durch radikalische
Copolymerisation wenigstens eines ethylenisch ungesättigten Mono
mers a mit wenigstens einem ethylenisch ungesättigten Monomeren b
der allgemeinen Formel I
R7-CH=C(R6)-X-(CO)-R1 (I)
worin R6 für Wasserstoff oder Methyl, R7 für Wasserstoff,
C1-C4-Alkyl oder eine funktionelle Gruppe -X-(CO)-R1 steht und X
und R1 die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen, hergestellt.
Bevorzugt steht R7 für Wasserstoff. Ganz besonders bevorzugt han
delt es sich bei den Monomeren b um die Ester α,β-ethylenisch
ungesättigter C3-C8-Mono- oder Dicarbonsäuren mit Alkoholen, die
eine Carbonylgruppe tragen, oder um die Amide der genannten Car
bonsäuren, die am Stickstoff einen oder zwei Substituenten tra
gen, welche eine Carbonylgruppe aufweisen. Geeignete α,β-ethyle
nisch ungesättigte C3-C8-Carbonsäuren sind z. B. Acrylsäure, Meth
acrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Citraconsäure
oder Fumarsäure. Geeignete Alkohole sind z. B. Glykolaldehyd,
Hydroxyaceton, β-Hydroxypropanal, 1-Hydroxybutan-2-on, 3-Hydroxy
butan-2-on, 4-Hydroxybutan-2-on, 4-Hydroxypentan-2-on, p-Hydroxy
acetonphenon etc. Geeignete Substituenten am Amidstickstoff sind
z. B. 1-Oxoethan-2-yl, 1-Oxopropan-2-yl, 2-Oxopropan-1-yl, 2-Oxo
butan-1-yl, 2-Oxobutan-3-yl, 2-Oxobutan-4-yl, 2-Oxopentan-4-yl,
2-Oxo-4-methylpentan-4-yl oder p-Acetylphenyl. Geeignete Monomere
b sind weiterhin ethylenisch ungesättigte Aldehyde, wie Acrolein,
Methacrolein, Formylstyrol und (Meth)acryloxyalkylpropanale, z. B.
3-Acryloxy-2,2-dimethylpropanal (= Acryloxypivalylaldehyd), die
gemäß der DE-OS-27 22 097 durch Veresterung von β-Hydroxyalkylpro
panalen mit Acrylsäure oder Methacrylsäure erhältlich sind. Ge
eignet sich auch Alkyl- und Arylvinylketone, wie Methylvinylke
ton, Ethylvinylketon, Isobutylvinylketon, Phenylvinylketon und
entsprechende Allylalkyl- und Allylarylketone. Bevorzugt werden
die Diacetonamide der vorgenannten ethylenisch ungesättigten Car
bonsäuren sowie deren Ester mit Hydroxyaceton oder Diacetonylal
kohol (= 1,1-Dimethyl-3-oxobutan-1-ol), insbesondere die Amide
bzw. die Ester der Acrylsäure oder der Methacrylsäure. Speziell
werden Diacetonacrylamid oder Diacetonmethacrylamid (1-Acryl
amido- bzw. 1-Methacrylamido-1,1-dimethyl-3-oxobutan) als Mono
mere b verwendet. Derartige Monomere machen vorzugsweise 0,1 bis
10 Gew.-% und insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-% und besonders bevor
zugt 1 bis 3 Gew.-% der Gesamtmonomermenge aus.
Geeignete Monomere a sind ausgewählt unter vinylaromatischen
Monomeren wie Styrol, α-Methylstyrol, ortho-Chlorstyrol oder
Vinyltoluole, Vinylestern von C1-C18-, vorzugsweise C1-C12-Monocar
bonsäuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyl
valerat, Vinylhexanoat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Vinyldecanoat, Vi
nyllaurat, Vinylstearat und Vinylester der Versatic®-Säuren (Ver
satic®-Säuren sind verzweigte, aliphatische Carbonsäuren mit 5
bis 11 C-Atomen). Weiterhin kommen Ester α,β-ethylenisch ungesät
tigter C3-C8-Mono- oder Dicarbonsäuren mit vorzugsweise C1-C12-
und insbesondere C1-C8-Alkanolen oder C5-C6-Cycloalkanolen in
Frage. Geeignete C1-C12-Alkanole sind beispielsweise Methanol,
Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol, Isobuta
nol, tert.-Butanol, n-Hexanol und 2-Ethylhexanol. Geeignete Cyc
loalkanole sind beispielsweise Cyclopentanol oder Cyclohexanol.
Geeignet sind insbesondere Ester der Acrylsäure, der Methacryl
säure, der Crotonsäure, der Maleinsäure, der Itaconsäure, der Ci
traconsäure oder der Fumarsäure. Speziell handelt es sich um
(Meth)acrylsäuremethylester, (Meth)acrylsäureethylester,
(Meth)acrylsäureisopropylester, (Meth)acrylsäure-n-butylester,
(Meth)acrylsäureisobutylester, (Meth)acrylsäure-1-hexylester,
(Meth)acrylsäure-tert.-butylester, (Meth)acrylsäure-2-ethylhexyl
ester, Maleinsäuredimethylester oder Maleinsäuredi-n-butylester.
Weiterhin kommen Nitrile α,β-monoethylenisch ungesättigter
C3-C8-Carbonsäuren, wie Acrylnitril oder Methacrylnitril in Be
tracht. Darüber hinaus können auch C4-C8-konjugierte Diene, wie
1,3-Butadien, Isopren oder Chloropren C2-C6-Olefine, wie Ethylen,
Propen, 1-Buten und Isobuten, oder Vinylchlorid als Monomere a
eingesetzt werden. Die genannten Monomere a machen vorzugsweise
80 bis 99,9 Gew.-%, insbesondere 90 bis 99,9 Gew.-% und speziell
95 bis 99,7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetz
ten Monomere aus. Vorzugsweise umfassen die Monomere a wenigstens
zwei voneinander verschiedene Monomere a1 und a2. Diese sind vor
zugsweise ausgewählt unter den vorgenannten vinylaromatischen Mo
nomeren, den Estern der Acrylsäure und der Methacrylsäure mit
C1-C12-Alkanolen, den Vinylestern aliphatischer C1-C12-Carbonsäuren
sowie Ethylen und Vinylchlorid. Die beiden letztgenannten Mono
mere werden vorzugsweise in Kombination mit Vinylacetat oder Vi
nylpropionat eingesetzt.
Ferner kann das Polymerisat P auch Monomere c in einpolymerisier
ter Form enthalten, deren Homopolymerisate eine erhöhte Wasser
löslichkeit oder Wasserquellbarkeit aufweisen. Diese Monomere
können in Mengen bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 5 Gew.-%,
bezogen auf die Gesamtmonomermenge, mit einpolymerisiert werden.
Derartige Monomere erhöhen die Stabilität der als Bindemittel
eingesetzten Polymerisatdispersionen. Hierzu zählen unter anderem
Monomere c1, die saure Gruppen enthalten wie α,β-monoethylenische
ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren mit 3 bis 10 C-Atomen sowie
ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren, Phosphonsäuren oder Dihy
drogenphosphate und deren wasserlösliche Salze. Beispiele für Mo
nomere c mit sauren Gruppen sind die oben genannten ethylenisch
ungesättigten C3-C8-Carbonsäuren oder C4-C8-Dicarbonsäuren, insbe
sondere Acrylsäure und Methacrylsäure, ferner Sulfonsäuren, wie
Vinyl- und Allylsulfonsäure, (Meth)acrylamidoethansulfonsäure,
2-(Meth)acrylamido-2-methyl-propansulfonsäure, Phosphonsäuren,
wie Vinylphosphonsäure, Allylphosphonsäure, 2-Acrylamido-2-me
thylpropan-1-phosphonsäure, Phosphonoethylacrylat und deren Alka
limetallsalze, insbesondere deren Natriumsalze. Die Monomere c
umfassen auch neutrale bzw. nichtionische, modifizierende Mono
mere c2, z. B. die Amide, die N-Alkylolamide oder die Hydroxyal
kylester der genannten Carbonsäuren, beispielsweise Acrylamid,
Methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid,
2-Hydroxyethylacrylamid, 2-Hydroxyethylmethacrylamid, Hydroxy
ethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hy
droxypropylmethacrylat.
