DE2249299B2

DE2249299B2 - Verwendung von Styrol-Acrylat-Copolymerisat-Dispersionen für Überzüge einschließlich Buntsteinputzen auf mineralischen Substraten

Info

Publication number: DE2249299B2
Application number: DE19722249299
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dr. 6710 Frankenthal Eckell; Gerhard Dr. 6700 Ludwigshafen Florus; Hans-Joachim Dr. 6710 Frankenthal Geelhaar; Albrecht Dr. 6701 Friedelsheim Kerkow
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1972-10-07
Filing date: 1972-10-07
Publication date: 1979-08-16
Also published as: FR2202136A1; DE2249299A1; CH592726A5; IT997871B; FR2202136B1

Description

In der Praxis weiden schon seit vielen Jahren zur Herstellung von wasserfesten Überzügen auf mineralischen Substraten und als Bindemittel für Buntsteinputze wäßrige Dispersionen von Copolymerisaten aus Styrol mit niederen Alkylacrylaten eingesetzt. Als Alkylacrylate enthalten derartige Produkte z. B. Äthylacrylat und n-Butylacrylat einpolymerisiert und die Msngen an Styrol und Alkylacrylaten in diesen Produkten liegen im allgemeinen jeweils zwischen 40 und 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die Polymerisate. Zusätzlich enthalten derartige Copolymerisate oft noch in untergeordneten Mengen andere äthylenische ungesättigte Monomere, die reaktive Gruppen aufweisen können, einpolymerisiert. Beispiele für derartige Comonomere sind Acrylnitril, olefinisch ungesättigte Carbonsäuren, wie Crotonsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure und Itaconsäure, sowie deren Amide und N-Methylol- bzw. N-Alkoxymethylamide. Derartige Copolymerisate zeichnen sich durch hervorragende Lichtbeständigkeit aus und sind sehr wasserbeständig. Der Vorteil der Lichtbeständigkeit spielt vor allem im Vergleich mit Butadien-Styrol-Copolymerisaten, der Vorteil der Wasserbeständigkeit vor allem im Vergleich mit Vinylacetat-Copolymerisaten in der Praxis eine bedeutende Rolle.

Ein Nachteil der bekannten Styrol-Acrylat-Copolymerisat-Dispersion bei ihrer Verwendung zur Herstellung wasserfester Überzüge auf mineralischen Substraten ist vor allem in einem Weißanlaufen dieser Überzüge im Regen und feuchter Atmosphäre sowie in einem Abplatzen und Rißbildung bei Feuchtigkeitsund Temperaturschwankungen zu sehen. Diese Nachteile treten praktisch nur bei wenig oder nicht pigmentierten Überzügen und bei Buntsteinputzen störend in Erscheinung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, das Weißanlaufen von wasserfesten Überzügen auf mineralischen Substraten und bei Buntsteinputzen zu verhindern, wobei die hervorragende Wasserfestigkeit und Lichtbeständigkeit der Styrol-Acrylat-Copolymerisate praktisch erhalten bleiben soll.

Es wurde gefunden, daß man für Überzüge, einschließlich Buntsteinputzen, auf mineralischen Substraten mit Vorteil wäßrige Dispersionen von Copolymerisaten aus 45 bis 60 Gewichtsprozent Styrol, 25 bis 59% eines Acryl- und/oder Methacrylsäureesters eines 8 bis 12 C-Atome enthaltenden nicht-tertiären Alkanols, 0,5 bis 5 Gewichtsprozent N-Methylolacryl- und/oder -methacrylamid und/oder N-Alkoxymethyl-acryl- und/oder -methacrylamid und I bis 3 Gewichtsprozent Acryl- und/oder Methacrylsäure eines Teilchendurchmesiiers von 75 bis 350 μτη verwenden kann. Derartige wäßrige Copolymerisat-Dispersionen können z. B. nach dem Verfahren der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 2213756.0 (DE-OS 2213 756) durch Emulsionscopolymerisation der Monomeren der genannten Art unter Verwendung an sich üblicher wasserlöslicher, radikalbildender Polymerisationskatalysatoren und anionischen und/oder nichtionischen Emulgatoren hergestellt sein, wobei diese Dispersionen zur pigmentfreien Papierbeschichtung verwendet werden. Dabei sind Acrylester von 8 C-Atomen enthaltenden Alkanolen, s. B. des n-OctanoI-1, n-Octanol-2 und 2-Äthylhexanol-l von besonderem Interesse. Als N-AIkoxymethylmethacrylamide bzw. N-Alkoxymethylacrylamide sind solehe von 1 bis 4 C-Atomen im Aikoxyrest insbesondere mit einer N-Methoxy- oder einer N-n-Butoxymethylgruppe von besonderem Interesse. Zusätzlich zu Monomeren der genannten Art können die Copolymerisate noch bis zu 10 Gewichtsprozent weitere olefinisch ungesättigte Monomere, insbesondere 2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylnitril und/oder 0,5 bis 3 Gewichtsprozent bifuinktionelle Monomere, wie Äthylenglykoldiacrylat, Butandiol-l,4-diacrylat und/oder -methacrylat, Vinylacrylat und -methacrylat oder Dicarbonsäuren, wie Malein-, Fumar- und Itaconsäure sowie ferner Divinylbenzol und Diallylphthalat einpolymerisiert enthalten. Von besonderem Interesse sind solche Copolymerisat-Dispersionen, bei deren Herstellung zusätzlich 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamten Monomeren, Acryl- und/oder Methacrylamid einpolymerisiert wurden. Die Polymerisat-Teilchen der wäßrigen Copolymerisat-Dispersäon sollen einen Teilchendurchmesser von 75 bis 350, vorzugsweise von etwa 100 bis 200 μπι haben. Daneben können auch geringe Anteile, z. B. bis etwa 5 Gewichtsprozent der Dispersion kleinere und/oder größere Teilchendurchmesser haben, ohne daß hierdurch die vorteilhaften Ergebnisse praktisch beeinträchtigt werden. Als mineralische Substrate für die Überzüge kommen z. B. geformte Gebilde aus Asbestzement, Beton und Gasbeton, wie Platten, Rohre und Dachziegel, sowie auch, insbesondere bei der Herstellung von Buntsteinputzen, ein Unterputz aus Kalkzement in Frage.

