DE2131678A1 - Anstrichdispersionen mit verbessertem Verlauf und Verlaufmittel - Google Patents

Anstrichdispersionen mit verbessertem Verlauf und Verlaufmittel

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DE2131678A1 DE19712131678 DE2131678A DE2131678A1 DE 2131678 A1 DE2131678 A1 DE 2131678A1 DE 19712131678 DE19712131678 DE 19712131678 DE 2131678 A DE2131678 A DE 2131678A DE 2131678 A1 DE2131678 A1 DE 2131678A1
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Description

"Anstrichdispersionen mit verbessertem Verlauf und Verlaufmittel"
Priorität: 25. Juni 1970, V.St.A., Nr. 49 988
Anstrichdispersionen, die aus pigmentierten wäßrigen Dispersionen verschiedener hochmolekularer Polymerisate "bestehen, sind seit langem bekannt. Diese Dispersionsfarben haben als Innen- und Außenanstriche weit verbreitete Verwendung gefunden und besitzen im allgemeinen Matt- oder Seidenglanz.
Es sind ständig Versuche unternommen worden, wäßrige Dispersionsfarben mit besserem Glanz herzustellen. Hierbei hat sich gezeigt, daß die Glanzverbesserung nicht auf dem gleichen Weg wie bei den konventionellen, lösungsmittelhaltigen Anstrichstoffen erreicht werden kann. Es ist bekannt, daß der Glanz von nicht wäßrigen, organische Lösungsmittel enthaltenden Anstrich-
BAD ORfQfNAL 109853/1761
farben durch Herabsetzung des Pigmentgehaltes und durch Verwendung feiner gemahlener Pigmente verbessert werden kann. Die glatte, glänzende Oberfläche der herkömmlichen Emaille- oder Lackfarben wird somit durch einen Überschuß des Bindemittels in bezug auf das Pigment erzielt.
Überträgt man die zur Glanzverbesserung bei herkömmlichen Anstrichstoffen bekannte Maßnahme der Herabsetzung des Pigmentgehalts auf wäßrige Dispersionsfarben, so v/erden der Verlauf der Dispersionsfarben und die Härte der Anstrichfilme verschlechtert. Hierbei wird unter dem Begriff Verlauf das Vermögen eines Anstrichstoffes verstanden, bei seinem Auftragen auf dem Untergrund entstehende Unebenheiten selbsttätig auszugleichen, so daß sich eine gleichmäßige glatte Anstrichfläche, ohne Pinselfurchen und Ansätze, bei gespritzten Flächen ohne Spritznarben, ergibt.
Die Verminderung der Anstrichfilmhärte läßt sich zwar durch zusätzliche Verwendung härtbarer Harze in den Anstrichdispersionen verhindern; die Verschlechterung der Verlaufeigenschaften stellt jedoch ein .ernsthaftes Problem dar, das bisher die breite Anwendung von Dispersionsfarben· mit Lackglanz oder Seidenglanz" verhindert bzw. eingeschränkt hat.
Aufgabe der Erfindung war es daher, die Verlaufeigenschaften von Anstrichdispersionen so weit zu verbessern, daß auch hochglänzende Anstrichdispersionen ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden können. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
10 9 8 5 3/1761
Somit betrifft die Erfindung AnstricMispersionen, bestehend -aus einem Kunststofflatex sowie gegebenenfalls Pigmenten und üblichen Zusatzstoffen, die durch den Gehalt an einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) gekennzeichnet sind,
B-X-P-X·-R1 (I)
in der P den Rest eines wasserlöslichen Polymeren mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 35 000 bedeutet, R und R1 gleich oder verschieden sind und einen wasserunlöslichen Kohlenwasserstoff rest mit einem Molekulargewicht von etwa 160 bis 400 darstellen und X und X' gleich oder verschieden sind und die Reste -0-,
' 0 HO OH H
-OC-, -N-CO-, -S-, -C-N-, -N- oder -0-Si- bedeuten.