Weiterhin kann das Polymerisat P vernetzende Monomere d) einpoly
merisiert enthalten. Diese werden, sofern erwünscht, in unterge
ordneter Menge, d. h. in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% und insbe
sondere bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmonomermenge, verwen
det. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Monomere, die zwei
nicht-konjugierte, ethylenisch ungesättigte Bindungen aufweisen,
z. B. die Diester zweiwertiger Alkohole mit α,β-monoethylenischen
ungesättigten C3-C8-Carbonsäuren, z. B. Glykolbisacrylat oder
Ester von α,β-ungesättigten Carbonsäuren mit Alkenolen, z. B. Bi
cyclodecenyl(meth)acrylat. In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält das Polymerisat P keine Monomere d einpolymerisiert.
Die Polymerisate P können selbstverständlich auch Monomere ent
halten, die die Pigmentbindekraft bekanntermaßen verbessern. Hier
sind beispielsweise Siloxangruppen enthaltende Monomere, wie die
Vinyltrialkoxysilane, z. B. Vinyltrimethoxysilan, Alkylvinyldial
koxysilane oder (Meth)acryloxyalkyltrialkoxysilane, z. B.
(Meth)acryloxyethyltrimethoxysilan, (Meth)acryloxypropyltrimeth
oxysilan zu nennen. Die genannten Monomere können in Mengen von
bis zu 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf
die Gesamtmonomermenge, verwendet werden.
Die Polymerisate P können selbstverständlich auch die aus dem
Stand der Technik bekannten Monomere zur Verbesserung der Nass
haftung einpolymerisiert enthalten. Hierzu zählen ethylenisch un
gesättigter Verbindungen, die Harnstoffgruppen aufweisen, z. B.
N-Vinyl- und N-Allylharnstoff und polymerisierbare Derivate des
Imidazolidin-2-ons, z. B. N-Vinyl- und N-Allylimidazolidin-2-on,
N-Vinyloxyethylimidazolidin-2-on, N-(2-(Meth)acrylamidoethyl)imi
dazolidin-2-on, N-(2-(Meth)acryloxyethyl)imidazolidin-2-on,
N-[2-((Meth)acryloxyacetamido)ethyl]imidazolidin-2-on etc.
Weiterhin hängt die Eigenschaft der erfindungsgemäßen Disper
sionsfarben von der Glasübergangstemperatur (DSC, midpoint tempe
rature, ASTM D 3418-82) des Polymerisats P ab. Ist diese zu nied
rig, weist der Anstrich nur eine geringe Festigkeit auf und reißt
bei mechanischer Belastung aus. Ist sie zu hoch, verfilmt das Po
lymerisat nicht mehr. Als Folge weist der Anstrich dann eine ver
ringerte Nassabriebfestigkeit auf. Die Glasübergangstemperatur
der in Frage kommenden Bindemittelpolymerisate P liegt daher in
der Regel unterhalb 80°C, vorzugsweise unterhalb 60°C und beson
ders bevorzugt unterhalb 40°C. Im Allgemeinen liegt sie jedoch
oberhalb -60°C, vorzugsweise oberhalb -10°C und insbesondere
oberhalb 0°C. Hierbei erweist es sich als hilfreich, die Glas
übergangstemperatur Tg des dispergierten Polymerisats abzuschät
zen. Nach Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. (Ser. II) 1, 123
[1956] und Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Weinheim
(1980), S. 17, 18) gilt für die Glasübergangstemperatur von
Mischpolymerisaten bei großen Molmassen in guter Nährung
wobei X1, X2, . . ., Xn die Massenbrüche 1, 2, . . ., n und Tg 1, Tg 2,
. . ., Tg n die Glasübergangstemperaturen der jeweils nur aus einem
der Monomeren 1, 2, . . ., n aufgebauten Polymeren in Grad Kelvin
bedeuten. Letztere sind z. B. aus Ullmann's Encyclopedia of Indu
strial Chemistry, VCH, Weinheim, Vol. A 21 (1992) S. 169 oder aus
J. Brandrup, E.H. Immergut, Polymer Handbook 3rd ed, J. Wiley, New
York 1989 bekannt.
Aus dem Gesagten wird deutlich, dass die Glastemperatur des Poly
merisats P sowohl durch ein geeignetes Hauptmonomer a, das eine
Glastemperatur im gewünschten Bereich aufweist, als auch durch
Kombination wenigstens eines Monomers a1, dessen Homopolymerisat
eine hohe Glasübergangstemperatur aufweist und wenigstens eines
Monomers a2, dessen Homopolymerisat eine niedrige Glasübergangs
temperatur aufweist, eingestellt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
umfassen die das Polymer der Komponente A konstituierenden Mono
mere a wenigstens ein Monomer a1, dessen Homopolymerisat für den
Grenzfall eines sehr hohen Molekulargewichts eine Glasübergangs
temperatur Tg < 30°C aufweist, und wenigstens ein Monomer a2,
dessen Homopolymerisat eine Glasübergangstemperatur Tg < 20°C
aufweist. Für diesen Zweck geeignete Monomere a1 sind beispiels
weise Styrol, α-Methylstyrol, Methylmethacrylat, Ethylmethacry
lat, n- und iso-Propoylmethacrylat, n-, iso- und tert.-Butylme
thacrylat, Vinylacetat sowie tert.-Butylacrylat, ferner Acrylni
tril und Methacrylnitril, wobei die Nitrile vorzugsweise nicht
mehr als 30 Gew.-% der Monomere a1 ausmachen. Geeignete Monomere
a2 sind z. B. die C1-C12-Alkylacrylate, Butadien, Vinylpropionat,
Vinylester der Versatic®-Säuren, insbesondere Ethylacrylat, n-Bu
tylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat. Besonders bevorzugt werden
Monomerkombinationen a1)/a2), die Styrol und/oder Methylmethacry
lat sowie n-Butylacrylat und gegebenenfalls 2-Ethylhexylacrylat
umfassen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist das Bindemittelpolymerisat aufgebaut aus:
- a) 25 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 60 Gew.-% Monomeren a1, insbesondere Styrol und/oder Methylmethacrylat,
- b) 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% Monomeren a2, insbesondere n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat,
- c) 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-%, wenigstens eines Monomers b, insbesondere Diacetonacrylamid und/oder Diacetonmethacrylamid und
- d) 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 3 Gew.-% Monomeren c, insbesondere einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, de ren Amide, ethylenisch ungesättigte Phosphonsäuren und beson ders bevorzugt Acrylsäure, Methacrylsäure und Vinylphosphon säure,
wobei sich die Gewichtsteile der Monomere a1, a2, b und c zu
100 Gew.-% addieren.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Polymeri
satteilchen der Bindemitteldispersion (Komponente A) einen mitt
leren Polymerisatteilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 1 000
nm (bestimmt mittels Ultrazentrifuge oder durch Photonenkorrela
tionsspektroskopie; zur Teilchengrößenbestimmung siehe W. Mächtle,
Angew. Makromolekulare Chemie 1984, Bd. 185, 1025-1039, W. Mächtle
ebenda, 1988, Bad 162, 35-42) aufweisen. Bei Bindemitteln, mit
hohen Feststoffgehalten, z. B. < 50 Gew.-%, bezogen auf das Ge
samtgewicht der Bindemitteldispersion, ist es aus Gründen der
Viskosität von Vorteil, wenn der gewichtsmittlere Teilchendurch
messer der Polymerisatteilchen in der Dispersion < 250 nm ist.
Der mittlere Teilchendurchmesser wird vorzugsweise 600 nm nicht
überschreiten.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden wäss
rigen Polymerisatdispersionen erfolgt vorzugsweise durch radika
lische wässrige Emulsionspolymerisation der genannten Monomere in
Gegenwart wenigstens eines radikalischen Polymerisationsinitia
tors und gegebenenfalls einer grenzflächenaktiven Substanz.
