DE2617669A1 - Kunststoffpigment enthaltende latexfarbe - Google Patents

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Augueta-Viktorla-Straßeβδ r-v DIICr⁴UI^CA PAQTMFR PienzenauerrtraB·2

Pat.-Anw. Dr. Ing. Rutchk. Ul". KUbOIIKfc & ΓΆΚ I INCH Pat.-Anw. Dlpl.-Ing.

SSÄSr^ PATENTANWÄLTE J""¹· ^f₉₈₀₃₂₄ T.hfa«:080/J»»g B E R LUJ_R1 7ggÄH E N SJeSSS

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Ü 16^-1

SCM Corporation, New York, II. 1., V.St.A.

Kunststoffpigment enthaltende Latexfarbe

Die Erfindung bezieht sich auf deckende bzw. opake Latexfarben. Herkömmliche Latexfarben werden durch Dispergieren von genügend deckendem bzw. opakmachendem Pigment, wie z.B. Titandioxid, in fumbildenden transparenten polymeren .Bindemitteln hergestellt, um so einen deckenden i'arbfilm bzw. Anstrichfilm zu erzielen. In letzter Zeit sind deckende bzw. opake oder schmückende Farbfilme vorgeschlagen worden, die auf dem Vorhandensein von Lufthohlräumen in den Farbfilmen basieren, wobei diese Lufthohlräume durch zellulare oder Bläschen bildende '.Teilchen erzeugt werden (britische Patentschrift 1 178 162, kanadische Patentschrift 856 863 und britische Patentschrift 1 192 4-92). Eine Deckfühig-

, keit (Opazität) ist ferner durch Einschließen von Luft in dem Film unter Schaffung von Hohlräumen in dem Farbfilm erzielt worden, was im allgemeinen als "Blasenanstriche" bezeichnet ¹ wird. Solche Anstriche haben jedoch eine begrenzte Deckfähigkeit

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ORIGINAL INSPECTED

una wirken in erster Linie als schmückende oder halb-deckende Anstriche und nicht als deckende Farbsnstriche mit geeigneter Deckfähigkeit. Bisher sind die besten deckenden Farbfilme aus üblichen Latexfarben hergestellt worden, die mit 'i'itandioxid und streckenden Pigmenten, wie z.B. Oalciumcarbonat, vermischt v;orden sind.

iJin üblicher Parameter zur Beschreibung bekannter Latexfarben ist der Pigment-Volumen-Gehalt (PVC), der die Volumenprozente Pigment angibt, die in dem trocknen Farbfilm vorhanden sind, und zwar in delation zu dem Gesamtvolumen des trocknen Farbfilms. Bei einem bestimmten PVC führt das Pigmentvolumen zu erheblichen Lufthohlräumen in dem trocknen Farbfilm, was auf einen hangel an Bindemittel zurückzuführen ist. Der PVC-Meßwert bei dieser Größe des Pigmentgehalts wird als kritischer PVC bezeichnet, bei dem ein solcher Bindemittelmangel gegeben ist, daß ungenügend Bindemittel in dem Farbfilm vorhanden ist, , um die Pigmentteilchen einhüllen und irgendwelche verbliebenen Hohlräume in dem Film füllen zu können. Vom Beginn einer

solchen Porosität in dem Farbfilm aufgrund eines Bindemittel— !

mangels an verringern sich die physikalischen Haltbarkeits- ι eigenschaften des trocknen Farbfilms mit höheren PVC-Werten j abrupt und führen dadurch zu einer wesentlichen Verschlechte- j rung oder Ungleichmäßigkeit von physikalischen Eigenschaften von herkömmlichen Farbfilmen aufgrund des erhöhten Pigmentgehalts. Bei den herkömmlichen bisherigen Latexfarben sind die Opazität bzw. Deckfähigkeit und die Porosität in annähernd gleichem I'iaße empfindlich gegenüber dem beginnenden Auftreten

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von Lui'thohlräuraen in dem Farbfilm, wobei die Opazität bzw. Deckf Eiligkeit ii-i allgemeinen mit erhöhter FilmporoGit It zunimmt, aber die meisten physikalischen Eigenschaften des Farbfilms (mit Ausnahme der Decicf ähi;i.keit), wie z.L·. die Scneuerfestigkeit und die lackerhaltun^sfähirrkeit (eneii.al tioldout), bei annähernd dem gleichen PVC abnehmen, der bei den bisherigen .Farben als kritischer PVC bekannt war. /'erköiamliche bekannte Farben leiden unter einer drastischen .oeeintr-ichtigung der Lackerhaltuncvsf ähigkeit gleichlaufend mit einem Erreichen erhöhter Opazität bzw. .Deckfähigkeit des Farbfilms mit dem Ergebnis, daß der kritische PV(J von herkömmlichen Latexfarben ein schmaler PVC-Bereich ist (Fi^. 1), wobei der kritische IVO im allgemeinen das Resultat eines Kompromisses bei einem Punkt minimaler Leckfähigkeit (bei einem gegebenen üO^-Gehalt) und bestmöglicher physikalischer Farbfilmeigenschaften ist.

Es ist nun gefunden worden, daß Latexfarben, die festes nichtfilmbildendes Kunststoffpigment (plastisches Pigment) und '· deckende Pigmente enthalten, harte trockne Farbfilme mit wesentlich erhöhter Opazität bzw. Deckfähigkeit und auch mit wesentlich verbesserten physikalischen Eigenschaften ergeben. Eine verbesserte -^eckfähigkeit wird innerhalb eines breiten Bereichs von PVC-Y/erten vor dem Einsetzen übermäßiger Porosität \ ■ in dem Farbfilm erzielt, wobei bei dem bevorzugten geeigneten

I Bereich von PVO-Werten die Farbe der Erfindung sowohl eine , maximale Deckfähigkeit als auch eine maximale Lackerhaltungs-I fähigkeit sowie andere bestmögliche physikalische Eigenschaften

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ergeben. Line verbesserte Leclcfähi^keit wird innerhalb eines breiten Bereichs von PVC-Werten vor dem einsetzen übermäßiger Porosität in dem Farbfilm erzielt, wobei bei dem bevorzugten geeigneten .bereich von PVG-V/erten die Farbe der Erfindung sowohl eine maximale Deckfähigkeit als auch eine maximale Lackerhaltungsfähigkeit sowie andere bestmögliche physikalische Eigenschaften besitzt. Die Erfindung stellt, allgemein gesagt, verbesserte Latexfarben mit einem PVC oberhalb des kritischen PVC und mit der Fähigkeit zur Bildung gut deckender Farbfilme mit den erwünschten Farbfilmintegritätseigenschaften zur Verfügung.

Dementsprechend stellt die Erfindung in erster Linie eine verbesserte Latexdispersionsfarbe mit einem breiten Bereich von PVC-Werten oberhalb des kritischen PVC gemäß Opazitätsmessung zur üildung wesentlich verbesserter Farbfilme mit hohen PVC-Werten unter Erhaltung guter Farbfilmeigenschaften zur Verfügung .

Die wässrige Latexdispersionsfarbe der Erfindung enthält filmbildendes Latexbindemittel mit vorwiegend filmbildenden Polymerisatteilchen nicht kleiner als etwa 1000 £. inJDurchmesser, feste nicht-filmbildende Polymerisatteilchen mit einem bewerteten mittleren Teilchengrößendurchmesser zwischen etwa 1000 \ und 10 000 Ä.und mindestens etwa 5 % deckendem bzw. opakmachendem Pigment, bezogen auf das Volumen der trocknen ι festen Substanzen·

Gemäß der Erfindung wird eine wässrige Latexdispersionsfarbe mit einem Gesaratgehalt an festen Substanzen von etwa 30 bis 70 Gew.-i>j vorgeschlagen, die, bezogen auf das Volumen der trocknen festen bubstanzen, enthält

25 bis 70 /j eines filmbildenden Latexbindemittels uit einem vorwiegenden Gewichtsanteil von Polymorisatteilchen mit Durchmessern zwischen etwa 1000 und 10 000 S und mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens etwa 5 0 uncer der betreffenden Koaleszenztemperatur, bei welcher die besagten iindemittelteilchen zu einer bindenden I-.atrix koaleszieren, wobei das Latexbindemittel ein Polymerisat oder ein Copolymerisat von äthylenisch ungesättigten honomeren ist,

10 bis öO /j feste, nicht-zellulare, nicht-f umbildende PoIymerisabteilchen mit einem bewerteten mittleren Durchmesser zwischen etwa 1000 und 10 000 2. und mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens etwa 30 ⁰G über der Glasübergangstemperatur des besagten Bindemittels, wobei diese nicht-f umbildenden l'eilchen aus polyrnerisierten äthylenisch ungesättigten Monomeren mit ungesättigter Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung bestehen,

5 bis 25 'P deckendes (opakmachendes) Pigment mit einem

Brechungsindex von mindestens etwa 1,ö, 0 bis 60 70 nicht-

. deckendes (nicht-opakmachendes) Pigment,

■ wobei diese Latexfarbe einen Pigment-Volumen-Gehalt (PVO)

I zwischen etwa 30 und 75 % hat und der PVO größer ist als der

icritische PVO veniäß Gpasitätsmessung.

Die Fig. 1 ist ein Diagramm mit Skaleneinteilung, in dem eine

gestaffelte Folge von PVG-YJerten einer typischen bekannten Latexfarbe aufgetragen ist und die physikalischen Eigenschaften von Farbfilmen als Punktion
des Pi^ment-Volumen-Gehalts (PVC) dargestellt sind;

dio ii^li'j,. 2 ist ein i/iabraum: mit Sivaleneinteilung, in dem eine
I .-staf f elbe Folr.e von PVG-Uerten einer x^arbe der
Erfindung aufgetragen ist und die physikalischen
r-i genschaft en von Farbfilmen als Funktion des
Pigment-Volumen-Gehalts (PVC) dargestellt sind;

die Fig. 3 ist ein Diagramm mit Skaleneinteilung, in dem die

Opazität bzw. Deckfähigkeit verschiedener Farbfilme ι als Funktion der Farbfilmporosität angegeben ist; ,

die i''ig. 4 ist ein Diagramm mit Skaleneinteilung ähnlich der ' Fig. 2, in dem die Opazität bzw. Deckfähigkeit als [ Funktion des PVC unter Verwendung verschiedener I

i TiOo-Gehalte angegeben ist;

die Fig. 5 ist ein Diagramm mit Skaleneinteilung ähnlich der
Fig. 2, in dem eine Reihe von PVC-Werten einer
Latexfarbe der Erfindung aufgetragen ist und das
Erhalten der Filmintegritätseigenschaften bei hohen
PVC-Werten über dem kritischen Oberflächenporositätß-PVC (Krit.SP) erläutert istj

die Fig. b zeigt den Glanz (60°) und den bchiminer (c5°) eis Funktion des PVC von Farbfilmen der Erfindung im Vergleich mit bekannten Farbfilmen, und

die Fig. 7 ist ein Diagramm mit Skaleneinteilung, das die Deckfähigkeit bzw. C'pazität als Funktion des iiOo-Gehalts bei konstantem PVC in Relation zu bekannten Farben zeigt.