Vorzugsweise sind in den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) als wasserlösliche Polymere lineare Polyäther, vorzugsweise mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 20 000, enthalten. Diese bevorzugten Verbindungen lassen sich auf verschiedene Weise herstellen. Mit Polyäthylenoxiden werden die besten Ergebnisse erhalten, jedoch ist auch die Verwendung von Copolymerisaten, z.B. mit Propylenoxid, möglich. Die Polymerisation kann in Gegenwart einer -Verbindung durchgeführt werden, die den gewünschten Kohlenwasserstoffrest R enthält. Die Reaktion erfolgt hierbei in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung nichtionischer Netzmittel. Der zweite Rest R' kann dann z.B. durch Umsetzung mit einer Carbonsäure, einem Alkohol oder einem Isocyanat eingeführt werden. Es kann auch zunächst der
Polyäther allein hergestellt werden, dessen (nach Maßgabe der Polymerisationabedingungen) funktioiielle Endgrüppen anschlies-
■'■■■* 1 09853/17G1 bad original
send zur Einführung der Reste R Idzw. R' dienen. Vorzugsweise besitzen die Reste R und Rf Molekulargewichte von 220 bis 400.
Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der erfindungsgeinäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) als Verlaufmittel in den Dispersiönsf-arben neben der Verlaufverbesserung häufig
bep
gleichzeitig "eineYViskositatserhöhung einhergeht. Es muß als überraschend angesehen werden, daß die* das erfindungsgemäße Ver— laufmittel enthaltenden Dispersionsfarben trotz der Viskosität serhöhung einen verbesserten Verlauf aufweisen. Dies steht im Gegensatz zu den bisherigen Beobachtungen, daß im allgemeinen eine erhöhte Viskosität aufgrund der verminderten Mobilität der flüssigen Bestandteile eine Verschlechterung der Verlaufeigenschaften bedingt.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß der Viskositätsanstieg keinen unerwünschten Effekt darstellt. Aus verarbeitungstechnischen Gründen müssen Dispersionsfarben ohnehin im allgemeinen ein Verdickungsmittel, üblicherweise ein wasserlösliches Polymeres, zur Erhöhung der Viskosität enthalten. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Verlaufmittel ermöglicht eine Verminderung der üblichen Verdickungsmittelmenge, was sich wiederum • günstig auf die Verlaufeigenschaften der Dispersionsfarben auswirkt :
Die erfindungsgemäßen Verlaufmittel der allgemeinen Formel (I) werden vorzugsweise in V/asser oder mit Wasser mischbaren Lb*- ■ sungsmitteln, wie Äthylen- oder Propylenglykol, oder in Gemischen der vorgenannten Lösungsmittel gelöst, verwendet. Die Zugabe der Verlaufmittel zu dem Anstrichstoff kann praktisch zu. einem beliebigen Zeitpunkt während der Herstellung des Anstrich—
.· · VA- '-- 1 ° 9 8 5 a I 3 7 e 1 ORKUNAL INSPECTED
Stoffs erfolgen. Als besonders vorteilhaft hat sich die Zugabe .während der Dispersion des Pigments erwiesen. Auf diese Weise wird eine gute Homogenität der Anstrichdispersionen mit optimalen Eigenschaften hinsichtlich des Fließverhaltens und der Viskosität erreicht.
Die als Verlaufmittel verwendeten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) werden im allgemeinen in einer Konsentration von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Festkörpergehalt des Latex, verwendet. Die vorgenannten Werte stellen jedoch nur Durchschnittswerte und keine festen Grenzen cav. Nach Maßgabe der Zusammensetzung der Anstrichdispersionen und der praktischen Erfordernisse können auch geringere oder größere Mengen des Verlauf mittels verwendet v/erden.