Als radikalische Polymerisationsinitiatoren kommen alle diejeni
gen in Betracht, die in der Lage sind, eine radikalische wässrige
Emulsionspolymerisation auszulösen. Es kann sich dabei sowohl um
Peroxide, z. B. Alkalimetallperoxodisulfate als auch um Azover
bindungen handeln. Bevorzugt werden Redoxinitiatorsysteme verwen
det, die aus wenigstens einem organischen Reduktionsmittel und
wenigstens einem Peroxid und/oder Hydroperoxid zusammengesetzt
sind, z. B. tert.-Butylhydroperoxid mit Schwefelverbindung, z. B.
dem Natriumsalz der Hydroxymethansulfinsäure, Natriumsulfit, Na
triumdisulfit, Natriumthiosulfat oder Acetonbissulfit oder Was
serstoffperoxid mit Ascorbinsäure. Auch können für diesen Zweck
Redoxinitiatorsysteme verwendet werden, die eine geringe Menge
einer im Polymerisationsmedium löslichen Metallverbindung enthal
ten, deren metallische Komponente in mehreren Wertigkeitsstufen
auftreten kann, z. B. Ascorbinsäure/Eisen(II)sulfat/Wasserstoff
peroxid, wobei anstelle von Ascorbinsäure auch häufig das Natri
umsalz der Hydroxymethansulfinsäure, Acetonbissulfit, Natriumsul
fit, Natriumhydrogensulfit oder Natriumbisulfit und anstelle von
Wasserstoffperoxid organische Peroxide, wie tert.-Butylhydropero
xid, Alkaliperoxodisulfate und/oder Ammoniumperoxodisulfat ver
wendet werden kann. Ebenfalls bevorzugte Initiatoren sind Peroxo
disulfate, wie Natriumperoxodisulfat oder Ammoniumperoxodisulfat.
Vorzugsweise beträgt die Menge der eingesetzten radikalischen
Initiatorsysteme, bezogen auf die Gesamtmenge der zu polymerisie
renden Monomeren, 0,1 bis 2 Gew.-%.
Für die Durchführung der Emulsionspolymerisation geeignete grenz
flächenaktive Substanzen sind die üblicherweise für diese Zwecke
eingesetzten Schutzkolloide und Emulgatoren. Die grenzflächenak
tiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen bis zu 10 Gew.-%,
vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% und insbesondere 1 bis 4 Gew.-%,
bezogen auf die zu polymerisierenden Monomere eingesetzt.
Geeignete Schutzkolloide sind beispielsweise Polyvinylalkohole,
Stärke- und Cellulosederivate oder Vinylpyrrolidon enthaltende
Copolymerisate. Eine ausführliche Beschreibung weiterer geeigne
ter Schutzkolloide findet sich in Houben-Weyl, Methoden der orga
nischen Chemie, Band XIV/l, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-
Verlag, Stuttgart 1961, S. 411-420. Auch Gemische aus Emulgatoren
und/oder Schutzkolloiden können verwendet werden. Vorzugsweise
werden als grenzflächenaktive Substanzen ausschließlich Emulgato
ren eingesetzt, deren relative Molekulargewichte im Unterschied
zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 2000 liegen. Sie kön
nen sowohl anionischer, kationischer als auch nichtionischer Na
tur sein. Zu den anionischen Emulgatoren zählen Alkali- und Ammo
niumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C8-C12), von Schwefelsäu
rehalbestern ethoxylierter Alkanole (EO-Grad: 2 bis 50, Alkyl
rest: C12 bis C18) und ethoxylierter Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis
50, Alkylrest: C4-C9), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12-C18)
und von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C9 bis C18). Weitere ge
eignete Emulgatoren finden sich in Houben-Weyl, Methoden der or
ganischen Chemie, Band XIV/l, Makromolekulare Stoffe, Georg-
Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 192-208).
Zu den anionischen grenzflächenaktiven Substanzen zählen auch
Verbindungen der allgemeinen Formel II,
worin R1 und R2 Wasserstoff oder C4-C24-Alkyl bedeuten und nicht
gleichzeitig Wasserstoff sind, und X und Y Alkalimetallionen und/
oder Ammoniumionen sein können. In der Formel II bedeuten R1 und
R2 bevorzugt lineare oder verzweigte Alkylreste mit 6 bis 18 C-
Atomen oder Wasserstoff, und insbesondere mit 6, 12 und 16 C-Ato
men, wobei R1 und R2 nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sind. X
und Y sind bevorzugt Natrium, Kalium oder Ammonium, wobei Natrium
besonders bevorzugt ist. Besonders vorteilhaft sind Verbindungen
II, in denen X und Y Natrium, R1 ein verzweigter Alkylrest mit
12 C-Atomen und R2 Wasserstoff oder gleich R1 ist. Häufig werden
technische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis
90 Gew.-% des monoalkylierten Produktes aufweisen, beispielsweise
Dowfax® 2A1 (Warenzeichen der Dow Chemical Company). Die Verbin
dungen II sind allgemein bekannt, z. B. aus der US-A-4,269,749,
und im Handel erhältlich.
Neben den genannten anionischen Emulgatoren können auch nichtio
nische Emulgatoren verwendet werden. Geeignete nichtionische
Emulgatoren sind araliphatische oder aliphatische nichtionische
Emulgatoren, beispielsweise ethoxylierte Mono-, Di- und Trialkyl
phenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C4-C9), Ethoxylate langket
tiger Alkohole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C8-C36), sowie Poly
ethylenoxid/Polypropylenoxid-Blockcopolymere. Bevorzugt werden
Ethoxylate langkettiger Alkanole (Alkylrest: C10-C22, mittlerer
Ethoxylierungsgrad: 3 bis 50) und darunter besonders bevorzugt
solche auf Basis von Oxoalkoholen und nativen Alkoholen mit einem
linearen oder verzweigten C12-C18-Alkylrest und einem Ethoxilie
rungsgrad von 8 bis 50. Bevorzugt werden anionische Emulgatoren
oder Kombinationen aus wenigstens einem anionischen und einem
nichtionischen Emulgator eingesetzt.
Das Molekulargewicht der Polymerisate kann durch Zugabe geringer
Mengen, in der Regel bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf die zu polyme
risierenden Monomere, einer oder mehrerer, das Molekulargewicht
regelnder Substanzen, z. B. organische Thioverbindungen, Silane,
Allylalkohole oder Aldehyde eingestellt werden.
Die Emulsionspolymerisation kann sowohl kontinuierlich als auch
nach der Batchfahrweise, vorzugsweise nach einem halbkontinuier
lichen Verfahren erfolgen. Dabei können die zu polymerisierenden
Monomere kontinuierlich, einschließlich Stufen- oder Gradienten
fahrweise, dem Polymerisationsansatz zugeführt werden.
Neben der saatfreien Herstellungsweise kann zur Einstellung einer
definierten Polymerteilchengröße die Emulsionspolymerisation nach
dem Saatlatex-Verfahren oder in Gegenwart von in situ hergestell
ten Saatlatex erfolgen. Verfahren hierzu sind bekannt und können
dem Stand der Technik entnommen werden (siehe EP-B 40 419,
EP-A-614 922, EP-A-567 812 und dort zitierte Literatur sowie "En
cyclopedia of Polymer Science and Technology", Vol. 5, John Wiley
& Sons Inc., New York 1966, S. 847).
Vorzugsweise wird die Polymerisation in Anwesenheit von 0,01 bis
3 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 1,5 Gew.-% eines Saatlatex
(Feststoffgehalt des Saatlatex, bezogen auf Gesamtmonomermenge),
vorzugsweise mit vorgelegtem Saatlatex (Vorlagensaat) durchge
führt. Der Latex weist in der Regel eine gewichtsmittlere Teil
chengröße von 10 bis 100 nm und insbesondere 20 bis 50 nm auf.
Seine konstituierenden Monomere sind beispielsweise Styrol, Me
thylmethacrylat, n-Butylacrylat und Mischungen davon, wobei der
Saatlatex in untergeordnetem Maße auch Monomere c, vorzugsweise
weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyme
risatteilchen im Saatlatex, einpolymerisiert enthalten kann.
Polymerisationsdruck und Polymerisationstemperatur sind von un
tergeordneter Bedeutung. Im Allgemeinen arbeitet man bei Tempera
turen zwischen Raumtemperatur und 120°C, vorzugsweise bei Tempe
raturen von 40 bis 95°C und besonders bevorzugt zwischen 50 und
90°C.