Eine gestaffelte Folge von PVC-Uerten ist ein Diagramm mit Skaleneinteilung, das sich auf die physikalischen Eigenschaften von trocknen Farbfilmen als Funktion des Pigment-Volumen-Gehalts (PVC) bezieht. Der PVC wird durch Änderung des relativen Volumens des Bindemittels durch Zugabe oder Fortnahme einer bestimmten Piivmentkoinponente, während die Volumenprozente der anderen Pigmentkomponenten konstant gehalten werden, variiert. In den Zeichnungen dargestellte Farbfilmeigenschai'ten werden in den Beispielen ausführlicher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine gestaffelte Folge von PVC-Werten eines typischen bekannten Farbfilms, der 25 Volumenprozent Titandioxid und veränderliche foengen Calciumcarbonatpigment als streckendes Pigment zur Erzielung eines variablen Figment- \ ι Volumen-Gehalts (PVC) enthält. Die Opazität bzw. Deckfähigkeit \

ι I

\ und die Lackerhaltungsfähigkeit sind als Funktion des PVC auf- | I getragen, der ein bekannter beschreibender Parameter zur , Charakterisierung von Farbfilmen ist und die Volumenprozente ¹ Pigment in einem Einheitsvolumen eines trocknen Farbfilms

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angibt, .in kritischer PYG liegt, uie aufgeben ist, innerhalb eines schmalen Bereichs an der PYC-Achse, in dem gerade genügend Bindemittel zur Umhüllung von jedem Pigmentteilchen und zur Ausfüllung der rerjtlicheu Hohlräume zwischen den Pigmenten zur Verfügung; steht. Der kritische IVG wird in der Fig. 1 durch den Knick in der Opazitäts- bzw. Deckfähigkeitskurve und den Knick in der Leckerhaltungsfähigkeitskurve bestimmt, wobei die Knicke jeder Kurve etwa bei demselben PVC sind. VJie der Fi ^. 1 zu entnehmen ist, nimmt die Lackerhaltungsfühigkeit drastisch ab in dem Iiaße, in dem die Opazitat zunimmt, wobei weder die Iockerhaltungsfähigkeit noch die Opazität gleichseitig einen maximalen V/ert haben. Die Opazität und die Lackerhaltungsfähigkeit zeigen beide eine Empfindlichkeit gegen- j über dem Einsetzen von Lufthohlräumen in dem trocknen -farbfilm, !

i wie aus der Annäherung der PVC-Werte und über dem kritischen |

PYG zu ersehen ist. Die meisten anderen üblichen physikalischen ι Eigenschaften von x·¹ arbfilmen, wie die Scheuerfestigkeit, die Zugfestigkeit und dergleichen, verschlechtern sich ziemlich drastisch nach Erreichen des kritischen PVC.

Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit Skalen einteilung von Farbfilmen der Erfindung und bezieht sich auf die Lackerhaltungsfähigkeit und die Opazität bzw. Deckfähigkeit als Funktion von nicht-filmbildenden Bestandteilen oder vom Pigment-Yolumen-Gehalt (PYG). Die Farbfilme enthalten Bindemittel, 25 Yolumen-Prozent deckendes bzw. opakmachendes TiO₂ und wechselnde Anteile von nichtfiImbildenden festen Kunststoffteilchen zur Erzielung des angegebenen variablen PYG an der X-Achse· Der

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kritische PVC gemäß der Opazitätsmessung, nachfolgend kritischer PVC (Opazität) genannt, ist als Knick der Opazitätskurve angegeben und wird bestimmt durch die gerade Linie, die mit dem unteren waagerecht verlaufenden Teil der Opazitätskurve zusammentrifft und sich mit einer geraden Linie schneidet, die mit dem senkrecht verlaufenden i'eil der Opazitätskurve zusammentrifft, wie ausführlicher von A. Tiamig in dem Journal of Paint Technology, Vol. 4-7, Seiten 0O-66 (Lärz 1975) ^U11(l eiern Official Digest of the federation of Societies for Paint i'ecanolocy (i-.ärz 1965), beginnend auf oeite 2?2, beschrieben ist. Auf diese Veröffentlichungen wird hier liezug genommen. Die iTi^. zeigt auf einfache 'weise, daß i-'arben, die nicht-fumbildende iiunststoffteilchen gemeinsam mit einer b-.stimmten henge von deckenden; bzw. opaicmachendem I¹IO₂ enthalten, überraschenderweise i'arbfilme ergeben, die beste Lackerhaltungseigenschaften erheblich über der wesentlichen Zunahme der Opazität, die bei dem herkömmlichen kritischen PVC stattfindet, haben. Dementsprechend· liegt ein üauptvorteil der Erfindung darin, daß wesentlich

' höhere Opazitäts- bzw. Deckfähigkeitsgrade bei Farbfilmen vor dem Einsetzen übermäßiger lorosibät in dem Farbfilm zusätzlich

• zu dem Erhalten guter Filrnintegritätseigenschaften bei hohen PVG-Werten über dem kritischen Oberflächenporositäts-PVC er-

, zielt werden können, wie nachfolgend ausführlicher erläutert ;

ι ι

j wird. Der breite PV0-i3ereich zur Erzielung wesentlich ver- j , besserter J/'arbfilme gemäß der Erfindung liegt zwischen etwa j . 50 und 75 Jj PVC. Der unterste PVO-Uert (30 %) in dem breiten Bereich von 30 bis 75 % PVC stellt den untersten kritischen j PVO für die Opazität bzw." Deckfähigkeit dar, während der

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oberste PVÖ-wert den höchsten zulässigen PVC zur Erhaltung der Filmintei-ritätsei^enschaften des Farbfilms darstellt. Bevorzugte Farben der Erfindung ergeben Farbfilme, die im wesentlichen frei von Oberflächenporosität sind, und solche bevorzugten Farben haben einen PVC über dem kritischen PVC (Opazität) aber unter dem kritischen Oberflächenporositäts-PVO, gemessen gemäß Leckerhaltungsfähigkeit. Der kritische Oberflächenporositäts-PVO, gemessen gemäß Lackerhaltungsfuhi_keit, nachfolgend kritischer Oberflächen-PVC (Lackerhaltungsfähi^keit) genannt, ist der PVC bei dem Knick der Lackerhaltungskurve, an dem Lackerhaltungseigenschaften sich abrupt verschlechtern, und ein solcher Knick in der Lackerhaltungskurve kann in ähnlicher Weise bestimmt werden wie der Knick in der Opazitätskurve beim kritischen PVC. Der geeignete PVG-Bereich hängt von der Formulierung der Farbe ab. Der erwünschte PVG-Unterschied zwischen dem kritischen PVO (Opazität) und dem kritischen Oberflächenporositäts-PVC (Lickerhaltungsfähigkeit) bei bevorzugten Farben beträgt mindestens etwa 5 PVC-Einheiten. Der bevorzugte PVC-Bereich für Farben höchster Qualität liegt zwischen etwa 48 und 64 £ IYC. hindestens etwa 5 > opakmachendes b^w. deckendes Pigment,

wie z.B. TiOo, ist zur Erzielung einer geeigneten Mindestdeck-, fähigkeit für gewöhnliche Farbfilme bei einer Dicke bis herauf

zu etwa 0,2 mm erforderlich.

, In der Fig. $ wird eine typische bekannte Farbe mit Farbfilmen

der Erfindung verglichen, wobei die Opazität in Beziehung , gesetzt wird zur Oberflächenporosität der Farbfilme. Die Ober-

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flächenporositüt wurde durch L~-jntrusionsporordtätsmessung unter benutzung· des Instruments Aminco, I odell 5-7121B (American Instrument Go.) gemessen. Lie Oberflächenporosität steht in direkter .Beziehung zu dem PVC, doch wird die Erhöhung der Farbfilirioberflächenporosität bei dem Farbfilm in erster Linie dann angegeben, wenn die kritische Oberflächenporosität erreicht und überschritten wird. Die Fig. 3 zeigt wie die Fig. 2, daß eine wesentliehe verbesserte Opazität bzw. Deckfuhi^keit mit Farbfilmen der Erfindung vor dem Einsetzen übermäßiger Porosität bei dem Farbfilm erreicht v/erden kann bei PVÖ-Vierten größer als der kritische PVG des Farbfilms, bei dem die LacK.erhaltungsfa.higkeit und die anderen für die Integrität des Films wesentlichen ügenschaften beibehalten werden können, während gleichseitig die Opazität erheblich zugenommen hat. Obwohl dos Phänomen nicht an eine bestimmte i'heorie gebunden werden soll, wird angenommen, daß die in dem .Bereich A bei den Kurven in der Fig. 3 erzielte erhöhte Opazität hauptsächlich auf eine Kombination von verbesserter Dispersion von opakmachendern bzw. deckendem Pigment in dem Farbfilm, hervorgerufen durch einen wirksamen Zwischenraum zwischen dem opakmachenden bzw. deckendem Pigment durch die Kunststoffteilchen, und von Mikrohohlräumen in Form geschlossener Zellen in dem Farbfilm, verursacht durch Füllen mit Kunststoffteilchen, zurückzuführen ist. Die in dem Bereich. B der Fig. $ erzielte Opazität ist hauptsächlich auf die Bildung von Hohlräumen in Form offener Zellen innerhalb des Farbfilms durch Füllen mit Kunststoffteilchen zurückzuführen,

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wobei die Häufigkeit der Kikrohohlruume zunimmt, was zu einer Lichtstreuung innerhalb der Iiikrohohlraumzellen führt, die eine erhöhte .Deckfähigkeit bzw. Opazität bei minimaler Oberflächenporosität in dem trocknen Farbfilm ergibt. Der Bereich C in der Fig. 5 liegt über dem kritischen Gberfldchenporositäts-PVC, wobei die Opazität leicht erhöht ist und die Lackerhaitungseigenschaften verringert sind, aber trotzdem üDerraschenderweise sehr brauchbare poröse Farbfilme mit .^uten x-'iluinterritatseigenschaften bei hohen PVC-V/erten über dem kritischen Cberflüchenporositäts-PVO erhalten werden. Geeignete PVO-V.'erte rremäi; der Erfindung liegen innerhalb der Bereiche A, B und G, vorausgesetzt, daß die Eilmoberflächenporosität weniger als etwa 0,25 cnr/g, vorteilhafter unter 0,15 cm^/g und bevorzugt unter 0,10 cm^/g, gemessen durch ouecksilberintrusion in Poren mit einem !Durchmesser unter 1,5 I-iikron, beträgt. Ld e Farbfilme gemäß der Erfindung fallen allgemein in die Bereiche A, B und G, bevorzugte Farbfilme fallen in die Bereiche A und B und am meisten bevorzugte Farbfilme fallen in den Bereich A in der Fig. $. Nicht-fumbildende Polymerisatteilchen, die wesentlich größer als 10 000 S sind, neigen zur Bildung großer Kikrohohlräume, die wiederum in nachteiliger Weise eine übermäßige Porosität in dem Farbfilm zunehmen lassen, und daher beträgt die Größe der am meisten bevorzugten Polymerisatteilchen etwa 1000 bis 6000 £. Dementsprechend werden die am meisten bevorzugten Farben der Erfindung hoher Qualität und hoher Opazität bzw. Deckfähigkeit so formuliert, daß sie dem Bereich A an den typischen Kurven in der Fig. 3 entsprechen, und werden bevorzugte Farben so formuliert,

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daß sie den Bereichen B und G entsprechen. Alle farben der Erfindung überschreiten die höchste Opazität, die bei herkömmlichen Farben erzielt worden sind, die beim kritischen PVG und bei äquivalenten Gehalten an opakmachenden bzw. deckenden Pigmenten formuliert worden sind.

Die i''ig. 4- ist ein Diagramm mit Skaleneinteilung ähnlich der Fig. 2 und zeigt die Opazität von verschiedenen Farbfilmen der Erfindung in bezug auf den I'iOp-Gehalt. Die Opazität (Jiontrastverhältnis) eines Farbfilms mit einem gegebenen TiO₂-Gehalt plus nicht-filmbildenden Kunststoffteilchen ist als Funktion des prozentualen Pigment-Volumen-Gehalts (IVO) aufgetragen. Obwohl nicht in der Fig. 4- angegeben, ist die Opazität bei einem ΐχΟρ-Gehalt von 0 y, unter einem IVG von etwa 60 f> geringfügig, während diese Opazität über einem PVG von 60 γ> meßbar ist, aber zu Ergebnissen führt, die unter der geeigneten Opazität bei herkömmlichen opakgemachten bzw. deckenden Farbfilmen liegen. Dementsprechend sind mindestens etwa 5 >' TiOp erforderlich und sind vorzugsweise mindestens etwa 10 ^₁ bezogen auf das" Volumen der trocknen Festsubstanzen, ΐχΟρ in den Farbfilmen der Erfindung enthalten.

Die Fig. ^ erläutert eine gestaffelte Folge von Farbfilmen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei gezeigt wird, daß verbesserte Farbfilme mit Latexfarben bei PVC-Werten über dem Kritischen Oberflächenporositäts-PVO erzielt werden können, wobei die trocknen Farbfilme geringe I Lackerhaltungseigenschaften haben, aber überraschenderweise

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die Filmintegritätseigenschaften beibehalten haben, wie ücheuerfesti^keit, lolierfestigkeit, Kratzfestigkeit, Korrosionsfestigkeit bzw. Fleckenfestigkeit, Schmutzfestigiceit, iiußfestigkeit und Abriebfestigkeit, wie durch die FiImintegrititskurve in der Fig. 5 nachgewiesen wird. Latexfarben gemäß dieser Ausführun,--rjform der Erfindung können mit PVG-i/erten bis herauf zu etwa 75 Y-' IVO formuliert werden, wobei nicht-opakmachonde Streckmittel und Füllpigmente, wie nachfolij nd besctirieben wird, in wirksamer Weise bei hohen PVC-■/erten gemeinsam mit kunststoff pigment und opakmachendem bzw. deckendem Pigment verwendet werden können.