Die ausgeprägtesten Verbesserungen bei Verwendung der erfin — dungsgemäßen Verlaufmittel werden bei Dispersionsfarben mit relativ niedriger Pigmentierung oder bei pigmentfreien Anstrichdispersionen erhalten. Offensichtlich sind deshalb diese Verlaufmittel für die Verwendung in Dispersionsfarben mit Seidenglanz oder Lackglanz geeignet. Daneben hat die Verlaufverbesserung von hoch pimentierten Dispersionsfarben eine geringere Bedeutung.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Anstrichdispersionen geeignete Kunststofflatices enthalten z.B. Polyvinylacetat oder Copolymerisate des Vinylacetats, Acrylpolymerisate oder Acrylmonomereinheiten enthaltende Copolymerisate sowie Butadien-Styrol-Copolymerisate,
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- 6 Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Für die "Versuche des Beispiels 1 wird ein Latex auf Basis eines Acrylpolymerisats (-"Rhoplex AC-34", Herst. Rohm & Haas) verwendet. Die Versuche werden so durchgeführt, daß jeweils 1,5 Prozent, "bezogen auf Festkörper, der in Tabelle I aufgeführten Verbindungen in Form einer Lösung mit dem Acryllatex gründlich vermischt werden. Die mit den so hergestellten Anstrichdispersionen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt. Die Viskositätsmessungen .sind mit einem Stormer-Viskosiineter bestimmt worden. Die Beurteilung der Verlauf eigenschaften erfolgt, indem die Änstrichdispersionen mit einer Bürste auf versiegeltes Papier der Abmessungen 20,5 x 25,4 cm aufgebracht werden und der Verlauf visuell bestimmt wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt. In Tabelle II erfolgt die Viskositätsangabe in KU-Einheiten. Die Bewertung des Verlaufs erfolgt mittels einer einfachen Zahlenreihe von 0 bis 5, wobei 0 keine Verbesserung und 5 die gröf3te Verlaufverbesserung bedeuten.
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— 7 —
Tabelle I
Versuch Verlaufmittel " Nr. (Verbindung der allgemeinen Formel (T) )
' (4OOO) '-distearinsäureester ' PÄG (6000) -distearinsäureester0) PÄG (6000) -distearinsäureester, 15-prozentige Lösung in Propylenglykol/Wasser (1 : 1) PÄG (6000)'-diisostearinsäureester0'
PÄG (6000) -diester gemischter C.,- ..Q-Neosäuren, 20-prozentige Lösung in Propylenglykol/Wasser (4 '· 1) PÄG (6000) -diölsäureesterd) PÄG (6000) -dilaurylsäureesterd) PÄG (20 000) -distearinsäureester^ PÄG (6000) -distearyläther 20-prozentige Lösung in Propylenglykol/Y/asser (4 : 1) PÄG (6000) -distearylurethand)
Distearinsäureester von Äthylenglykol-Propylenglykol· Blockcopolymerisaten mit folgenden Eigenschaften:
Ae' Pluronic F 68 (8350) 80 Prozent Polyoxyäthylen
B " Έ 88 (10 000) " " »
C " P 98 (13 500) " " "
D " P 108 (15 500) " " "
E " P 127 (11 500) 70 » "
PÄG (6000) -di-(C21H43C00H)-esterd)
Vergleichsversi^ch
Hr..
PÄG (4OOO) -monostearinsäureester ' PÄG (6000) -dineodecansäureester0' PÄG (6000) -dineopentensäureester
a' PÄG = Polyäthylenglykol
' Die Angaben in Klanimern bedeuten das Molekulargewicht c' 10-prozentige Lösung in V/asser
' 15-prozentige Lösung in Propylenglykol/Wasser (4:1)
e' Die Verbindungen A bis E sind gemäß US-PS 2, 674 619 hergestellt
• 109853/1761 ι
.Tabelle II
Versuch. Nr. 12 Viskosität (KU)
·■ 1 Vergleichsversuch. 60
2 IJr. 136
3 13 141
' 4 14 141
5 15 110
6 Kontrollversuch. 141
•7 70
8 100
9 83
10 131
11
A		 68
B 87
G 67
D 99
E 80
100
55
55
53
55
Verlauf 2 5 5 5 4 5 2 4 3" 5
2 3 2 4 3 4
1 0 0 0
Tabelle II zeigt, daß man mit den erfindungegemäß als Verlaufmittel verwendeten Verbindungen sowohl eine Viskositätserhöhung als auch, eine Verlaufverbesserung erhält. Hierbei bedeutet jeder Über dem Vergleichswert des Kontrpllversuchs (55)
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gAD ORIGINAL
— ο —
liegende Viskositätswert eine Verbesserung, wobei Werte von j60 oder höher eine beträchtliche Verbesserung der Viskosität und der Verlaufeigenschaften bedeuten.