Im Anschluss an die eigentliche Polymerisationsreaktion ist es
gegebenenfalls erforderlich, die erfindungsgemäßen wässrigen Po
lymerisatdispersionen weitgehend frei von Geruchsträgern, wie
Restmonomeren und anderen organischen flüchtigen Bestandteilen zu
gestalten. Dies kann in an sich bekannter Weise physikalisch
durch destillative Entfernung (insbesondere über Wasserdampfde
stillation) oder durch Abstreifen mit einem inerten Gas erreicht
werden. Die Absenkung der Restmonomere kann weiterhin chemisch
durch radikalische Nachpolymerisation, insbesondere unter Einwir
kung von Redoxinitiatorsystemen, wie sie z. B. in der DE-A 44 35 423,
DE-A 44 19 518 sowie in der DE-A 44 35 422 aufgeführt sind,
erfolgen. Bevorzugt wird die Nachpolymerisation mit einem Redox
initiatorsystem aus wenigstens einem organischen Peroxid und ei
nem organischen Sulfit durchgeführt.
Auf diesem Wege sind Polymerisatdispersionen mit Polymergehalten
bis zu 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion,
zugänglich. Als Komponente A werden aus praktischen Gründen vor
zugsweise Dispersionen mit Polymergehalten im Bereich von 30 bis
70 Gew.-%, insbesondere 45 bis 65 Gew.-%, eingesetzt. Besonders
bevorzugt werden Dispersionen mit Polymergehalten < 50 Gew.-%.
Die Herstellung der Polymerisate, die erst nachträglich mit den
funktionellen Gruppen versehen werden (s. o.), kann nach den üb
lichen Polymerisationsverfahren für ethylenisch ungesättigte Mo
nomere, vorzugsweise durch radikalische wässrige Emulsionspolyme
risation erfolgen. Als Monomere kommen im Prinzip alle die unter
a genannten in Frage mit der Maßgabe, dass in ausreichender Menge
Monomere, vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%, mit einpolymerisiert
werden, die funktionelle Gruppen aufweisen, welche die gewünschte
polymeranaloge Reaktion (s. o.) eingehen können. Hierfür kommen
insbesondere konjugierte Diene und die Monomere c und d in Be
tracht. Werden die Polymerisate durch Emulsionspolymerisation
hergestellt, gilt für die Reaktionsbedingungen (Emulgatoren,
Initiatoren, Fahrweise, Reaktionsdruck und -temperatur) das Oben
gesagte.
Erfindungsgemäß enthält das Bindemittel i der erfindungsgemäßen
Dispersionsfarbe neben der wässrigen Dispersion des Polymerisats
P (Komponente A) wenigstens eine Verbindung, die wenigstens zwei
oder mehr NH2-Gruppen pro Molekül aufweist (Komponente B). Unter
NH2-Gruppen sind die Aminofunktionen primärer Amine als auch die
NH2-Gruppen in Hydraziden von Carbon- oder Sulfonsäuren, oder von
Hydrazinen zu verstehen. Geeignete Amine sind beispielsweise Di
amine, wie sie auch in der Synthese von Polyamiden verwendet wer
den. Geeignete Diamine sind beispielsweise aliphatische Diamine
mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere 6 bis 12 Kohlen
stoffatomen, wie Hexamethylendiamin, dessen Alkylderivate wie
z. B. 2-Methylhexamethylendiamin, 3-Methylhexamethylendiamin so
wie Bis-(4-aminocyclohexyl)methan, Bis-(4-aminocyclohexyl)propan
oder Isophorondiamin. Weiterhin geeignet sind C4-C20-Alkylendi
amine, in denen die Alkyleneinheit durch ein oder mehrere Sauer
stoffatome oder durch ein oder mehrere NH bzw. N-C1-C4-Alkylgrup
pen unterbrochen ist, beispielsweise 1,10-Diamino-4,7-dioxadecan,
1,12-Diamino-4,9-dioxadodecan, Diethylentriamin, Triethylentetra
min. Dipropylentriamin, 1,7-Diamino-4-azamethylheptan, sowie
C4-C20-Alkoxydiamine wie Bisaminooxybutan. Vorzugsweise werden als
Komponente B Di- oder Polyhydrazide einer organischen Di- oder
Polycarbonsäure verwendet. Insbesondere werden die Dihydrazide
von Dicarbonsäuren verwendet. Geeignete Dihydrazide leiten sich
insbesondere von aliphatischen C2-C14-Dicarbonsäuren oder aromati
schen C6-C22-Dicarbonsäuren ab. Geeignete aliphatische C2-C14-Di
carbonsäuren sind beispielsweise Oxalsäure, Malonsäure, Bern
steinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure,
Acelainsäure oder Sebazinsäure. Ebenfalls bevorzugt sind die Di
hydrazide aromatischer Dicarbonsäuren, beispielsweise das Dihy
drazid der Phthalsäure, der Isophthalsäure, Terephthalsäure,
1,4-, 1,5-, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 4,4-Diphenylsulfondicar
bonsäure, 4,4-Diphenylmethandicarbonsäure, 4,4'-Diphenyl-2,2-pro
pandicarbonsäure etc. Die Hydrazide der genannten Dicarbonsäuren
können alleine oder in Mischung oder aber auch in Mischung mit
Diaminen eingesetzt werden. Die Komponente B kann darüber hinaus
auch die Verbindungen mit mehr als zwei NH2-Gruppen aufweisen.
Jedoch werden diese Verbindungen nur in untergeordnetem Maße ein
gesetzt. In einer speziellen Ausführungsform wird Adipinsäuredi
hydrazid als alleinige Komponente B eingesetzt.
Die Komponente B, die in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugs
weise 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen
auf das Polymerisat, verwendet wird, kann entweder direkt der Po
lymerisatdispersion oder erst bei der Herstellung der Beschich
tungsmasse zugegeben werden.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben enthalten in der Regel 30
bis 75 Gew.-% und vorzugsweise 50 bis 65 Gew.-% nichtflüchtige
Bestandteile; hierunter sind alle Bestandteile der Dispersions
farbe zu verstehen, die nicht Wasser oder ein sonstiges Lösungs
mittel sind, zumindest aber die Gesamtmenge an Bindemittel, Füll
stoff, Pigment und schwerflüchtigen Lösungsmitteln, z. B. Weich
machern, sowie an polymeren Hilfsmitteln. Davon entfallen etwa
- a) 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-%, auf feste Bindemittelbestandteile (= Feststoffanteil der Komponenten A und B),
- b) 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%, auf wenig stens ein anorganisches Pigment,
- c) 0 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%, auf anorgani sche Füllstoffe und
- d) 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-%, auf übli che Hilfsmittel.
Die PVK der Dispersionsfarben liegt erfindungsgemäß oberhalb
40%, vorzugsweise oberhalb 45%, und kann bis zu 85% betragen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt sie
oberhalb 60%.
Typische Pigmente sind beispielsweise Titandioxid, vorzugsweise
in der Rutilform, Bariumsulfat, Zinkoxid, Zinksulfid, basisches
Bleicarbonat, Antimontrioxid, Lithopone (Zinksulfid + Bariumsul
fat) verwendet. Die Dispersionsfarben können jedoch auch farbige
Pigmente, beispielsweise Eisenoxide, Ruß, Graphit, lumineszente
Pigmente, Zinkgelb, Zinkgrün, Ultramarin, Manganschwarz, Antimon
schwarz, Manganviolett, Pariser Blau oder Schweinfurter Grün ent
halten. Neben den anorganischen Pigmenten können die erfindungs
gemäßen Dispersionsfarben auch organische Farbpigmente, z. B. Se
pia, Gummigutt, Kasseler Braun, Toluidinrot, Pararot, Hansagelb,
Indigo, Azofarbstoffe, anthrachinoide und indigoide Farbstoffe
sowie Dioxazin, Chinacridon-, Phthalocyanin-, Isoindolinon- und
Metallkomplexpigmente enthalten.