Die l''ig. 6 bezieht sich auf den Glanz von Farbfilmen als Funktion des PVC. Der Glanz wird bei 60° gemessen, und der Schimmer wird bei 85° gemessen in Übereinstimmung mit den Meßmethoden nach ASl¹I-I D523-67. Herkömmliche Farben lassen in ; der iiähe von etwa 30 ^c,j PVG drastisch in Glanz nach, und dieses |

i Nachlassen des Glanzes geht weiter und nähert sich asymptotisch ; einem Glanz von null bei PVC-Werten über dem kritischen PVC. Im Gegensatz dazu sind bei Farbfilmen der Erfindung sowohl . Glanz als auch Schimmer bei PVO-V/erten über dem kritischen PYG vorhanden und erhöhen sich Glanz und Schimmer mit zunehmendem PVC weiter.

Die Fig. 7 zeigt die Opazität (Kontrastverhältnis) einer Reihe ¹ von Farbfilmen der Erfindung als Funktion abnehmender TiO₂-

iiengen und vergleicht diese Opazität mit einer bekannten Farbe ί
j(gestrichelte Linie), die etwa 113,5 kg TiO₂ de 100 gel Farbe

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enthält und ein l^festsubstansvolumen von t>'5 Ά> aufweist. Die in der Fig. 7 dargestellten Farbfilme enthalten die angegebenen Lengen TiOp plus Kunststoffteilchen, so daß konstante PVG-VJerte erhalten werden.

Die Latexfarbe der Erfindung enthalt feste nicht-filrnbildende polymere 'feilchen (Kunststoffteilchen) , opas-machendes bzw. deckendes Pigment und filmbildende Polyrnerisatteilchen. Der gesamte .Gehalt an Festsubstanzen beträft etwa 30 bis ?t^! Gev;.--. Sahireiche übliche Zusätze können zum Zwecke der Stabilität und des Auftragens der l^arbt. zugegeben werden, i'arbfilme werden durch Koaleszieren von filmbildendem jJindeuiittel zu einer bindenden liatrix bei der Auftragstemperstur unter Bildung eines harten, i-.lebrigfreien Films hergestellt. Die nicht-fumbildenden 'Teilchen sind fest und nicht-zellular und sind unter den Bedingungen des Farbauftrags nicht-filmbildend. Wichtfilmbildende Polymerisatteilchen können im allgemeinen so charakterisiert werden, daß sie eine Glasübergangsteuperatur von mindestens etwa 5 ö, vorteilhafterweise von etwa 15 G ' und vorzugsweise von etwa 25 ⁰C über der Koaleszenztemperatur ' bei Umgebungsbedingungen haben, bei der der !''arbfilm zu einem ι erhärteten trocknen farbfilm koalesziert. So enthalten die ι Farbfilme der Erfindung, die bei Raumtemperatur von etwa 25

aufgetragen und gebildet werden, nicht-fumbildende Polymeri-J satteilchen mit einer Glasübergangstemperatur von wenigstens ! etwa 50 0, vorteilhafterweise über 40 ^ und vorzugsweise

¹ ο

ι wenigstens über 50 G. In entsprechender Weise enthalten Farb-

ι filme, die durch Erwärmungsprozesse beschleunigt getrocknet

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werden, niclit-f umbildende polymere 'i'eilchen mit einer Glasüberganrsteuperatur von vorzugsweise mindestens etwa 25 °V höher als üie lvoaleszenztemperatur des Bindemittels bei Umgebungsbedirigungen. Der Ausdruck "Glasübergangstemperatur" ist bekannt und definiert in allgemeinen den Beginn einer langer andauernden Lolekülbewcgung, bei der das Polymerisat das äul.ere Aussehen einer festen Substanz beibehält, aber dann mit Erhöhung der iemperatur kautschukartig und dann klebrig wird und einem plastischen !'ließen und einer elastischen Verformung unterliegt. Ein Polymerisatteilchen mit einer Glasübergangstemperatur über der iiaumtemperatur ist bei Raumtemperatur ein !■.icht-i'ilmbildner. Die Glasübergangstemperatur kann gemäß den Angaben in Journal of Paint "technology, 4-1, Seiten 167 - 178 (1^6y) gemessen werden. Die Glasübergangstemperatur (Tg) wird, wenn solche Polymerisatteilchen in der Latexfarbe enthalten sind, am besten unter Berücksichtigung wechselseitig einwirkender Effekte verschiedener Parbbestandteile, wie z.B. Koaleszenz-; mitteln, gemessen. Die Tg kann nach der Fox-Gleichung berechnet werden oder durch Ermittlung des Vicat-Erweichungspunkts gemäß ASi¹H 1525 bestimmt werden. Unter beschleunigten Trocknungsbedingungen des Farbfilms sind die normalen Koaleszenztemperaturen höher als die liaumtemperatur, wie z.B. 4-9 bis 93 °0 oder sogar 204- ⁰O. Beim nochtemperaturhärten muß die Glasübergangstemperatur der nicht-filmbildenden Polymerisatteilchen höher sein als die Endtemperatur des zu trocknenden Films.

Die Glasübergangstemperatur (Tg) der festen, nicht-filmbildenden Polymerisatteilchen wird gemessen, wenn diese Polymerisatteil-

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chen in dem v.ässrigen Latexemulsionsfarbgemisch vorhanden sind, wobei die wechselseitigen Effekte der verschiedenen Earbbestandteile, wie z.B. Koaleszenzhilfsmitbel, berücksichtigt werden. Die nicht-fumbildenden Polymerisatteilchen haben einen bewerteten mittleren i'eilchendurchmesser zwischen etwa 1000 und 10 000 £ (0,1 bis 1,0 iuikron). Vorteilhafterweise liegt der Durchmesser der festen Folymerisatteilchen zwischen etwa 1000 und 8000 A* und vorzugsweise z\i/ischen etwa 1000 und öOOO S. hittlere Teilchendurchmesser können mittels bekannter elektronennikrosicopischer Techniken gemessen werden, wie von S.H. haron in dem Journal of Api^lied Physics, Vol. 23, Seite 900 (August 1952) beschrieben ist, oder mittels Scheibenzentrifuge gemäß den Angaben in Polymer Engineering and Science, Vol. 14-, Seiten 332-337 (Mai 197^) ermittelt werden. Der Brechungsindex der nicht-filmbildenden Teilchen liegt zwischen etwa 1,3 und 1,7 gemäß Messung nach AS¹Dh D-542, wahrend die Dichte oder das spezifische Gewicht dieser Teilchen zwischen etwa 0,9 und 1,5 liegt. Die nicht-filmbildenden polymeren Teilchen sind fest und nicht-zellular und vorzugsweise hinsichtlich der geometrischen Gestalt im wesentlichen kugelförmig. Die deckend oder opakgemachte I'arbe enthält etwa ' 5 bis 70 /ό nicht-f umbildende Polymerisatteilchen, vorteilhafterweise 10 bis 60 % und vorzugsweise I5 bis 50 ^ derartige Teilchen, bezogen auf das Volumen der trocknen iestsubstanzen. '

! Vorzugsweise enthält die Latexfarbe mindestens etwa 10 56 '

ι nicht-filfflbildende Teilchen oder andererseits solche Teilchen ι

j

j in einem volumetrischen Anteil größer als der volumetrische

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-y-

Anteil des deckenden Pigments. Die nicht-fumbildenden teilchen bestehen vorzugsweise aus Polystyrol, können aber auch aus Polymerisaten und Üopolyaerisäten anderer äthylenisch ungesättigter i.onoraeren bestehen, wie sie in der US-Pstentscurift 5 423 351 beschrieben sind, vorausgesetzt, daß die 'j}g der i'eilchen genügend hoch ist und die Teilchen als solche gesondert bleiben und bei deu Auftragen unter normalen Bedingungen und bei der Härtungsterriperatur nicht lcoalesziereu. ld e nicht-f umbildend en Γ ο lymeri sat teilchen können copolyi.ierisierte uthy.ienisch ungesättigte honomeren mit einer Kohlenstoff -Kohlenstoff-Athylendoppelbindung sein, wobei die äthylenisch ungesättigte doppelbindung zur Additionspolymerisation durch diese ätüylenisclie Doppelbindung befähigt ist, wie z.E. Styrol, substituierte Styrole, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, hethacrylnitril, Ester von Acrylsäure > und hethacrylsäure und tert.-Butylacrylat, wobei die Polymeri- j sate bestehen aus Polystyrol, Polyvinylchlorid und Polymethyl- \ methacrylat, wie in den Beispielen weiter erläutert wird.

I Deckende bzw. opakmachende Pigmente, die gemeinsam mit den ι

' nicht-filmbildenden polymeren feilchen verwendet werden, sind , im allgemeinen Pigmente mit einem Brechungsindex von mindestens etwa 1,0. Zu typischen weißen deckenden Pigmenten gehören Rutil- und Anatastitandioxid, Lithopon, Zinksulfid, Bleititanat, • Antimonoxid, Zirkonoxid, Titancalcium, weißes Blei, Titan- ^! barium, Zinkoxid, gebleites Zinkoxid, Gemische davon und t ähnliche Pigmente· Das bevorzugte weiße anorganische deckende : Pigment ist Rutil-Titandioxid mit einer gewichtsmäßigen

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mittleren Teilchengröße zwischen etwa 0,2 und 0,4 iakron. Titangelb und dergleichen Pigmente mit einem hohen Brechungsindex können als deckende Pigmente und auch zur Verleihung von Tönungen dem Farbstoff verwendet werden. Obwohl die meisten deckenden Pigmente weiß sind, können alle deckenden Pigmente mit einem hohen Brechungsindex über etwa 1,8 als solche für die Zwecke der Erfindung verwendet werden ohne RücKsicht auf ihren tönenden (farbgebenden) Einfluß auf den erhaltenen Farbfilm. Deckende Pigmente machen mindestens etwa 5 -/j und bis herauf zu 50 /6, bezogen auf das Volumen der trocknen Festsubstanzen, und vorzugsweise zwischen etwa bis 25 /-¹» bezogen auf das Volumen der trocknen Festsubstanzen, aus.

Ein filmbildehdes Bindemittel wird benutzt, das bei der Temperatur des Auftragens der Farbe und des Trocknens des Farbfilms koalesziert, um eine bindende hatrix für die deckenden Pigmente, die nicht-f umbildenden Polytierisatt eilchen (Kunststoff teilchen) und andere nicht-f umbildende Zusätze, wie z.B. Streckmittel und Füllpigmente, zu bilden. Das filmbil- ! dende Latexbindemittel hat einen Hauptgewichtsanteil von : Polymerisatteilchen vorzugsweise mit einer Größe zwischen

1000 und 10 000 S. Das Vorhandensein eines filmbildenden ' Bindemittels mit einem Hauptgewichtsanteil von Teilchen

; nicht kleiner als etwa 1000 & ist erwünscht, um die gewünschte ; Deckfähigkeit zu erzielen, die auf die Unfähif^keit der Binde-

, mittelteilchen zurückzuführen zu sein scheint, die in dem : Film gebildete Kikrohohlraumstruktur als Folge des Vorhanden-

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seins nicht-fumbildender Teilchen zu durchdringen. Die filmbildenden Lstexpolymerisatteilchen sollen einen gewichtsmäßig iiiXOtleren Durchmesser zwischen etwa 1000 und 10 000 und vorzugsweise zwischen 3000 und ΰΟΟΟ £ für ein geeignetes Theologisches Verhalten haben.