Dk Überzüge bzw. Buntstcinputze können in an sich üblicher Weise, z. B. durch Streichen, Rakeln oder Spritzen aufgebracht werden. Als Pigmente können sie z. B. rote, braune oder schwarze Eisenoxide, Chromoxidgrün oder Phthalocyaninblau und Phthalocyaningrün sowie ferner Nickeltitanat oder Chromgelb enthalten. Als Füllstoffe für die Überzüge kommen z. B. Kaliumcarbonat, Kalziummagnesiumsilikat und Kalziumaluminiumsilikat in Frage. Den Überzugsmittlen können übliche Verdickungsmittel, z. B. Celluloseether und hochmolekulare Polyacrylsäuren sowie Netz- und Dispergiermittel wie Polyphosphate, Polyalkylenoxide und niedermolekulare Polyacrylsäuren zugegeben sein. Die Menge der Pigmente und Füllstoffe ist an sich nicht kritisch für die Verwendbarkeit der wäßrigen Copolymerisat-Dispersionen zur Herstellung von pigmentierten Überzügen, so können z. B. auch hochpigmentierte Überzüge mit den Dispersionen hergestellt werden. Ein Weiß-

anlaufen ist jedoch bei hochpigmentierten Überzügen praktisch nicht von Bedeutung. Aus diesem Grund ist die Verwendung der wäßrigen Copolymerjsat-Dispersionen der oben angegebenen Art für nicht oder wenig pigmentierte Überzüge sowie für Buntsteinputze von besonderem Interesse. Dabei hat das Weißanlaufen von pigmentierten Überzügen vor allem bis zu einer PVK (Volumenanteil des Pigments + Füllstoff am Gesaratvolumen des Überzugsmittels) von etwa 25% praktische Bedeutung.

Die Überzugsmittel können außerdem zusätzlich noch filmbildende Hilfsmittel, wie Testbenzin, Butyldiglykol, Dipenten, Xylole, Butyldiglykolacetat und Toluol, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Überzugsmassen, enthalten. In manchen Fällen ist auch die Mitverwendung von Enischäumungsmitteln von Interesse.

Die Buntsteinputze, die unter erfindungsgemäßer Verwendung von wäßrigen Polymerisat-Dispersionen der oben angegebenen Art hergestellt wei den, können im übrigen an sich übliche Zusammensetzung haben und im allgemeinen aus feinkörnigem Marmorsplitt einer Teilchengröße von etwa 0,5 bis 5 mm hergestellt sein.

Nicht oder wenig pigmentierte Überzüge sowie Buntsteinputze, die unter Verwendung von wäßrigen Dispersionen gemäß dieser Erfindung hergestellt sind, zeichnen sich durch besonders hohe Wasserfestigkeit, insbesondere durch besonders geringe Wasseraufnahme aus und neigen praktisch nicht zum Weißanlauen (milchig-werden) und auch besonders wenig zum Rissigwerden und Abplatzen bei Feuchtigkeitsund Temperaturschwankungen. Gegenüber der herkömmlichen Verwendung von wäßrigen Dispersionen von Styrol-Acrylat-Copolymerisaten stellt die erfindungsgemäße Verwendung der speziellen wäßrigen Copolymerisat-Dispersionen eine bedeutende Verbesserung dar.