Bei der Verbindung , des Vergleichverrruchs 13 handelt es sich um einen Monoester, also um eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), die nur einen Rest R aufweist. Bei dem Verlaufmittel des Versuchs 1 handelt es sich um eine Verbindung, deren Molekulargewicht des Polyätherrests nahe an der unteren Grenze von 3000 liegt. Bei den Vergleichsversuchen H und 15 handelt es sich um Verbindungen der allgemeinen Formel (I), in der die Molekulargewichte der Reste R und Rf unterhalb der unteren Grenze von etwa 160 liegen.
Werden die in den Tabellen I und II zusammengestellten .Versuche mit einer Konzentration von 0,5 Gewichtsprozent des Verlaufmittels (bezogen auf Festkörper) f bezogen auf das Gesamtgewicht des Latex, wiederholt, so erhält man einen geringeren Viskositätsanstieg und eine geringere Verlaufverbeoserung, während man bei Verwendung größerer Mengen eine weitere Steigerung der vorteilhaften Eigenschaften über die Werte der Tabelle II hinaus erreichen kann.
Beispiel 2
Beispiel 1 wird unter 'Verwendung der in Tabelle I aufgeführten Verlaufmittel wiederholt, wobei die in Tabelle III zusammengestellten Kunststofflatices verwendet werden. Hierbei zeigt sich; daß die wirksamsten Verlaufmittel der Tabelle II auch bei Verwendung der anderen Kunststofflatices die besten Ergebnisse zeigen.
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Tabelle III
Latex (Handelsname) Rhoplex AC-22
Rhoplex AC-61
Rhoplex AC-34
Flexbond 860
Wallpol 40-124
Parco 37C55
Gofar 77
U-211
#r 500 Ucar 180
Nelco 270
Gelon TS-71
762-K
Typ
Acrylpolymerisat
Polyvinylac etat
1! Il It ti
Poly-(butadien-styrol)
Il Hersteller
Rohm & Haas
Airco Corporation
Reichold Chemicals, Inc .
National Starch Thibault & Walker Parnov/, Inc. U.S. Coatings Union Carbide Northeastern Labs. Monsanto
Dow Chemical
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    V. Anstrichdispersionen, "bestehend aus einem Kunststofflatex sowie gegebenenfalls Pigmenten und üblichen Zusatzstoffen, gekennzeichnet durch den Gehalt an einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
    1R-X-P-X'-R1 (I)
    in der P den liest eines wasserlöslichen Polymeren mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 35 000 bedeute υ, R und R1 gleich oder verschieden sind und einen wasserunlöslichen Kohlenwasserstoff rest mit einem Molekulargewicht von etwa 160 bis 400 darstellen und X und Xf gleich oder verschieden sind und die Reste
    0 II 0 OHH
    -0-, -OC-, -N-CO-, -S-, -C-N-, -Ii- oder -0-Si- bedeuten.
    2. Anstrichdispersionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste R und R1 Molekulargewichte von 220 bis 400 besitzen.
    3. Anstrichdispersionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rente R und R' 12 bis 22 C-Atome, vorzugsweise 16 bis 22 C-Atome, insbesondere 18 C-Atome, aufweisen.
    4. Anstrichdispersionen nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Polymere ein Molekulargewicht von 4000 bis 20 000, insbesondere etwa 6000, besitzt.
    109853/ 1 761
    5o Anstrichdispersionen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der allgemeinen Formel (I) ein Diester eines Polyalkylenglykols, vorzugsweise eines Polyäthylenglykols, mit einer Alkan- oder einer Alkencarbonsäure ist.
    6. Anstrichdispersionen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das v/asser lösliche Polymere ein Polyäthylenglykol darstellt, das über eine Äther- oder Urethanbindung mit den Resten R und R' verknüpft ist.
    7. Anstrichdispersionen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Verbindung der allgemeinen Formel (I) 0,1 bis 3»0 Prozent, bezogen auf den Festkörpergehalt des Latex, beträgt.
    8. Verlaufmittel für Anstrichdispersionen, bestehend aus einer Verbindung der allgemeinen Formel (i), sowie gegebenenfalls mit Wasser mischbaren Verdünnungsmitteln.
    10 9 8 5 3/1761
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