Wässrige formulierte filirbildende Bindemittellatices können Emulsionen oder· Dispersionen von einer sehr breiten Klasse νου synthetischen Harzen sein, die für ein L'inrnischen in die Latexfarben geeignet sind. Die geeigneten Latices als solche oder im Gemisch mit V/eichmschern, Lösungsmitteln und der- gleichen, enthalten Polymerisat eilchen mit einer Glasübergangstemperatur, die für ein Verschmelzen und Koaleszieren zu ! einem jj'ilm unter den Auftragsbedingungen geeignet ist. Dementsprechend hat der filmbildende Bindemittellatex für bei i gewöhnlicher Temperatur, wie z.B. 25 0, lufttrocknende Latex- [ farben Polymerisatteilclien mit einer Glasübergangstemperatur unter 20 ⁰C und mindestens von etwa 5 °0 und vorzugsweise von ndndestens 15 G unter der Koaleszenztemperatur unter normalen Bedingungen und bildet daher einen Film oder eine bindende faatrix beijeiner derartigen Eosleszenztemperatur unter normalen .Bedingungen. Wenn der Film beschleunigt getrocknet werden soll, wie z..b. durch Erwärmen in einem Ofen, kann die Glasübergangstemperatur der filmbildenden Bindemittelpolymerisatteilchen wesentlich höher liegen, aber vorzugsweise noch mindestens etwa 15 °G unter der Trocknungskoaleszenztemperatur, so daß das Bindemittel einen bindenden Katrixfilm unter den beschleunigten Trocknungsbedingungen bildet. Die Glasübergangstemperatur

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des filmbildenden Bindemittels muß mindestens etwa 1ö ü unter der Glasübergan steuiperatur der nicht-fiJmbildenden Polymerisatteilchen liegen, die eine Glasübergangstemperatur über der äußersten angewendeten höchsttemperatur des au trocknenden i'ilms haben müssen. Vorzugsweise betrugt der Unterschied zwischen der Glasüber;-angsteuiperatur der filmbildenden und d^r nicüt-fumbildenden Polymerisatteilchen etwa 30 ⁰O. Die Glasübergangstemperaturen können gemessen werden, wenn die f umbildenden PolyEerisafcteilclien in deu Lot _ocf arbf eruisch enthalten sind, in dem die wechselseitigen Einwirkungen der verschiedenen !''arbbostandteile, wie z.B. von ivoaleszenzhilfsmitteln, berücksichtigt werden.

2iu typischen polymeren fumbildenden Bindemitteln, ö.la für die Latexdispersionsfarben der Erfindung geeignet sind, welche etwa bei Raumtemperatur aufgetragen w?rden sollen, gehört eine große Vielfalt von Polymerisaten und Oopolymerisaten äthylenisch ungesättigter Kononieren, wie z.±3. Vinylacetat-, Acrylat-,

Kethacrylat-, Isopren-, Lutadien-, Styrol-, alkylierte Styrol-I
und/oder üibutylmaleateinheiten enthaltende Polymerisate, und

! derartige Polymerisate und Copolymerisate werden häufig mit Stabilisatoren und Zusätzen vermischt, wie sie z.B. in den US-Patentschriften 2 4-98 712, 2 676 930, 2 700 026, 2 702 284, 2 728 737, 2 731 434, 2 731 4-35, 2 739 136, 2 773 84-9, 2 807 597, 2 8O9 95O, 2 833 74-7, 2 837 444-, 2 852 4-75, 2 852 4-V'b, ü ö6ö 752, 2875 166, 2 881 14-3, 2 683 355, 2 884- 397, 2 886 54-6, 2 887 460, 2 888 4-21, 2 888 4-22,

709843/öm

2 ööö 505, 2 öd^ 2$ö, 2 do9 314, 2 ö92 öO2, 2 ö94 927,

2 o9p v5ü, *. L-y/ ίου, ^ ö^7 Ιοί?, 2 ö99 5^7, 2 905 649,

2 ^07 720, 2 902 721, 2 904 523, 2 912 399, 2 913 429,

2 914 497, '~- 917 476, 2 921 046, 2 922 7Ö1, 2 933 467,

2 9^3 469, 2 934 529, 2 936 295 und 2 937 156 beschrieben sind.

Andere fumbildende -bindemittel, die für einen einsatz bei höheren Temperaturen geeignet sind, sind Polymerisate, die hcufig Vinylchlorideinheiten, Tetrafluoräthyleneinheiten, üthyleneinheiten und Acrylnitrileinlieiten enthalten. Zahlreiche filmbildencle Acry!bindemittel sind für die Durchführung der Erfindung geeignet, und zu diesen gehören Polymerisate von hethacrylsäure, Acrylsäure und Gemischen davon, Copolymerisate oder l'erpolymerisate von Acrylsäure- und/oder Lethacrylsäureestern mit Styrol und/oder Vinylacetat und Copolymerisate oder , ferpolymeriS'^te von Lethacrylsäureestern und/oder Acrylsäureestern mit acrylnitril sowie auch Emulsionscopolymerisate, wie z.B. eingedickte üle und solche aus phenolischen honomeren, '

wie in der US-Patentschrift 2 962 I51 beschrieben ist. Zu geeig-j net en f umbildenden Latexbindemitteln gehören solche, die Vinyl- und Vinylidenpolymerisate sind und Einheiten, wie z.B. Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und dergleichen, enthalten, solche, die Kohlenwasserstoffpolymerisate und -copolymerisate sind und Äthylen- oder Propyleneinheiten und oxygenierte oder halogenierte Derivate davon, Butadien, oxygeniertes Butadien, Isopren, oxygeniertes Isopren, Butadienstyrol, Butadien-Viny!toluol, Isopren-Styrol und dergleichen

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enthalten, solche, äie Acryipol;.. merisste sind und Einheiten von Acrylsäure, hethacrylsuure, den Estern davon und Acrylnitril enthalten, Copolymerisate, die kohlenwasserstoffmonomeren mit ungesättigten Materialien, vie z.ß. das i-ieaktionsprodukt von Maleinsäure mit btyrol enthalten und, allgemein gesagt, zahlreiche andere harzartige und kautschukartige elastomere Latexprodukte, die Polymerisate und Copolymerisate von äthylenisch ungesättigten Monomeren sind sowie Polymerisate sind, die in stabiler wässriger I.atexfonn erhältlich sind und zu einem pigmentierten filmbildenden Bindemittel lcoaleszieren können, wenn sie auf eine Oberflache aufgebürstet, aufgesprüht oder aufgewalzt werden, so daß sie bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen härten können. Kooleszenzhilfsmittel, z.B. Diäthylenglykolmonobutylutheracetat, Diäthylenglykolmonoäthylätheracetat, Äthylenglykolinonophenyläther oder 2,2,4~'JPrimethyl-1,3-pentandiolüiOnoisobutyrat, sind zur l-iodifizierung der Eigenschaften der filmbildenden latexbindeuiittel geeignet, um die gewünschte Koaleszenz der filmbildenden Polymerisatteilchen bei der umgebenden Koaleszenztemperatur zu erhalten.

j Deckendes Pigment wirkt wirksam mit dem Kunststoffpigment zusammen und wird in dem gesamten farbfilm durch das Kunst-

■ stoffpigment gleichmäßig verteilt. Die vor dem Einsetzen einer hohen Oberflächenporosität erzielte gesteigerte Opazität bzw. ι Leckfähigkeit ist in erster Linie auf eine Kombination von

; erhöhter Dispersion und Verteilung von deckendem Pigment, verursacht durch den Trenneffekt der Kunststoffteilchen, und

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■V-

Bildung einer hikrohohlraumstruktur mit im wesentlichen geschlossenen Zellen innerhalb des Farbfilms zurückzuführen. Gewöhnliche Farbfilme sind im allgemeinen etwa 0,025 bis 0,075 ffiin dick, wenn sie mit Bürsten oder Walzen aufgetragen werden, und in einem solchen Fall sind etwa 5 bis etwa 25 ⁽/j von deckendem Pigment, wie z.B. von Rutil (TiOp), bezogen auf das Volumen der trocknen Festsubstanzen, für die opake bzw. deckende Farbe der Erfindung erforderlich. Im allgemeinen gilt, daß Je dünner der Film ist, desto höher der erforderliche Gehalt an deckendem Pigment ist. Zum besten Abdecken wird in solchen Filmen Pigmentrutil (TiO₂) vorzugsweise in einem Anteil von 10 bis 25 %_t bezogen auf das Volumen der trocknen festen Substanzen, verwendet.

Die Farbe der Erfindung kann ferner nicht-deckende Füll- oder Streckpicmente enthalten, die häufig als inerte Substanzen bezeichnet werden und zu denen Tone, wie z.B. Kaolin!ttone, Kieselsäure, Talkum, Glimmer, Wollastonit, Baryte, Schiefermehl, Calciumcarbonat und andere herkömmliche Füllpigmente gehören. Füll- und Streckpigmente sollen im allgemeinen keinen effektiven Durchmesser über 44 Kikron für Farbzwecke haben, und gewöhnlich ist die Teilchengröße nicht wesentlich größer als 25 Kikron zur Erzielung bester Anstriche· Füll- und Streckpigmente können 0·bis 60 % der Latexfarbe, bezogen auf das Volumen der trocknen Festsubstanzen, und vorteilhafterweise etwa 5 bis 50 % gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit höherem Pigmentgehalt ausmachen. Zu bevorzugten Füll- und

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Streckmitteln gehören kalzinierter Ton, amorphe Kieselsäure, kristalline Kieselsäure und diatomeenartige Kieselsäure, die, wie gefunden worden ist, die erwünschte und vorteilhafte Wechselwirkung der nicht-fumbildenden i'eilchen und des deckenden Pigments, die in den trocknen opaken bzw. deckenden Farbfilmen der Erfindung enthalten sind, nicht wesentlich beeinträchtigen. Im Gegensatz dazu zeigen herkömmliche Latexfarben, die Füll- und Streckpigmente enthalten, gleichbleibend eine erhebliche Beeinträchtigung der Filmintegritätseigenschaften bei PVG-Werten über dem kritischen PVC.

Die Latexfarbe der Erfindung kann Farbpigmente enthalten, die Pigmentmaterialien sind, welche der erhaltenen Latexemulsionsfarbe eine spezielle Farbe bzw. einen speziellen Farbton zu verleihen vermögen. Zu Farbpigmenten gehören z.B. gelbes Ferritoxid, Eisen-III-oxid, "braunes" Eisenoxid (das ein Geraisch von roten, gelben und schwarzen Eisenoxiden ist), gelbbraunes Eisenoxid (das ein ähnliches Gemisch ist), hellgelber Ocker und gebrannte Siena, Chromoxidgrün, Phthalocyaningrün (chloriertes Kupferphthalonitril), das grüne Eisensalz von Nitrosobetanaphthol, Kupfer, Phthalonitrilblau, Ultramarinblau, Ruß, Lampenruß, Toluidinrot, Parachlorrot, Parapigmentstoff (roter, alkalibeständiger roter, BON-roter und maronenfarbener), Kadmiumrot- und -gelbfarbstoffe, Watchungrot, Krapprosa (-rot), Duratonrot, Karminrot, Chromgelb (Bleichromat), Ghromorange, Hansagelbfarbstoffe (die Azokuppler von Inetanitroparatoluidin und Acetoacetanilid sind) und goldfarbene Nic-kelazokomplexe, wie sie z.B. xn der

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US-Patentschrift 2 3^6 32? beschrieben sind. Andere herkömmliche spezielle Pigmentzusätze, wie z.B. Perlmuttgraphit, Perimuttglasfritte usw., und fluoreszierende, perlenartig schiiunernde und opaleszierende Materialien können allgemein als i'arbpigmente eingestuft wurden, weil solche Pigmentzusätze spezielle optische Effekte ergeben, wie z.B. perlenartige und perlmuttartige Effekte. Parbpigmente machen 0 bis 20 % und vorteilhafterweise G bis 10 #, bezogen auf das Volumen der trocknen festen Substanzen, der deckenden oder opak gemachten Latexfarbe der Erfindung aus, und solche iarbpigmente sind im allgemeinen deckend, können aber je nach dem Brechungsindex deckend oder nicht-deckend sein.