Geeignete Füllstoffe umfassen Alumosilicate, wie Feldspäte, Sili
cate, wie Kaolin, Talkum, Glimmer, Magnesit, Erdalkalicarbonate,
wie Calciumcarbonat, beispielsweise in Form von Calcit oder
Kreide, Magnesiumcarbonat, Dolomit, Erdalkalisulfate, wie Calci
umsulfat, Siliciumdioxid etc. Die Füllstoffe können als Einzel
komponenten eingesetzt werden. In der Praxis haben sich jedoch
Füllstoffmischungen besonders bewährt, z. B. Calciumcarbonat/Kao
lin, Calciumcarbonat/Talkum.
Zur Erhöhung der Deckkraft und zur Einsparung von Weißpigmenten
werden häufig feinteilige Füllstoffe, z. B. feinteiliges Calcium
carbonat oder Mischungen verschiedener Calciumcarbonate mit un
terschiedlichen Teilchengrößen eingesetzt. Zur Einstellung der
Deckkraft des Farbtons und der Farbtiefe werden vorzugsweise Ab
mischungen aus Farbpigmenten und Füllstoffen eingesetzt.
Zu den üblichen Hilfsmitteln iv zählen Netz- oder Dispergiermit
tel, wie Natrium- oder Kaliumpolyphosphate, Alkalimetallsalze von
Polyacrylsäuren, Alkalimetallsalze von Polymaleinsäure, Poly
phosphonate, wie 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsaures Natrium, so
wie Naphthalinsulfonsäuresalze, insbesondere deren Natriumsalze.
Die Dispergier- bzw. Netzmittel werden in der Regel in einer
Menge von 0,1 bis 0,6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Disperspionsfarbe, eingesetzt.
Ferner umfassen die Hilfsmittel iv gegebenenfalls auch Verdic
kungsmittel, beispielsweise Cellulosederivate, wie Methylcellu
lose, Hydroxyethylcellulose und Carboxymethylcellulose, ferner
Casein, Gummiarabikum, Tragantgummi, Stärke, Natriumalginat, Po
lyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Natrium- und Ammoniumsalze
von Polyacrylsäuren, wasserlösliche Copolymerisate auf Acryl- und
Methacrylsäurebasis, wie Acrylsäure/Acrylamid- und Methacrylsäu
re/Acrylester-Copolymerisate sowie Assoziativverdicker, z. B.
Styrol-Maleinsäureanhydrid, Copolymerisate oder vorzugsweise hy
drophob modifizierte Polyetherurethane, wie sie z. B. von M. Chen
et al. in J. Coatings Techn. Vol. 69, No. 867, 1997, S. 73, und
von R. D. Hester et al. in J. Coatings Techn. Vol. 69, Nr. 864,
1997, 109, beschrieben sind. Auf die Offenbarung dieser Schriften
wird hiermit in vollem Umfang Bezug genommen. Beispiele für hy
drophob modifizierte Polyetherurethane sind Verbindungen der all
gemeinen Formel
worin Rf für einen hydrophoben Rest, vorzugsweise einen linearen
oder verzweigten Alkylrest mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und Et
für 1,2-Ethylen steht, Sp für C2-C10-Alkylen, Cycloalkylen oder
Arylen steht, k für eine Zahl im Bereich von 50 bis 1 000 und l
für eine Zahl im Bereich von 1 bis 10, wobei vorzugsweise das
Produkt k.l im Bereich von 300 bis 1 000 liegt.
Auch anorganische Verdickungsmittel, z. B. Bentonite oder Hekto
rit, können verwendet werden. Verdickungsmittel werden im Allge
meinen in Mengen von 0,1 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis
1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Zuberei
tung, verwendet.
Ferner umfassen die Hilfsmittel iv in der Regel auch Entschäumer,
Konservierungs- oder Hydrophobiermittel, Biozide, Fasern oder
weitere Bestandteile. Auch können die Beschichtungsmassen zur
Einstellung der Filmbildeeigenschaften der Bindemittelpolymeri
sate, sog. Filmbildekonsolidierungsmittel und/oder Weichmacher
enthalten. Hierzu zählen beispielsweise Ethylenglykol, Propylen
glykol, Butylenglykol, Hexylenglykol, Alkylether und -etherester
von Glykolen und Polyglykolen, Butylenglykol, Hexylenglykol, z. B.
Diethylenglykolmonoethylether und -monoethyletheracetat, Diethy
lenglykolmonobutylether und -monobutyletheracetat, Hexylenglykol
diacetat, Propylenglykolmonoethylether, Propylenglykolmonopheny
lether, Propylenglykolmonopropylether, -monopropyletheracetat,
-monobutylether und -monobutyletheracetat, Dipropylenglykolmono
methylether, Dipropylenglykol-n-butylether, Dipropylenglykol-n-
butyletheracetat, Tripropylenglykolmonobutylether, Alkylester
aliphatischer Mono- und Dicarbonsäuren, z. B. Texanol® der East
man oder technische Gemische der Dibutylester von Bernsteinsäure,
Glutarsäure und Adipinsäure, ferner Kohlenwasserstoffe bezie
hungsweise deren Gemische mit oder ohne aromatische Bestandteile,
z. B. Testbenzine des Siedebereichs 140°C bis 210°C. Filmbilde
hilfsmittel werden üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 40 Gew.-%,
bezogen auf das in der Zubereitung enthaltene Polymerisat P, ein
gesetzt, so dass die Zubereitung eine Mindestfilmbildetemperatur
< 15°C und vorzugsweise im Bereich von 0 bis 10°C aufweist.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben sind stabile fluide Sys
teme, die man zur Beschichtung von einer Vielzahl von Substraten
verwenden kann. Geeignete Substrate sind beispielsweise Holz, Be
ton, Metall, Glas, Keramiken, Plastik, Putze, Tapeten, gestri
chene, grundierte oder verwitterte Untergründe.
Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarben her
gestellten Anstriche zeichnen sich durch eine hohe Nassabriebfes
tigkeit und eine gute Haftung in nassem Zustand aus. Darüber hin
aus sind die Anstriche nicht klebrig und zeichnen sich solche
Beschichtungen durch eine hohe Blockfestigkeit aus.
Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Disper
sionsfarben, insbesondere ihre hohe Blockfestigkeit, beruhen ver
mutlich darauf, dass die vernetzende Komponente B sich nicht in
der Polymerphase, sondern in erster Linie in der wässrigen Phase
befindet. Eine Folge hiervon ist, dass die Reaktion erst im
Trocknungsschritt und dann in erster Linie an den Carbonylgruppen
auf der Oberfläche der Polymerisatteilchen stattfindet. Es kommt
somit in erster Linie zu einer Vernetzung zwischen den Polymeri
satteilchen, nicht aber innerhalb der Polymerisatteilchen. Hier
durch wird die Blockfestigkeit der Anstriche heraufgesetzt. Über
raschenderweise wird gleichzeitig die Pigmentbindekraft und damit
die Nassabriebfestigkeit der Dispersionsfarben verbessert. Eine
verbesserte Nassabriebfestigkeit, d. h. eine verbesserte mechani
sche Stabilität der Beschichtung im feuchten Zustand, insbeson
dere gegenüber abrasiven Einflüssen, ist für die witterungsstabi
lität der Beschichtungen günstig und bewirkt auch, dass die Be
schichtungen abwaschbar sind. Gleichzeitig bleibt die Elastizität
des Anstrichs erhalten.
Die vorteilhaften Eigenschaften des Bindemittels auf Basis der
Komponente A wirkt sich auch bei Dispersionsfarben mit geringeren
Pigmentvolumenkonzentrationen aus. Demnach ist die Verwendung der
Bindemittel aus Komponente A und gegebenenfalls Komponente B zur
Verbesserung der Nassabriebfestigkeit wässriger Dispersionsfarben
ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die im Folgenden aufgeführten Beispiele sollen die Erfindung ver
deutlichen, ohne sie jedoch einzuschränken.
Die mittlere Teilchengröße (z-Mittelwert) der Polymerisat
teilchen wurde durch dynamische Lichtstreuung (Photonenkor
relationsspektroskopie) an einer 0,01 gew.-%igen Dispersion
in Wasser bei 23°C mittels eines Autosizers IIc der Fa. Mal
vern Instruments, England, ermittelt. Angegeben wird der
mittlere Durchmesser der Kumulantenauswertung (cumulant
z-average) der gemessenen Autokorrelationsfunktion.