Die in den folgenden Beispielen angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Als Maß für das Weißanlaufen eines Überzugs wird die Veränderung der Lichtdurchlässigkeit (LD-Wert) von Überzügen auf transparenten Objektträgern aus Glas angegeben, die nach ihrer Trocknung verschieden lange in Wasser gelagert werden. Dabei werden auf die Objektträger die zu prüfenden Kunststoff-Dispersionen jeweils in einer Stärke von 100 (im (naß) aufgetragen, 7 Tage bei 23° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% getrocknet und die Lichtdurchlässigkeit mit Hilfe einer Photozelle und einer 6-Volt-Lichtquelle in an sich üblicher Weise bestimmt, wobei der Lichtdurchgang in Prozent angegeben wird.

Als Dispersion für Beispiel (a) wird eine wäßrige Dispersion verwendet, die nach den Angaben in Beispiel 3 der älteren Patentanmeldung P 2213756.0 (DE-OS 2213756.0) hergestellt ist. (Zusammensetzung des Copolymerisate: 610 Teile Styrol, 366 Teile MethacryIsäure-2-äthylhexyIester, 183 Teile Acrylsäure-n-octylester, 55 Teile N-Methylolmethacrylamid und 15,1 Teile Methacrylsäure.) Zum Vergleich wird in Beispiel (b) eine handelsübliche wäßrige Dispersion auf Basis eines Copolymerisates aus etwa gleichen Teilen n-Butylacrylat und Styrol verwendet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle

	(a)	(b)
		(Vergleichsversuch)
Dauer der
Wasserlagerung	LD-Wert	LD-Wert
1 Stunde	98	98
3 Stunden	98	95
7 Stunden	97	87
ITag	94	65
4 Tage	90	2
6 Tage	86	1
8 Tage	80	0

Beispiel 2
Buntsteinputz mit Wasck Nutzeffekt auf Asbestzement

(a) 160 Teile einer nach den Angaben in Beispiel 4 der älteren Patentanmeldung P 2213756.0 (DE-OS 2213756) hergestellten wäßrigen Copolymerisat-Dispersion (Zusammensetzung des Copolymerisates: 660 Teile Styrol, 540 Teile 2-Äthylhexylacrylat, 30 Teile Acrylsäure, 30 Teile N-Methylolmethacrylamid und 1,2 Teile Butandiol-l,4-monoacrylat) werden mit 30 Teilen einer 2prozentigen wäßrigen Lösung von Methylcellulose (4000 bis 6000 mPa.s), 8 Teilen eines handelsüblichen Filmbildehilfsmittels (2,2,4-Trimethylpentandiol-1 ₍3-monois6^::aityrat) und 800 Teilen schwarzem Granulit (Marmorit) der für Buntsteinputze üblichen Körnung vermischt. Mit der Masse wird eine 5 mm starke Asbestzementplatte der Abmessungen 20 X 50 cm in einer Schichtdicke von 2 bis 4 mm beschichtet. Die Beschichtung wird 72 Stunden bei 23⁰C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit getrocknet. Die beschichtete Oberfläche der Platte wird dann aus 30 cm Abstand mit destilliertem Wasser von 20⁰C bei einem Wasserdruck von 1,5 bar bei Raumtemperatur beregnet. Dabei zeigt die Beschichtung auch nach 1 Stunde noch kein sogenpnntes Weißanlaufen.

(b) Arbeitet man wie unter (a) angegeben, verwendet aber als Dispersion eine handelsübliche wäßrige Dispersion eines Copolymerisates aus etwa gleichen Teilen Styrol und n-Butylacrylat, so erhält man eine beschichtete Asbestzementplatte, die unter sonst gleichen Bedingungen beim Beregnen schon nach 15 bis 20 Minuten weiß anläuft.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von wäßrigen Dispersionen von Copolymerisaten aus 45 bis 60 Gewichtsprozent Styrol, 25 bis 59 Gewichtsprozent eines Acryl- und/oder Methacrylsäureesters eines 8 bis 12 C-Atome enthaltenden nicht-tertiären Alkanols, 0,5 bis 5 Gewichtsprozent N-Methylolacryl- und/oder -methacrylamid und/oder N-Alkoxymethyl-acryl- und/oder -methacrylamid und 1 bis 3 Gewichtsprozent Acryl- und/oder Methacrylsäure eines Teflchendurchmessers von 75 bis 350 (im, die gegebenenfalls übliche Pigmente, Füll- und Zusatzstoffe enthalten, Überzügen einschließlich Buntsteinputzen, auf mineralischen Substraten.