Eine interessante und wertvolle Eigenschaft der Latexemulsionsfarbe der Erfindung besteht darin, daß ein höherer Schimmer und Glanz als üblich bei hohen PVC-Werten erzielt werden können, und zwar insbesondere mit nicht-fumbildenden monodispersen Polymerisatteilchen mit etwa der gleichen Größe. Geeignete monodisperse Polymerisatteilchen können durch vorsichtiges Impfen und Eraulsionspolymerisieren hergestellt werden, wie es in der US-Patentschrift 3 423 351 angegeben ist, auf die hier Bezug genommen wird. Nach dieser US-Patentschrift kann eine mit 'wasser emulgierbare polymerisierbar organische flüssigkeit mit vorzugsweise äthylenischer Kohlenstoff-Konlenstoff-Doppelbindung in einem dispergierten Zustand im wässrigen Medium, das anionische und nichtionische grenzflächenaktive fiittel enthält, unter Emulsionspolymerisations-

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bedingungen polymerisiert werden, wobei das Verhältnis der grenzflächenaktiven hittel sorgfältig eingestellt wird und auch die Temperatur und die "iasserlöslichkeit von polymerisierbarer Flüssigkeit in dem Keaktionsgemisch sorgfältig überwacht werden. Der Durchmesser von 'Teilchen der Suspension oder Emulsion kann leicht mittels elektronenmikroskopischer Techniken bestimmt werden. Zur Ii-.Stimmung der Gleichmäßigkeit des Teilchendurchmessers wird der gewichtsmäßig mittlere Durchmesser (D ) d.urch den zahlenmäßig mittleren Durchmesser (D ) dividiert, um ein D /D -Verhältnis oder den Polydispersitätsindex zu erhalten, der bestimmt, ob eine Dispersion von Polymerisabteilchen monodispers oder polydispers ist. Vienn das Verhältnis D /D 1,00 ist, sind die Teilchen völlig monodispers, und für die Zwecke der Erfind-ung wird davon ausgegangen, daß alle Polymerisatteilchen monodispers sind, wenn das D /D -Verhältnis 1,0 bis 1,1 und vorzugsweise 1,00 bis 1,05 beträgt.

Ein weiterer überraschender Vorteil kann mit Farben erzielt werden, die einen hohen Gehalt an nicht-filmbildenden Bestandteilen haben und die PVO-Werte über dem kritischen Oberflächen! prositäts-PVO (Lackerhaltungsfähigkeit) aufweisen, wodurch die gebildeten trocknen Farbfilme eine geringe Lackerhaltungsfähigkeit zeigen, aber überraschenderweise ihre Filmintegritätseigenschaften beibehalten, wie Schmutzfestigkeit, Rußfestigkeit, Korrosionsfestigkeit, Abriebfestigkeit und Scheuerfestigkeit und dergleichen Filmintegritätseigenschaf-

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ten. Das hohe Figment-Bindemittel-Verhältnis liegt über dem PYC-V/ert, wenn genügend filmbildendes Bindemittel zur Verfügung steht, um die nicht-fumbildenden festen Bestandteile einzuhüllen. Im Gegensatz dazu fehlen herkömmlichen Latexfarben ohne polymere Kunststoffteilchen der Zusammenhalt und die Filmintegrität bei hohen PVC-Werten über dem kritischen FVG aufgrund der nicht-kontinuierlichen Farbphase. Wach einer Ausführungsform der Erfindung basiert die Latexfarbe vorzugsweise auf filmbildenden Bindemitteln aus Acry!polymerisaten, die mindestens etwa 40 Gew.-% copolymerisierte acrylisch-ungesättigte Monomere enthalten, wie z.B. Acrylsäure und Methacrylsäure, hethylacrylat und Methylmethacrylat, Äthylacrylat und Äthylmethacrylat, Butylacrylat und Butylmethacrylat, Propylacrylat und Propylmethacrylat, 2-Athylhexylacrylat und 2-Äthylhexylmethacrylat, und verschiedene Reaktionsprodukte wie z.B. Butyl-, Phenyl- und Gresylglycidyläther, umgesetzt mit Acrylsäure und Methacrylsäure, Hydroxyalkylacrylaten und -methacrylaten, wie z.B. Hydroxyäthyl- und Hydroxypropylacrylaten und -methacrylaten, sowie auch Aminoacrylate und -methacrylate. Zu anderen geeigneten Bindemitteln für Farben, die mit PVC-Werten über dem kritischen Oberflächenporositäts-PVC zubereitet werden, gehören Acrylpolymerisate, die bis herauf zu 60 % Styrol enthalten, Styrol-Butadien-Copolymerisate, die etwa 55.bis 65 % copolymerisiertes Styrol oder copolymerisierte Styrolderivate enthalten, und Copolymerisate von Acrylnitril, Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, die häufig mit weichmachenden Monomeren copolymerisiert werden,

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-K-

wie ζ,.B. Dibutylmaleat, Butadien oder Alkylacrylaten.

Die zum Koaleszieren bei der Temperatur des Auftragens der Farbe verwendeten filmbildenden Bindemittel ermöglichen das Trocknen des Farbfilms und ergeben eine bindende Matrix für die deckenden Pigmente, das nicht-fumbildende Polymerisat (die Kunststoffteilchen), nicht-deckende Pigmentstreckmittel und -füllstoffe und andere nicht-f umbildende Zusätze. Koaleszenzhilfsmittel, wie z.B. Diäthylenglykolmonoäthylätheracetat, 2,2,4~Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyrat oder Dibutylphthalat, sind geeignete koaleszierende Materialien für die Latexfarben der Erfindung.

Die Latexfarbe der Erfindung hat einen PVC nach der allgemeineren Ausführungsform zwischen etwa 30 und 75 £> worin der PVG einer Farbe größer ist als der kritische PYG gernäß Opazitätsmessung. Die Latexfarben können einen PVC bis herauf zu 75 "s> haben und ergeben trockne Farbfilme mit ausgezeichneten Filmintegritätseigenschaften, wie z.B. Scheuerfestigkeit, Polierfestigkeit, Kratzfestigkeit, Korrosionsfestigkeit, Schmutzfestigkeit, Rußfestigkeit und Abriebfestigkeit, die alle annähernd durch eine Scheuerfesti-rkeitskurve dargestellt werden können, welche nach dem modifizierten AS'fl-i-'Dest Hr. 2486 (ohne Benutzung eines Keils) ermittelt wird. Der Scheuertest wird mit einer 1Obigen wässrigen Aufschlämmung von Grest-Seife, die als schleifendes Scheuermittel benutzt wird, durchgeführt, wobei die Anzahl Scheuerzyklen angegeben wird, durch die >0 ·■;» der Farbfilmdicke entfernt worden sind. Die

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Filmintegritatseirenschaften können in einfacher 'weise durch die Scheuerfestigkeit gemessen werden, wobei die Mindestfilmintegritätseigenschaften der nach der Erfindung erzeugten Farbfilme derart sind, daw diese Farbfilme mindestens etv/a 100 Scheuerzyizlen, vorteilhafterweise über 450 Scheuerzyklen bei guten -Farbfilmen und vorzugsweise mindestens etwa 600 Scheuerzyklen bei x'arbfilmen hoher Qualität aushalten. Die am meisten bevorzugten Farben haben einen PYG größer als der kritische PVO (Opazität) und geringer als der kritische Oberflächenpxositäts-PVO (Lackerhaltungsfähigkeit), was anzeigt, daß die am meisten bevorzugten Farbfilme eine sehr geringe Filmoberfluchenporosität haben. Nach den allgemeineren Ausführungsformen der Erfindung hergestellte Farbfilme haben bei PYG-V/erten über dem kritischen Oberflächenporositäts-PVG weniger gute Lackerhaltungseigenschaften als die bevorzugten Filme, bei denen der kritische Oberflächenporositäts-PVG nicht überschritten wird. Überraschenderweise behalten solche Filme Giit höherem PYO ihre ausgezeichneten Filmintegritätseigenschaften bei. Es wird angenommen, daß dieses Phänomen auf die dichte Füllung aus festen, nicht-zellularen Kunststoffteilchen zurückzuführen ist.

Die festen, nicht-fiImbildenden Polymerisatteilchen scheinen einem Scheuern wirksam widerstehen zu können, und auch wenn solche l'eilchen an ihrer Stelle abgetragen werden, ist doch der Vorteil gegeben, daß festes polymeres Material freiliegt und keine Öffnungen freiließen, die erhalten werden würden,

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wenn solche abgetragenen polymeren l^!eilchen hohl, höckerig oder blasenförmig wären, uemnach ergibt die Farbe der Erfindung erwartungsgemäß eine widerstandsfähigere Oberfläche gegenüber Schmutz und Ruß, auch wenn sie ein wenig abgescheuert ist, und wird weniger trocknes ϊ-iineralpigment je Einheitsbereich freigelegt, als es der Fall bei einem entsprechenden herkömmlichen j/arbfilm ist; dieses trockne Pigment ist häufig ziemlich empfänglich für ein Absorbieren von Oberflächenmarkierungen. Demnach kann der Farbfilm der Erfindung, auch wenn er in diesen oberen PVC-Bereichen eindeutig "an Bindemittel verarmt" ist, gute Filmintegritätseigenschaften bis herauf zu 75 % 1"VO zeigen. Eine solche unerwartet gute Leistungsfähigkeit ist vielleicht einer Art von Wechselwirkung zwischen den f.esten, nicht-f umbildenden kunststoff teilchen und dem Latexfarbenbindemittel zuzuschreiben, wobei die ersteren möglicherweise in gewisser Weise als Bindemittelstreckmittel oder -adjuvans wirken.

Die Latexemulsionsfarbe der Erfindung kann in einer Dispersionsmühle, wie z.B. einer Oowles-Dispersionsmühle, zubereitet werden. Vorzugsweise werden die üblichen Pigmentdispersionsbestandteile mit Ausnahme der nicht-filmbildenden Polymerisatteilchen und des filmbildenden Bindemittels zunächst in der Dispersionsmühle oder auch in einer Sandmühle, Kugelmühle, Walzenmühle oder Schwingmühle miteinander vermischt. Dann werden die nichtfilmbildenden Polymerisatteilchen und das filmbildende Bindemittel plus üblichen zusätzlichen FiIm-

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rrundbestandreilen zu dem erhaltenen Gemisch gegeben und in geeigneter V.eise mit einem üblichen Badrührer eingerührt. Die erhaltene Farbe ist eine völlige Dispersion.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die Vorteile der Erfindung und erläutern Verfahren zur Durchführung der Erfindung. Lie Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschrankt.

Beispiel 1 Vermählenes Pigmentmaterial kg gal

Wasser 7,95 2,10

Bakterizid, 1-(3-Ghlorallyl)-3,5,7-"fcriazo-1-azojodomantanchlorid (Dowicil 100,
Handelsbezeichnung von Dow Chemical Go.) 0,45 0,12

Verdickungsmittel (2,5^ige wässrige Losung von iiydroxyathylcellulose mit einer Lösungs-

visKositat von 1^000 cP), Cellosize QR I5OO 45,4 12,12

Entschäumer, Mineralöl und Kieselsäurederivate, Drew L-475 0,9 0,26

Pi_;; mentdispergiermittel, iTatriumsalz von Polyacrylsäure, Tamol 751» Handelsbezeichnung

von Rohm & Hass Go. 3₅54 0,79

Heizmittel (üriton GF-J2, Handelsbezeichnung

von Rohm & Haas Gö.) 0,11 0,03

RUtU-TiO₂ 79,45 5,23

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ffilm^rundmaterial ("Letdown"-Katerial) leg gal

V/asser 55,6 14,17

Koaleszenzhilfsmittel ( 2,2,4-i^lrimethyl-1 ,3-pentandiolraonoisobutyrat) 1,09 0,30

Koaleszenzhilfsmittel (Diäthylenglykolbutyl-

ätheracetat) 4,45 1,20

!•umbildender Bindemittellatex (Vinj-lacetat-Dibutylmaleat-Oopolymerisat) 94,3 22,91

Micht-fumbildender Kunststoffteilcherilatex

(Polystyrol 2325 S) 115,5 29,40

Entschäumer, Dow L-475 C,9 0,26

Verdickungsmittel (2,5>"ige wässrige Lösung von Hydroxyäthylcellulose) 41,9 11,20

Insgesamt 464,3 1CX), 02

Der erhaltene Pigment-Volumen-Gehalt (PVC) betrug 65 >·-. Der volumenmäßige Gehalt an festen Substanzen betrug 33 #» und der gewichtsmäßige Gehalt an festen Substanzen betrug 45,3 $· Die I'¹ arbfilme wurden bei Kaumtemperatur (22 ⁰O) für mindestens 16 btunden luftgetrocknet, bevor die folgenden Messungen gemacht wurden. Die Deckfähigkeit wird an einem auf eine Karte (Lenata Form 3B) aufgetragenen ud für 16 Btunden bei 22 ⁰C getrockneten j?ilm mit einer Naßdicke von 0,076 mm gemessen, während das Reflexionsvermögen auf schwarzen und weißen Teilen der Karte unter Benutzung eines Color Eye-Spektrophotoraeters gemessen wird, um ein Kontrastverhältnis zu erhalten, das als das Verhältnis des Keflexionsvermögens gegenüber ßchwarz zu