Die Mindestfilmbildetemperatur (MFT) der Polymerisatdisper
sionen erfolgte in Ahnlehnung an Ullmanns Enzyklopädie der
technischen Chemie, 4. Aufl. Bd. 19, VCH Weinheim 1980, S.
17. Als Messgerät diente eine sogenannte Filmbildebank (Me
tallplatte, an die ein Temperaturgradient angelegt wird und
an die zur Temperaturkalibrierung an verschiedenen Stellen
Temperatursensoren angebracht sind, wobei der Temperaturgra
dient so gewählt wird, dass das eine Ende der Filmbildebank
eine Temperatur oberhalb der zu erwartenden MFT und das an
dere Ende eine Temperatur unterhalb der zu erwartenden MFT
aufweist). Auf die Filmbildebank wird nunmehr die wässrige
Polymerisatdispersion aufgebracht. In den Bereichen der Film
bildebank, deren Temperatur oberhalb der MFT liegt, bildet
sich beim Trocknen ein klarer Film aus, wohingegen sich in
den kühleren Bereichen ein weißes Pulver bildet. Anhand des
bekannten Temperaturprofils der Platte wird die MFT visuell
bestimmt.
In einen Reaktor wurden 234 g entionisiertes Wasser, 38 g
wässrige Natriumpyrophosphatlösung (5 gew.-%ig) und 4,61 g
eines Polystyrolsaatlatex (Teilchengröße etwa 30 nm, Fest
stoffgehalt etwa 33 Gew.-%) vorgelegt. Unter Stickstoffat
mosphäre wurde auf 85°C erwärmt. Anschließend gab man 7,24 g
wässrige Initiatorlösung zu. Danach gab man eine Monomeremul
sion innerhalb von 3 Stunden und die verbleibende Initiator
lösung innerhalb von 4 Stunden zu. Nach Beendigung der In
itiatorzugabe hielt man die Temperatur 1 Stunde bei und
kühlte dann auf 60°C ab. Danach gab man 6,36 g einer
15 gew.-%igen, wässrigen tert.-Butylhydroperoxidlösung und
7,25 g einer wässrigen, 13,1 gew.-%igen Acetonbissulfitlösung
über getrennte Zuläufe in den Reaktor. Man behielt die 60°C
1 Stunde bei. Anschließend kühlte man auf Raumtemperatur und
stellte den pn-Wert mit 10 gew.-%iger Natronlauge auf 9,1
ein. Die erhaltene Dispersion war frei von Koagulat und wies
einen Feststoffgehalt von 59,8 Gew.-% auf. Der gewichtsmitt
lere Teilchendurchmesser des Polymerisats lag bei 275 nm.
Initiatorlösung:
2,38 g Natriumperoxodisulfat
70,00 g entionisiertes Wasser
2,38 g Natriumperoxodisulfat
70,00 g entionisiertes Wasser
Monomeremulsion:
227,73 g entionisiertes Wasser
21,11 g Emulgatorlösung 1
47,50 g Emulgatorlösung 2
418,48 g Methylmethacrylat
512,53 g Butylacrylat
19,00 g Methacrylsäure
227,73 g entionisiertes Wasser
21,11 g Emulgatorlösung 1
47,50 g Emulgatorlösung 2
418,48 g Methylmethacrylat
512,53 g Butylacrylat
19,00 g Methacrylsäure
Emulgatorlösung 1:
45 gew.-%ige Lösung von (Dodecylsulfo nylphenoxy)benzolsulfonsäurenatriumsalz (Dowfax®2A1 der Dow Chemicals) in Was ser
45 gew.-%ige Lösung von (Dodecylsulfo nylphenoxy)benzolsulfonsäurenatriumsalz (Dowfax®2A1 der Dow Chemicals) in Was ser
Emulgatorlösung 2:
30 gew.-%ige Lösung des Natriumsalzes eines Schwefelsäurehalbestergemisches von Alkyl-C10-C10-ethoxylat (mittlerer EO-Grad von 30) in Wasser (Disponil®FES 77 der Röhm GmbH).
30 gew.-%ige Lösung des Natriumsalzes eines Schwefelsäurehalbestergemisches von Alkyl-C10-C10-ethoxylat (mittlerer EO-Grad von 30) in Wasser (Disponil®FES 77 der Röhm GmbH).
In der für VD1 beschriebenen Weise wurde eine Vergleichsdis
persion VD2 mit abweichender Monomerzusammensetzung herge
stellt.
Im Anschluss an die Polymerisationsreaktion wurde der pH-Wert
mit 10 gew.-%iger Natronlauge auf einen Wert von 7,2 einge
stellt. Die erhaltene Dispersion war frei von Koagulat und
wies einen Feststoffgehalt von 60,5 Gew.-% auf. Der mittlere
Teilchendurchmesser der Polymerisatteilchen lag bei 269 nm.
Monomeremulsion:
227,73 g Wasser
21,11 g Emulgatorlösung 1
47,50 g Emulgatorlösung 2
356,25 g Methylmethacrylat
502,55 g n-Butylacrylat
19,00 g Methacrylsäure
72,20 g einer 25 gew.-%igen Lösung von N-(2-Methacryloxyethyl)imidazo lidin-2-on in Methylmethacry lat.
227,73 g Wasser
21,11 g Emulgatorlösung 1
47,50 g Emulgatorlösung 2
356,25 g Methylmethacrylat
502,55 g n-Butylacrylat
19,00 g Methacrylsäure
72,20 g einer 25 gew.-%igen Lösung von N-(2-Methacryloxyethyl)imidazo lidin-2-on in Methylmethacry lat.
In der für VD1 beschriebenen Weise wurde die erfindungsgemäße
Dispersion D1 hergestellt.
Im Anschluss an die Polymerisation wurde der pH-Wert mit
10 gew.-%iger Natronlauge auf 9,1 eingestellt. Die erhaltene
Dispersion war koagulatfrei und wies einen Feststoffgehalt
von 59,9 Gew.-% auf. Der mittlere Teilchendurchmesser der Po
lymerisatteilchen lag bei 267 nm.
Monomeremulsion:
227,73 g entionisiertes Wasser
21,11 g Emulgatorlösung 1
47,50 g Emulgatorlösung 2
410,40 g Methylmethacrylat
502,55 g n-Butylacrylat
19,00 g Methacrylsäure
18,05 g Diacetonacrylamid
227,73 g entionisiertes Wasser
21,11 g Emulgatorlösung 1
47,50 g Emulgatorlösung 2
410,40 g Methylmethacrylat
502,55 g n-Butylacrylat
19,00 g Methacrylsäure
18,05 g Diacetonacrylamid
Zu 100 g der wässrigen Polymerisatdispersion D1 gab man unter
intensivem Rühren 0,3 g Adipinsäuredihydrazid (0,5 Gew.-%,
bezogen auf das Polymerisat).
Analog Dispersion D2 gab man 0,6 g Adipinsäuredihydrazid zu
100 g der Polymerisatdispersion D1 (1,0 Gew.-%, bezogen auf
das Polymerisat).