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dem iiefelxionsverniö--en gegenüber ΐ/eiß angegeben wird, Oberfläclienporoaität wird durch die Lackerhaltungsfähigkeit, wobei eine Ί3 stfarbe in i?orm eines 0,076 mm dicken feuchten 5¹UMS mittels eines 3ird-Applikators auf eine JJeckfähigkeitskarte (Lenata i'orm 3-ü) aufgetragen und für 16 Stunden bei d.2 ⁰O getrocknet wird. Dann wird ein 0,033 mm dicker feuchter Film aus Alkydemail (weißes Alkyd X-5950, enthaltend 17,3 Z UO₂, 14-, 5 ρ inerte stoffe, 30,7 % Tallölalkyd, 37,5 fr Lackbenzin, ein Produkt von Glidden-Durkee Division von SOh Corporation) auf den trocKnen farbfilm aufgebracht und das Alkyaemail bei ^i-auDitet^peratur für 24 Stunden getrocknet. Der Glanz von Alk;d gegenüber dem trocknen Latexfarbfilni wird mit dem Glanz des gleichen Alkyds verglichen, das auf eine versiegelte Unterlage aufgetragen worden ist. Die Lackerhaltung wird als das Verhältnis von i-rozent Glanz auf der Testfarbe gegenüber dem Glanz des Alkydemails auf der versiegelten Unterlage angegeben. Die Oberflächenporosität wird auch durch die K ώ ϊί-i'arberhaltungsfähigkeit gemessen, wobei ein 0_;076 min dicker feuchter Film aus der Testfarbe auf eine Opazitätskarte (2G Lenata) durch einen 0,076-mm-Bird-Applikator aufgezogen und für 16 Stunden an der Luft getrocknet wird. Die K Si N-^arbe wird dann in rechten Winkeln zu der Testfarbe auf die weißen 'feile der 20-Karte aufgezogen und 2 Minuten getrocknet. Überschüssige Farbe wird dann mit einem Papiertuch abgerieben. Das Eindringen von üⁿarbe in den Testfilm wird dann gemessen, indem das prozentuale .Reflexionsvermögen an der Y-Akala eines IDL color Eye-Colorimeter-Spektrophotometers

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(Instrument Development Labs, Kollworgan Corp.) unter Benutzung von weißem Vitrolite (dickem opakeis Bauglas) als Standard abgelesen wird. Die Porosität wird in Prozent .Reflexionsvermögen angegeben, ähnliche !''arbfilme mit einer Maßdicke von 0,076 mrn werden bei 22 ⁰O für 16 btunden getrocknet und dann den Tests zur Ermittlung der Abriebfestigkeit (modifizierter ASx¹I-I-TeSt Nr. D-2466) und der Korrosionsfestigkeit (Test Nr. D-2198) unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in der Tabelle 1 angegeben.

Tabelle Eigenschaft

Volumen der festen Bubstanzen TiO₂-Gehalt (Kg/100 gal) Opazität bzw. Deckfähikgeit (Kontra stv erhältnis) Oberflächenporosität (Lackerhaltungsfähigkeit)

Oberflächenporosität (K & N Parberhaltungsfähigkeit) Abriebfestigkeit (Scheuerbarkeit) Korrosionsfestigkeit Polierfestigkeit Schimmer (3> Reflexionsvermögen bei 85°) Glanz (% Reflexionsvermögen bei 60 )

65 ¹A 79,45 Jö 0,970 80 %

80 % ausgezeichnet ausgezeichnet ausgezeichnet 60 % 8 %

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Beispiel 2

Eine Farbe ühnlich wie in dem Beispiel 1 wurde mit einem PVC von 56 p formuliert, die nicht-fumbildende Polymerisatteilchen mit einer Größe von 5200 £ enthielt. Die Farbfilme wurden wie in dem Beispiel 1 getestet, und es wurden die in der nachfolgenden x'ebelle 2 angegebenen Ergebnisse erhalten.

ueispiel 5

iüine Farbe ähnlich wie in dem Beispiel 1 wurde mit einem PVC von 64- μ formuliert, öle nicht-fumbildende I'olymerisatteilchen axt einer Größe von 2JfG X enthielt. Die Farbfilme wurden wie in dem Beispiel 1 getestet, und es wurden die in der nachfolgenden tabelle 2 angegebenen Ergebnisse erhalten.

Beispiel 4

Eine jj'arbe ähnlich wie in dem Beispiel 1 wurde mit einem PVG von 70 jo formuliert. Die damit erhaltenen Farbfilme wurden wie in dem Beispiel 1 getestet, und es wurden die in der nachfolgenden l'abelle 2 angegebenen Ergebnisse erhalten.

Beispiel 5

Eine bekannte Farbe wurde formuliert, die filmbildendes Latex bindemittel, das aus einem Oopolymerisat von 82 % Vinylacetat und 18 ?j Dibutylmaleat bestand, 115,8 kg TiO₂ (23 %) und

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-X-

inerte stoffe enthielt. JJie j'arbe enthielt, bezogen auf das Volumen, 21 % TiOp, 5,3 7- OaCO-,,, 7,7 >^J Kieselsäure und Silikate, 16,2 jh von dem genannten Bindemittel, 2 yj Zusätze, 2,8 /v Glykol und Glykolester und 4-5 -;& Wasser, und das Volumen der festen bubstanzen betrug 33 /ό, und der PVC war 4-2,6 ΐ>. Die bekannte j?arbe wurde wie in dem Beispiel 1 getestet, und die Ergebnisse werden in der nachfolgenden l'abelle c. angegeben.

L'abelle 2

Bei- Bei- Bei- Bei- Beispiel 1 spiel 2 spiel 3 spiel 4- spiel 5 (bekannt)

PVC (yi)

Volumen der festen Substanzen (w)

56

64-

70

4-2

iO₂(kg/gal)

Opazität (Kontrastverhältnis)

33 33 33 33 33 79,4-5 79,4-5 79,4-5 79,4-5 115,8

0,970 0,970 0,976 o,y84- 0,970

Porosität: Lackerhaltungs fähigkeit (jö)	80	80	80	4-5	80
K co N J?arberhaltungs~ fähigkeit (;ϊ>)	80	75	75	4-0	75
Scheuerfestigkeit	ausge zeich net	ausge zeich net	ausge zeich net	gut	ausge zeich net

Fleckentfernung bzw. Korrosionsfestigkeit

Polierfestigkeit 60°-Glanz

15

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b5^e-Schimmer (>,) 60 55 50 85

Lunststoifteilchengröße, 2 2325 5200 2310 2325 Polydispersit'-tsindex 1,01 1,04 1,16 1,01

Beispiel 6

Eine pigmentierte Latexemulsionsfarbe wurde folgendermaßen hergestellt:

A. Die folgenden Bestandteile wurden mittels eines Cowles-Dispergators für etwa 55 Minuten dispergiert:

255 Teile Rutilpigment TiO₂
50 Teile kalzinierter Ton
60 Teile Galciumcarbonat

Teile nichtionisches grenzflächenaktives Kittel aus Isooctylphenoxyathanol, enthaltend 9-10 Äthylenoxideinheiten je hol Phenol (Triton X-100)

ü Teile einer 15/^igen wässrigen Lösung von einem Natriumsalz von polymerer Carbonsäure (Tamol 731) Teil Antischaummittel, ein Gemisch von Mineralölen und

Kieselsäurederivaten (Drew 913SX) 12 Teile Äthylenglykol

2,4 Teile von wasserlöslichem cellulosischem Verdickungsmittel aus iiydroxypropylmethylcellulose, enthaltend etwa 19-24 % Methoxyl und 4-12 % Hydroxypropoxyl Teil antimikrotielles Mittel, 1-(3-Chlorallyl)-3,5,7-

triazo-1-azojodomantanchlorid 150 Teile Wasser

709843/047 7

B. Die folgenden Bestandteile wurden dem Teil A zugegeben:

2,3 Teile cellulosisches Verdickungsmittel aus üydroxy-

propylmettrylcellulose

16 Teile Diäthylenglykolmonoäthylüttier 4 Teile 2,2,4-Trimethyl-i ,3-pentandioliiionoisobutyrat 4 Teile nichtionisches grenzflächenaktives Ldttel aus dem AmmoniumsaIz von dem Sulfatester eines Octylphenoxypolyoxj^athylennthanols (Alipal 00-436, Handelsbezeichnung von GAIi¹ Co.)

4 Teile Dispergiermittel, hatriumsala von iolyniethscrylsüure un Form einer ^^ip'en v/ tosri-ren Lösung (Tamol

4 l'eile Antischaummittel, ein Geraisch von i.ineralülen und Kieselsäurederivaten (Lrew 913 &X)

G. xane Reihe von Latexfarben wurde durch Vermischen von (Deil B (enthaltend 'feil A) mit einer wässrigen !Dispersion von Polystyrolteilchen und filmbildendem Latex zubereitet. Die Polystyrolteilchen hatten eine gevjichtsmäßig mittlere Teilchengröße von 2450 S, ein D /D von 1,1, einen geivichtsmäl-jigen Gehalt an Festsubstanzen von 51,4 ρ und eine Dichte von 3»9O kg/gal und eine Glasübe^gangstemperatur von etwa 100 ⁰O. Das filmbildende Latexbindetnittel war eine wässrige Dispersion von filmbildendem Latexbindemittel, das 82 % Vinylacetat, copolymerisiert mit 18 £ Dibutylmaleat, enthielt, das einen i'estsubstanzgehalt von 5^₅ 5 Gew.-% mit einer gewichcsmäßig tuittleren 'l'eilchengröße von etwa

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6500 S und einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 15 °C hatte. Zu jeder Farbdispersion wurde V/asser gegeben, so daß das Volumen der Festsubstanzen von jeder angegebenen Formulierung 53,1 /^& betrug. Der Pigment-Volumen-Gehalt (PVG) des erhaltenen trocknen Films von jeder Formulierung wird in der tabelle 3 angegeben. Die für die wässrige Polystyroldispersion und für die wässrige Dispersion von filmbildendem Latexbindemittel angegebenen Prozente wurden unter Bezugnahme auf das Volumen der trocKnen Festsubstanzen berechnet, I>ie als "Kontrolle" bezeichnete Probe war eine herkömmliche Latexfarbe, die, bezogen auf das Volumen der trocknen Festsubstanzen, 57? 5 ^cio Gopolymerisat aus 82 ja Vinylacetat und 18 Jo Dibutylmaleat sowie, bezogen aufjdas Volumen der trocknen Festsubstanzen, 23 >& RUtU-TiO₂, 19,5 ti inerte Stoffe, wie in dem Beispiel 5 angegeben ist, enthielt.

Tabelle 3

Pigment-Monodisperse Filmbildendes Volumen-Gehalt Pll

Probe Kr.	Polystyrolteilchen	Latexbindemittel	(PVG)
A-61	3,4 %	57,5 #	42,5 %
B-65	12,4 %	48,5 %	51,5 %
0-69	23,5 %	37,4 %	62,6 %
D-70	33,5 %	27,4 %	72,6 %
Kontrolle	0	57,5 %	42,5 #

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Farbfilme aus den vorstehend angegebenen Proben wurden bei Kaumtemperatur (22 0) für wenigstens 16 stunden luftgetrocK.net. Der f umbildende Latex koaleszierte zu oiner katrix, in der die Polystyrol·;eilchen als darin dißpergierte i'eilchen verblieben. Andere getrocknete Farbfilme wurden auf ihre Streuung und Deckftihi'keit bzw. Orazit-.-t hin getestet, wie nachfolgend erläutert wird, und die erhaltenen ■Ergebnisse werden in der i'abelle 4 angegeben.

Tabelle 4

X(0,98) 'frockenfilmdicke für ein Kontrsst-Probe Nr. S , streuung, reziproke verhältnis von

mil

0,98, mm

-1

A-61 5,5 rail"' 0,048

B-65 5,9 mil"¹ 0,0^7

C-69 5,4 mil"¹ 0,051

JJ-70 8,0 mil"¹ 0,036

Kontrolle 4,6 mil"¹ 0,061

S⁺ = Kubelka-Munk-Streukoeffizient, Einheiten in reziproken mil. X(0,98) = l'rockenfilmdicke von X-Dicke, die in Kontrastverhältnis auf der Opazitätskarte Lenata Form 3-B von 0,98 ergibt, Einheiten in mm. Die Deckfähigkeit bzw. Opazität wird mit einer Kubelka-kunk-Lösung für Mehrfachlichtstreuung nach Seite 106 ff. von ßeflectance Spectroscopy, Springs-Verlag, Η.Ϊ. (1969) bestimmt.

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ähnliche trockne Parbfilme wurden auf ihre Lackerhaltungsfilhi£keit und ocheuer-barkeit in der nachfolgend beschriebenen -.»eise getestet. Die Uiestergebnisse werden in der Tabelle 5 angegeben.

	I ackerhaltun-^s- vermÖQ'en	■fabeile 5	Relatives Scheuern, f> von Kontrolle
Probe Wr.	88,4 ρ	Scheuerbarkeit	105 #
A-61	83,7 '*	9^-7 Zyklen	150 #
B-65	69,0 %	13-4-7 Zyklen	200 %
G-t-9	5,8 %	1800 Zyklen	78 ja
D-70	84,9 y>	700 Zyklen	100 1Jb
Kontrolle	900 Zyklen

Das Lackerhaltung-svermögen vjird unter Auftragen eines 0,076 dicken feuchten I'^lilms mit einem Bird-Applikator auf eine Opazitätskarte Lenata j?orm 3>B und Lufttrocknen bei 22 ⁰C für wenigstens 16 Stunden getestet. Danach wird ein 0,038 mm dicker feuchter PiIm aus Alkydemail (Glidden, white semigloss Y-595C) auf den trocknen Latexfarbfilm aufgetragen und bei Raumtemperatur für 24 Stunden getrocknet. Das Alkyd hat sehr schwache Lrhaltun^seigenschaften. Der Glanz des Alkyds auf der Latexfarbe wird mit dem Glanz des gleichen Alkyfe verglichen, das auf ein versiegeltes Substrat aufgebracht worden ist. Das Lackerhaltungsvermögen wird als Verhältnis von Prozenten Glanz auf der Latexfarbe zu dem Glanz

auf dem versiegelten Substrat aiipegeben. i^ie Scheuerbarkeit wurde durch Auftragen eines 0,1>2 vuin dicKen feuchten j'ilras aus Latexfarbe mittels eines Bird-Applikators auf eine Lenata Form P-121-IOH-karte und Lufttrocknen bei 22 ⁰O für mindestens 16 Stunden gemessen. Die trociaien Filme wurden einer Gardner-Scheuermaschine unter Verwendung einer 1Galgen Lösung von 105 Orest-Seife in Wasser ausgesetzt. Die ocneuerbarkeit wird als Anzahl der Zyklen bis zum Versagen (50 P des Farbfilms ist entfernt worden) angegeben.

Verbesserte ±''arbfilmeigenschaften können bei einem wesentlich breiteren -bereich von rVG-Uerten erzielt werden, wobei ausgezeichnete IParbfilme bei höheren PVC-V'erten entstehen. Konventionelle farben haben einen schmalen kritischen PVC, bei dem die Opazität und Lackerhaltungseigenschaften das Resultat eines gewissen Kompromisses sind. Herkömmliche Latexfarben hoher Qualität zeigen im allgemeinen ein Lackerhaltungsverraögen von etwa 85 % und eine Sctaierbarkeit von xv'eniger als 1000 Zyklen bis zum Versagen.

Beispiel 7

Farbproben wurden formuliert, wie in der nachfolgenden 'Tabelle angegeben wird. Der Geäialt des als Pigment verwendeten Rutils TiOo wurde stufenweise verringert. Die -^eckfähigkeit bzw. Opazität wurde beibehalten, indem die Konzentration von Kunststoffpolymerisatteilchen unter gleichzeitiger Verringerung der

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Titandioxidkonzentration erhöht wurde. Das Volumen von Polystyrolpolymerisatteilchen wurde so eingestellt, daß die Pigmentvoiumenkonzentration (PVC) des trocknen Eilms bei etwa 62,6 % gehalten wurde. Der in der Tabelle 6 angegebene Volumenanteil von Bestandteilen bezieht sich auf den Volumenanteil in dem trocknen ITiIm und wird als Volumen der festen Bestandteile, bezogen auf das Volumen der trocknen festen Bestandteile, angegeben.

Tabelle 6

!"umbildender

Probe TiO_p Polystyrol, Inerte Btoffe, Latex, Hr. VolT-Anteil Vol.-«nteil Vol.-Anteil Vol.-Anteil

E-69 25,0 % 25,5 % 16,1 % 37,4 %

F-76 21,7 <ö 24,8 % 16,1 % 37,4 #

G-75 19,0 % 27,5 % 16,1 % 37,4 %

H-74- 16,2 % 30,3 % 16,1 % 37,4 ^

1-73 13,5 S 33,0 % 16,1 £ 37,4 %

Kontrolle 23,0 % 0,0 % 18,5 # 57,5 %

Farbfilme aus den vorstehend angegebenen Farben wurden wie in den Beispielen 1 und 6 getestet. Die Testergebnisse werden in der nachfolgenden· Tabelle 7 angegeben.

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Tabelle 7

Pilmdicke für Lackeraal-

Probe Streuung S, Kontrastver- Scheuer- tungsver-Kr. mil"'¹ hültnis von 0,98 barkeit mögen

E-69	5,5	mil"	0,051	mm	1800	Zyklen	86,	0	P
JJ-76	5,2	mil"1	0,056	Mn	1200	Zyklen	o4,	6	P
G-75	5,4	mil"1	0,051	mm	1850	Zyklen	.0,	3	:-
H-74	5,6	mil '	0,051	mm	2000	Zyklen	7ö,	H-	Ίο
1-73	5,4	mil"1	0,051	mm	1400	Zyklen	84,		6 P
Kon trolle	4,6	mil"	0,061	mm	900	Zyklen	9	fr

Beispiel 8

Farbproben wie in dem Beispiel 6 wurden formuliert, wie in der nachfolgenden i'abelle 8 angegeben wird, wurde die Konzentration von als Pigment verwendetem Rutil C^x'itandioxid) konstant gehalten und wurde der Gehalt an Polystyrolteilchen variiert. Wie angegeben wird, wurden genügend inerte Stoffe zugegeben, um den Pigment-Volumen-Gehalt des trocknen li'ilms bei etwa 63,0 ;ö zu halten. Der Volumenanteil von Pigmenten und fumbildendem Latex, bezogen auf den trocknen I¹Um wird gleichfalls angegeben.

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Tabelle 8

Lonodispers. ^umbildender

Probe TiO_p Polystyrol Inerte Stoffe, Latex
Nr. VolT-Anteil Vol.-Anteil Vol.-Anteil Vol.-Anteil

«J-9D	13,5 ΐ>	b,4 %	41,1 ^o	37,0 %
K-9C	13,5 *	16,8 J&	32,7 %	37,0 #
L-9B	13,5 5&	^->ϊ ' /■*	24,4 %	37,0 ^>
L-9A	13,5 >~·	33,5 j»	16,0 5&	37,0 %
JC-I-TB	13,5 *	37,5 ^	12,0 %	37,0 ^
0-70	13,5 *	41,5 5»	0,0 J6	37,0 #
P-7L·	13,5 J»	45,5 #	4,0 Ja	37,0 $ό
	13,5 %	49,5· 5δ	0	37,0 ^
Kon
trolle	13,5 J*	O	^9,5 ^	37,0 jfi

Farbfilme aus den vorstehenden i'arbmassen wurden wie in dem Beispiel 6 getestet. Die Ergebnisse werden in der nachfolgenden iabelle 9 angegeben. Der Glanz wurde bei 85° gemäß ASTM D-523-67 gemessen.

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	Streuung S,	Tabelle 9	Lackerhal- tungs- fäliigkeit	85° Glanz-Ab- lesung ASTL D-523-67
Probe Wr.	4,0 mil"1	JTilmdicke für Kon trastverhältnis von 0,98	04 fo	3,2
J-9D	4,2 mil"1	0,066 ram	90 £	4,8
E-90	4,4 mil"1	0,063 mm	96 ro	7,8
L-9B	5,3 mil"1	0,061 mm	94 £	20,6
M-9A	5*5 mil"1	0,053 mm	95 'ρ	31,8
M-7B	5,6 mil"1	0,051 mm	94 ψ	47,0
0-70	5,4 mil"1	0,051 mm	94 <p	60,6
P-7D	5,5 mil"1	0,051 mm	98 jo	73
Q-7E	Kon- _- trolle 3,8 mil"	0,051 mm	35 ¥»	2,8
	0,069 mm

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen Vorteile der Erfindung, wobei die i'arbgemische zu -ß'ilmen mit starkem Schimmer führen, obwohl die trocknen Pilme 63 Vol.-^i Pigment enthalten, während herkömmliche Latexfarbfilme bei 63 % "flache" b&w. "leblose" Filme in bezug auf den Schimmer ergeben. Der Schimmer wirojnach dem ASTM-Test Nr. D-523-67 gemessen. Weitere bemerkenswerte Vorteile der Erfindung sind eine erhöhte Deckfähigkeit, wenn der Kunststoffpolymerisatgehalt von 5 auf 37 % erhöht wird, während gleichzeitig die Porosität abnimmt, was für herkömmliche I'arben mit einer Pigmentvolumenkonzentration von 63 % uncharakteristisch ist.

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Beispiel 9

i'arbgemische wurden wie in dem Beispiel 4- formuliert. In der nachfolgenden Tabelle 10 werden verschiedene filmbildende Latexbindemittel angegeben, die in ausreichenden Mengen in der Farbformulierung verwendet worden waren, um den Pigment-Volumen-Gehalt in dem trocknen Film bei etwa 63 fr zu halten. Das Gesamtvolumen der festen Substanzen wurde bei etwa 33 % gehalten.

Tabelle 10

Filmbildendes Glasübergangs-

Probe Latexbinde- Gew.-?& feste Teilchen- temperatur Nr. mittel Substanzen größe Tg

11-27)

S-24-

■Ϊ-25 U-26

V-27

W-28 X-29

Gopolymerisat von 82 % Vinyl acetat und 18 <ρ Dibutylmaleat	50,0 ja	6500 £	21 0G
Terpolymerisat von I-iethylmetha- crylat, Butyl acrylat und Acrylsäure	55,0 $	4800 £	5 0G
Üopolyrnerisat von Vinylchlorid und. Butylacrylat	46,5 %	1100 £	unbekannt
Gopolymerisat von Methylmethacrylat und Butylacrylat	1000 £	9 0G

Copolymerisat von 51»0 ö") φ Vinylacetat und 17 Sb von 2-Äthyl-hexylacrylat

Terpolymerisat von 52,0 Vinylacetat, Vinylchlorid und Äthylen

3500 £

4θ00 £

10 ⁰C

15 °σ

Terpolymerssat von Methylmethacrylat, Methacrylsäure und Butylacrylat

65»0

30 % 850 £ 0 °G 6000 Ä

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-Jt-

Die vorstehend angegebenen filtnbildenden Latexbindemittel werden mit den Polystyrolteilchen, den deckend machenden Pigmenten und den inerten Stoffen wie in den vorstehenden Beispielen vermischt. Die in der 'fabeile 10 angegebenen fumbildenden Latexbindemittel wurden in genügender !"'.enge benutzt, um den Pigment-Volumen-Gehalt in dem trocknen Film bei etwa 63 yi> zu halten. Die filmbildenden Bindemittel in der I'abelle wurden in einem Anteil von 37 >» die monodispersen Polystyrolteilchen in einem Anteil von 33»O fi> und i'xOq in einem Anteil von 13»5 f^ai bezogen auf das Volumen der trocknen festen Substanzen, benutzt. Weil das Verhältnis der Bestandteile konstant gehalten wurde, sind jedoch die in der nachfolgenden I'abelle angegebenen Farben nicht unbedingt optimal, und zwar weil der bevorzugte geeignete PVC von der mittleren 'Teilchengröße der Kunststoffteilchen und der relativen '!Teilchengröße des Bindemittels abhängt. Aus diesen Farben hergestellte Farbfilme wurden wie in dem Beispiel 10 getestet, und die erhaltenen Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle 11 angegeben.