In einem Gefäß wurden folgende Bestandteile vorgelegt:
105,60 g Wasser
2,00 g Verdicken1)
0,80 g 2-Amino-2-methylpropanol mit 5% Wasser
1,00 g Dispergiermittel2)
3,40 g Tetrakaliumpyrophosphat in Wasser, 10 Gew.-%
1,70 g handelsübliches Biozid3)
3,40 g handelsüblicher Entschäumer4)
10,10 g Propylenglykol
10,10 g Dipropylenglykol-n-butylether
190,10 g Titandioxidpigment5)
181,60 g Feldspat6)
50,70 g kalzinierter Kaolin7)
2,00 g Verdicken1)
0,80 g 2-Amino-2-methylpropanol mit 5% Wasser
1,00 g Dispergiermittel2)
3,40 g Tetrakaliumpyrophosphat in Wasser, 10 Gew.-%
1,70 g handelsübliches Biozid3)
3,40 g handelsüblicher Entschäumer4)
10,10 g Propylenglykol
10,10 g Dipropylenglykol-n-butylether
190,10 g Titandioxidpigment5)
181,60 g Feldspat6)
50,70 g kalzinierter Kaolin7)
Die Bestandteile wurden für 20 Minuten in einem Hochgeschwin
digkeitsdispergator vermischt. Anschließend gab man folgende
Bestandteile unter Rühren zu:
266,01 g Dispersion bzw. Zubereitung aus I
(ca. 60 gew.-%ig); siehe Tabelle 1
2,50 g handelsüblicher Entschäumer4)
11,80 g handelsüblicher Verdicker8)
159,00 g Wasser
2,50 g handelsüblicher Entschäumer4)
11,80 g handelsüblicher Verdicker8)
159,00 g Wasser
Die anwendungstechnischen Eigenschaften der Dispersionsfarben
sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
1) Hydroxyethylcellulose mit einer Viskosität von 30 Pas
(bestimmt als 2%ige Lösung in Wasser bei 25°C); Natro
sol®250 HR der Hercules GmbH, Düsseldorf
2) 30 gew.-%ige wässrige Lösung eines Ammoniumpolyacrylats; Pigmentverteiler A der BASF AG Ludwigshafen
3) Proxel®GXL der Zeneca GmbH, Frankfurt
4) Foammaster®S der Henkel KGaA, Düsseldorf
5) Kronos®2101 der Kronos, Houston/Texas
6) Minex®4 der Unimin Speciality Minerals Inc. Elco/Illi nois, mittlere Korngröße 7,5 µm
7) Icecap® der Burgess Pigment Co., Sandersville, Georgia
8) 20 gew.-%ige Lösung eines assoziativ verdickenden Poly urethans, Acrysol RM 2020 der Rohm and Haas Deutschland GmbH, Frankfurt
2) 30 gew.-%ige wässrige Lösung eines Ammoniumpolyacrylats; Pigmentverteiler A der BASF AG Ludwigshafen
3) Proxel®GXL der Zeneca GmbH, Frankfurt
4) Foammaster®S der Henkel KGaA, Düsseldorf
5) Kronos®2101 der Kronos, Houston/Texas
6) Minex®4 der Unimin Speciality Minerals Inc. Elco/Illi nois, mittlere Korngröße 7,5 µm
7) Icecap® der Burgess Pigment Co., Sandersville, Georgia
8) 20 gew.-%ige Lösung eines assoziativ verdickenden Poly urethans, Acrysol RM 2020 der Rohm and Haas Deutschland GmbH, Frankfurt
Die Bestimmung der Abriebfestigkeit erfolge nach ASTM
D2486 mittels einer "Gardner"-Scheuermaschine und einem
standardisierten Scheuermedium (abrasiver Typ SC-2).
Die Dispersionsfarben aus II wurden mit einem Kastenrakel
(Spalthöhe 175 µm, 7 MIL) auf Leneta-Folien aufgebracht.
Anschließend wurden die Folien unter Normklima (23°C,
50% rel. Luftfeuchtigkeit) in einer Klimakammer 14 Tage
getrocknet. Die Trockendicke lag bei etwa 50 µm.
Für jede Dispersionsfarbe wurde an 3 Folien der Abrieb
test durchgeführt. Hierzu wurden in der Mitte der Folien
250 µm dicke Blechstreifen unterlegt. Anschließend wurde
Scheuerpaste aufgebracht und solange mit einer Nylon-Bür
ste gescheuert, bis der Anstrich an der Stelle, wo das
Blech unterlegt war, durchgescheuert war. Angegeben wird
die Anzahl von Doppelhüben, die erforderlich ist, um an
einer Stelle vollständig durchzuscheuern. Angegeben ist
der Durchschnitt zweier Werte, die weniger als 25% von
einander abweichen.
Die Blockfestigkeit wurde gemäß ASTM D4946 bestimmt.
Hierzu brachte man die Dispersionsfarben aus II mit einem
Kastenrakel (3 MIL; Spalthöhe 75 µm) auf Leneta-Folien
auf. Anschließend trocknete man die Folien 24 Stunden un
ter Norm-Klimabedingungen. Die getrockneten, beschichte
ten Folien wurden anschließend in 3,8 × 3,8 cm große Qua
drate zerschnitten. Die Quadrate wurden mit den beschich
teten Seiten aufeinandergelegt und zwischen zwei Glas
platten plaziert. Auf diese Glasplatten gab man ein Ge
wicht von 2 kg. Diese Anordnung wurde 24 Stunden bei
50°C aufbewahrt. Anschließend untersuchte man, wie sich
die Folien voneinander entfernen lassen. Hierzu legte man
eine Bewertungsskala von 0 bis 10 zugrunde:
0 = 75 bis 100% Abriss der Beschichtung
1 = 50 bis 75% Abriss
2 = 25 bis 50% Abriss
3 = 5 bis 25% Abriss
4 = sehr klebrig: 0 bis 5% Abriss
5 = mäßige Klebrigkeit
6 = leichte Klebrigkeit
7 = leichte bis sehr leichte Klebrigkeit
8 = sehr leichte Klebrigkeit
9 = kaum klebrig
10 = nicht klebrig
1 = 50 bis 75% Abriss
2 = 25 bis 50% Abriss
3 = 5 bis 25% Abriss
4 = sehr klebrig: 0 bis 5% Abriss
5 = mäßige Klebrigkeit
6 = leichte Klebrigkeit
7 = leichte bis sehr leichte Klebrigkeit
8 = sehr leichte Klebrigkeit
9 = kaum klebrig
10 = nicht klebrig
Die Nasshaftung wurde wie folgt bestimmt: In einem ersten
Schritt wurden die Leneta-Folien mit lösungsmittelhalti
gem Alkydharzlack (Glasurit EA, Hochglanzlack der BASF
deco GmbH, Köln) mit einem Kastenrakel (Spalthöhe 180 µm)
beschichtet. Die Folien wurden 24 Stunden in einer Norm
klimakammer und anschließend 14 Tage in einem Ofen bei
50°C getrocknet. Anschließend wurden die Dispersionsfar
ben aus II mit einem Applikator (Spalthöhe 250 µm, 10
MIL) auf die mit Alkydharz beschichteten Leneta-Folien
als zweite Beschichtung aufgebracht. Die so erhaltenen
Folien wurden 3 Tage unter Norm-Klimabedingungen getrock
net. Aus jeder Folie wurden 3 Prüfkörper herausgeschnit
ten. Jeder Prüfkörper wurde horizontal mit einer Rasier
klinge angeschnitten. Anschließend führte man einen
Frost-Tau-Test durch. Hierzu wässerte man die Prüfkörper
und bewahrte sie anschließend in einem Tiefkühlschrank 16
Stunden bei -20°C auf. Dieser Vorgang wurde noch zweimal
wiederholt. Anschließend ließ man die Proben auf Raumtem
peratur erwärmen und wässerte sie dann erneut 10 Minu
ten. Danach wurde die Haftung der Beschichtung am An
schnitt durch Kratzen mit dem Fingernagel bestimmt. Hier
bei legte man eine Bewertungsskala von 0 bis 5 zugrunde,
wobei 0 für eine optimale Adhäsion und 5 für keine Adhä
sion (fehlerfreies Abziehen) steht. Die Werte 1 bis 4
stehen für Zwischenwerte.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Claims (12)
1. Dispersionsfarbe, enthaltend
- a) als Bindemittel eine Zubereitung, die als Komponente A
wenigstens eine wässrige Polymerisatdispersion, deren Po
lymerisat P funktionelle Gruppen der allgemeinen Formel
aufweist, worin
R1 für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl steht und
X an ein Kohlenstoffatom der Polymerkette gebunden ist und für eine Einfachbindung, Alkylen, Arylen,
-R2-O-R3, R2-Z-O-R3-, -R2-Z-CH2-R3-, -R2-Z-N(R4)-R3-, R2-O-Z-O-R3-, -R2-O-Z-CH2-R3-, -R2-O-Z-N(R4)-R3-, -R2-N(R5)-Z-O-R3-, -R2-N(R5)-Z-CH2-R3- oder -R2-N(R5)-Z-N(R4)-R3- steht, worin
-R2- für eine Einfachbindung, Alkylen, Oxyalkylen, Polyoxyalkylen, Arylen steht und an das Polymer, gebunden ist,
-R3- für C1-C4-Alkylen oder Arylen steht,
Z für SO2 oder C = O steht, und
R4 und R5 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Al kyl, Cycloalkyl, Aryl, Aralkyl oder eine Gruppe -R3-(CO)-R1 stehen, worin R1 und R3 die zuvor ge nannten Bedeutungen besitzen,
und als Komponente B wenigstens eine Verbindung mit we nigstens zwei, gegenüber den Carbonylgruppen des Polymers der Komponente A reaktiven NH2-Gruppen umfasst; - b) wenigstens ein anorganisches Pigment,
- c) gegebenenfalls einen oder mehrere anorganische Füllstoffe und
- d) übliche Hilfsmittel,
wobei das Verhältnis von anorganischen Bestandteilen zu Poly
merisat P durch eine Pigmentvolumenkonzentration (PVK) < 40%
charakterisiert ist.
2. Dispersionsfarbe nach Anspruch 1, worin die Komponente B ein
Di- oder Polyhydrazid einer Di- oder Polycarbonsäure ist.
3. Dispersionsfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo
rin die Komponente A durch radikalische, wässrige Emulsions
polymerisation wenigstens eines ethylenisch ungesättigten Mo
nomers a mit wenigstens einem ethylenisch ungesättigten Mono
mer b der allgemeinen Formel I,
worin
R6 für Wasserstoff oder Methyl steht,
R7 für Wasserstoff, Alkyl oder -X-(CO)-R1 steht und
X und R1 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen,
und gegebenenfalls weiteren Monomeren erhältlich ist.
worin
R6 für Wasserstoff oder Methyl steht,
R7 für Wasserstoff, Alkyl oder -X-(CO)-R1 steht und
X und R1 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen,
und gegebenenfalls weiteren Monomeren erhältlich ist.
4. Dispersionsfarbe nach Anspruch 3, wobei die Monomere b ausge
wählt sind unter Methylvinylketon, Ethylvinylketon, Isobutyl
ringketon, Acrolein, Methacrolein, Formylstyrol, 3-Acry
loxy-2,2-dimethylpropanal, Phenylvinylketon, Diacetonacryl
amid oder Diacetonmethacrylamid.
5. Dispersionsfarbe nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Monomere b
0,1 bis 10 Gew.-% der Gesamtmonomermenge ausmachen.
6. Dispersionsfarbe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die
Monomere a wenigstens zwei voneinander verschiedene Monomere
a1 und a2, ausgewählt unter vinylaromatischen Monomeren, den
Estern der Acrylsäure mit C1-C12-Alkanolen, den Estern der
Methacrylsäure mit C1-C12-Alkanolen, den Vinylestern aliphati
scher C1-C12-Monocarbonsäuren, Ethylen und Vinylchlorid.
7. Dispersionsfarbe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die
Polymerisate P 0,1 bis 5 Gew.-% Monomere c, ausgewählt unter
Monomeren c1, die eine saure Gruppe aufweisen, und den Ami
den, N-Alkylolamiden und Hydroxyalkylestern ethylenisch unge
sättigter C3-C8-Carbonsäuren (Monomere c2), umfassen.
8. Dispersionsfarbe nach Anspruch 7, worin das Polymerisat P der
Komponente A im wesentlichen aufgebaut ist aus
- 1. 25 bis 70 Gew.-% wenigstens eines ethylenisch ungesättig ten Monomers a1, dessen Homopolymerisat eine Glasüber gangstemperatur Tg < 30°C aufweist,
- 2. 25 bis 70 Gew.-% wenigstens eines ethylenisch ungesättig ten Monomers a2, dessen Homopolymerisat eine Glasüber gangstemperatur Tg < 20°C aufweist,
- 3. 0,1 bis 5 Gew.-% wenigstens eines Monomers b und
- 4. 0,1 bis 5 Gew.-% wenigstens eines ethylenisch ungesättig ten Monomers c,
wobei sich die Gesamtmenge der Monomeren a1, a2, b und c zu
100 Gew.-% addieren.
9. Dispersionsfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
die, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersionsfarbe,
- a) 5 bis 60 Gew.-% Bindemittel i, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 (gerechnet als feste Bestandteile),
- b) 5 bis 60 Gew.-% wenigstens eines anorganischen Pigments,
- c) 0 bis 85 Gew.-% anorganische Füllstoffe und
- d) 0,1 bis 40 Gew.-% übliche Hilfsmittel enthält, wobei die Gewichtsanteile der Bestandteile i) bis iv) sich zu 100 Gew.-% addieren.
10. Verwendung von Bindemitteln, wie in einem der Ansprüche 1 bis
8 definiert, zur Verbesserung der Nassabriebfestigkeit von
polymergebundenen Dispersionsfarben.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997149643 DE19749643A1 (de) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Dispersionsfarben, die als Bindemittel mit Carbonylgruppen funktionalisierte Polymere enthalten |
AU18715/99A AU743111B2 (en) | 1997-11-10 | 1998-11-09 | Aqueous composition comprised of a carbonyl polymer dispersion, a pigment, and a polyamine |
JP2000520515A JP2001522922A (ja) | 1997-11-10 | 1998-11-09 | カルボニルポリマー分散液、顔料およびポリアミンよりなる水性組成物 |
EP98963429A EP1029006A1 (de) | 1997-11-10 | 1998-11-09 | Wässrige zusammensetzungen aus carbonyl-polymerdispersion, pigment und polyamin |
PCT/EP1998/007143 WO1999024514A1 (de) | 1997-11-10 | 1998-11-09 | Wässrige zusammensetzungen aus carbonyl-polymerdispersion, pigment und polyamin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997149643 DE19749643A1 (de) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Dispersionsfarben, die als Bindemittel mit Carbonylgruppen funktionalisierte Polymere enthalten |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19749643A1 true DE19749643A1 (de) | 1999-05-12 |
Family
ID=7848190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1997149643 Withdrawn DE19749643A1 (de) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Dispersionsfarben, die als Bindemittel mit Carbonylgruppen funktionalisierte Polymere enthalten |
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Country | Link |
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WO (1) | WO1999024514A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0952161A3 (de) * | 1998-04-24 | 1999-11-24 | Basf Aktiengesellschaft | Emulgatorgemisch für die Emulsionspolymerisation |
EP2563867B1 (de) | 2010-04-27 | 2015-09-30 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Verbesserte beschichtungen mit geringem titandioxidanteil |
EP2771417B1 (de) | 2011-10-26 | 2016-07-13 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Verbesserte lösungsmittelfreie niederenergiebeschichtungen |
CN111684632A (zh) * | 2018-11-20 | 2020-09-18 | 株式会社Lg化学 | 用于二次电池电极的粘合剂组合物和电极混合物 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10126266A1 (de) * | 2001-05-29 | 2002-12-05 | Basf Ag | Emulgatorgemisch für die Emulsionspolymerisation |
WO2010050387A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 協和発酵ケミカル株式会社 | 水性耐水性コーティング材 |
JP4749500B1 (ja) * | 2010-09-06 | 2011-08-17 | ハニー化成株式会社 | 水性表面処理剤組成物 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3901073A1 (de) * | 1989-01-16 | 1990-07-19 | Basf Ag | Betondachstein |
JP3129518B2 (ja) * | 1992-04-24 | 2001-01-31 | ビーエーエスエフディスパージョン株式会社 | 架橋性水性顔料分散液 |
AU720104B2 (en) * | 1995-12-04 | 2000-05-25 | Rohm And Haas Company | Waterborne crosslinkable coating compositions |
US5763012A (en) * | 1996-10-16 | 1998-06-09 | Basf Aktiengesellschaft | Coating of substrates |
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-
1998
- 1998-11-09 JP JP2000520515A patent/JP2001522922A/ja not_active Withdrawn
- 1998-11-09 AU AU18715/99A patent/AU743111B2/en not_active Ceased
- 1998-11-09 WO PCT/EP1998/007143 patent/WO1999024514A1/de not_active Application Discontinuation
- 1998-11-09 EP EP98963429A patent/EP1029006A1/de not_active Withdrawn
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CN111684632A (zh) * | 2018-11-20 | 2020-09-18 | 株式会社Lg化学 | 用于二次电池电极的粘合剂组合物和电极混合物 |
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