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TM

Probe ^umbildendes Kr. Latexbindemittel

X 37 /- von R-23

Y 37 Je von S-24-

Z 37 vo von T-25

IA 37 ?3 von U-26

AB 37 /o von ¥-27

AO 37 % von W-2ö

AD 37 ,ο von Z-29

Tabelle 11	Lackerhaltungs fähigkeit
Kontrast verhältnis	99,5 %
0,965	87,6 %
0,967	86,5 %
0,951	95,1 ¥>
0,949	47,7 1P
0,965	86,5 P
0,961	86,0 %
0,967

Das KontrasGverhältnis wurde durch Auftragen eines 0,076 mm dicken feuchten Films auf eine Lenata Form 3B Opazitätskarte und Lufttrocknen des Films bei 22 ⁰G für wenigstens 16 Stunden ■gemessen. Die Messungen des Reflexionsvermögens wurden auf den weißen und den schwarzen !'eilen der Karte unter Benutzung eines Color Eye-Spektrophotometers vorgenommen. Das Kontrastverhältnis wird als das ¥erhältnis von dem Reflexionsvermögen auf Schwarz zu dem Reflexionsvermögen auf V/eiß angegeben.

In der iabelle 12 werden die in der Tabelle 10 und der Tabelle 11 angegebenen Bindemittel benutzt, die in optimalen Formulierungen bei dem am meisten bevorzugten P¥G verwendet worden sind.

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Tabelle

^umbildendes

Probe Latexbinde- Kontrast- Erhalt unr.-s- Volumenanteil Nr. mittel PVC verhältnis fähigkeit TiO₉

AE	R-23	65	0,979	89,0 f>	13 fr
Al'	S-24	52	0,973	88,0 fr	13 fr
AG	U-26	62	0,969	88,5 %	13 fr
AH	X-29	60	0,976	89,5 fr	13 fr'
Ver gleich nach dem Stand der Technik	R-23	4-2	0,970	87,0 yo	23 70

Beispiel 10

Earbgemische wurden wie in dem Beispiel 1 hergestellt, und zwar unter Verwendung eines Iiethylmethacrylathomopolymerisatlatex als Kunst st off teilchen. Der PVC betrug 4-4 ;?«, TiO₂ machte 13 Volumenprozent der festen Substanzen der JParbe aus, und das Volumen der festen Substanzen der Farbe war 33 #· 31 Volumenprozent von Kunststoffteilchen blieben in dem trocknen !arbfilm zurück. Der geeignete PVC wurde gewählt, so daß, wie hier beschrieben ist, der Punkt der kritischen Oberflächenporosität erreicht-wurde. In der Tabelle 13 werden die Ergebnisse der Opazitäts- und Porositätsmessungen zusammengefaßt angegeben.

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Beispiel 11

Farbgemische wurden wie in dem Beispiel 1 unter Verwendung von Vinylchloridhomopolymerisat als Kunststoffteilchen formuliert. Der PVC war 52 ^, die festen Substanzen machten 33 Volumenprozent aus. Der Farbfilm enthielt 13 Volumenprozent TiO₂ und 39 Yo Kunst st of ft eilchen. Der geeignete PVC wurde so gewählt, daß, wie hier beschrieben ist, der Punkt der kritischen Oberflächenporosität erreicht wurde. In der Tabelle 13 werden die Ergebnisse der Opasitäts- und Porositätsmessungen zusammengefaßt wiedergegeben.

Tabelle 13

Poly- Lacker- Kontrast-Zusammensetzung der Teilchen- disper- haltungs- verhält-Kunststoffteilchen größe sität PVC vermögen nis

Vinylchloridhomopolymerisat 1790 X 1,12 52 81 % 0,970

Methylmethacrylat-

homopolymerisat 2694 ä 1,06 44 80 # 0,966

Beispiel 12

Die in dem Beispiel 6 als 0-69 bezeichnete larbprobe wurde durch "Zugabe vcn.1 Gew.-^ schwarzem !Farbstoff _? der eine 5*1$ig© Dispersion Ten KuS in Äthylengiykol war₉ aodifisiert. Sin feuchter

getrocknet. Der ürockne Film hatte ein Reflexionsvermögen von 78,7, gemessen durch ein Y-Filter eines Color-Eye-Spektrophotometers. Zum Vergleich hatte ein konventioneller trockner Latexfarbfilm, der in ähnlicher Weise mit 1 % schwarzer Farbe modifiziert worden war, ein Reflexionsvermögen von 73»S 'P· Herkömmliche Farbfilme erfordern etwa 50 'f> mehr TiOp, um der verbesserten Färbekraft der Latexemulsion der Erfindung, gemessen durch das Reflexionsvermögen, zu entsprechen.

Die folgenden Beispiele 13 bis 17 (Tabellen 14 bis 17) erläutern Latexfarben, die nicht-fumbildende Polymerisatteilchen bei hohen PYG-Werten über dem kritischen Oberflächenporositäts-PYG, gemessen durch das Lackerhaltungsvermögen, enthalten.

Beispiel 13

Die Fig. 5 erläutert eine gestaffelte Folge von Farben, die folgendermaßen hergestellt wurden. Zwei pigmentierte Latexemulsionsfarben wurden durch Dispergieren des Pigments mit hoher Geschwindigkeit mit einer Di^Oergiervorrichtung vom Flügelradtyp (wie z.B. mit einem Oowles-Dispergator bis zu einem Hegman-Wert von 8 und dann mit niedriger Geschwindigkeit unter Zugabe des Bindemittellatex und des nicht-filmbilc¹ mden Kunststoffpigmentlatex plus Hilfsmitteln wie folgt hergestellt:

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Veriuahlenes Pigmentmaterial

V/asser

Konservierungsmittel: 1-(3-ChIorallyl)

(Dowicil 100)

Hydroxyätliylcellulose (2,5/^aige wässrige Lösung öellulosize QP-I5OOO)

iit hylenglyko1

Entschäumer: Lineralöl und Kieselsäurederivate (Drew-L-475)

Pigmentdispergiermittel: liatriumpolyscrylat

netzmittel (Triton GP-$2)

Hutil-iDiC^CZopaque HOL-7, Handelsbezeichnung von SGi'i Corporation)

kg/gal kg/gal 13,6 4,54

0,45 0,45

22,7	45,4
13,5	13,5
0,91	0,91
3,8	3,8
0,12	0,12

113,5 113,5

Eilaigrundmaterial ("i,etdov?a"-Material)

kg/100 gal

V/asser

Entschäumer

Binderait-öellstex, Oopolyraerisat von 50 % Butylacrylst -r 50 ¹P Ptetnylmethacrylat, 5Ö0Ö 2, i'g - G°0, 50 Gew.-/j i'estsubstanzen Kunststoffpigment, Polystyrol, Tg = 100 ⁰G₁ 55,ö Gew.-^ I'estsubstarizen

Koaleszenzmittel: 2,2,4-'Ürimethyl-1,3-pentandiolisobutyrat

Verdickungsmittel, Hydroxyäthylcellulose (2,5;-ige wässrige Lösung) Konzentriertes wässriges HH^ PxKiiient-Vol umen-Gehalt

45,4 61,29

0,136 0,091

167,98 56,02

41 _$ 18 136,2

4,99 1,82

46,17 34,50

0,68 0,68

40 fo 80 £

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■yr-

Volumen der Festsubstanzen 33 ft 33 %

Gewicht der Festsubstanzen 46,5 *P 4-6,1 $

Eine Reihe von Farben wurde durch Formulieren der 40-PVC- und 80-PVC-Farben mit geeigneten Verhältnissen, so daß eine staffeiförmige .Reihe innerhalb des PVC-Bereichs von 40 bis 80 %> erzielt wurde, zubereitet. Nach 24stündigem Aufbewahren der fertigen Farben zur Einstellung des Gleichgewichts wurden Filme auf geeignete Substantiate mit einem Bird-Filmapplikator vergossen, so daß 0,076 nnn dicke feuchte Filme vor dem weiteren Testen erhalten wurden.

Die Opazität bzw. Deckfähigkeit wurde an Filmen getestet, die auf eine Lenata-Karte Form 3B mit einem 0,076 mm-Bird-Applikator vergossen und für 24 Stunden getrocknet worden waren. Die Messungen des Reflexionsvermögens auf schwarzen und weißen Teilen der Karte wurden mit einem Golor-Eye-Spektrophotometer vorgenommen, und das Kontrastverhältnis wird definiert als das Reflexionsvermögen auf Schwarz, dividiert durch das Reflexionsvermögen auf Weiß. Höhere Verhältnisse zeigen eine größere Opazität oder Deckkraft an.

Die Oberflächenporosität wurde durch die Lackerhaltungsfähigkeit gemessen, wobei der Film nach dem Opazitätstest anschließend mit einem Glansalkyaemeii unter Benutzung eines 0,038-mm-Bird-Applikators übersogen wurds. Der Slanz des Alkyds auf der Sestfarbe, dividiert diarcli den Klans des Alkydr

4 -j j %.■ -j

auf der versiegelten Karte allein wird als das prozentuale Lsckerhaltungsvermögen definiert. Höhere Zahlen zeigen eine geringere Oberflächenporosität an. Der Glanz wird mit einem Hunter-Glanzmesser bei einem Einfalls- und Ablesewinkel von 60° gemessen.

Die Oberflächenporosität kann auch durch Auftragen einer K & N-Testfarbe auf einen Film, wie beim Lackerhaltungsvermögenstest für 2 Minuten und anschließendes Entfernen mit einem Papiertuch getestet werden. Das Eindringen von Farbe in den Farbfilm erzeugt ein Dunklerwerden der Farbe, was proportional der Porosität des Films ist und durch Ablesen des Reflexionsvermögens an der Y-Skala eines IDL Color Eye-Spektrophotometers unter Benutzung von weißem Vitrolite als Standard gemessen wird. Höhere Zahlen zeigen eine geringere Porosität an.

Die Scheuerfestigkeit wird nach dem ASTM Test D-2486 gemessen, mit der Ausnahme, daß kein Keil benutzt wird. Eine "lO^ige Aufschlämmung von Grest-Seife wird als schleifendes Scheuermittel benutzt, und die Ergebnisse werden in der Anzahl Zyklen ausgedrückt, durch die 50 % &©s Farbfilms entfernt werden. Das Abscheuern -\'ird vorteilhafterweise in Prozenten von einer geeigneten im iisndel erhältlichen Standardlatexfarbe ausgedrückt, die gleichzeitig auf der gleichen Testplatte getestet wird. Die liier benutzte Standerdfarbe ist Spred Satin Y34G0 (Glidaen-Durkee Si", vcn SGfOj eine Latexfarbe, die 2i ja ¹IiO^₉ 3?3 * OsGO-₉ 7:'^ :- A-isssIsäure und Silikate, 16,2 ;:'> Vinylscetst-

709843/0477

26Π669

copolyraerisat, 2, δ % Giykoläther und Glykole und 45 fr V/asser enthält. Dementsprechend zeigt ein Abscheuern von 100 % an, daß die Scheuerbeständigkeit derjenigen der Standardfarbe entspricht. Höhere Prozente oder Scheuerwerte zeigen eine bessere Scheuerfestigkeit an. Die Korrosionsfestigkeit bzw. ÜTleckfestigkeit und Fleckentfernbarkeit werden nach dem ASTK-Test D-219Ö gemessen, wobei die Ergebnisse in der Weise angegeben werden wie bei der Scheuerfestigkeit.

Die Ergebnisse dieser Tests sind bequem anhand eines Diagramms mit Skaleneinteilung zu ersehen, bei dem die entsprechenden Eigenschaften gegen den PVC aufgetragen sind. Bei gleichem charakteristischem PVO findet eine abrupte .änderung bei jeder Eigenschaft statt, und diese Änderung wird in Form des kritischen PVC für die betreffende Eigenschaft definiert.

Beispiel 14 ·

Mehrere Latexfarben mit wechselnden Bindemittelpolymerisaten wurden formuliert und vergleichend auf die ffilmintegritätseigenschaften hin (Scheuern) als auch das i»ack er halt ungsv ermögen und die Opazität bzw. Deckfähigkeit (Kontrastverhältnis) hin getestet. Die physikalischen Eigenschaften des Farbfilms \tferden in Relation zu einer herkömmlichen Latexfarbe hoher Qualität als Standard (Spred Satin, Handelsbezeichnung) wie in dem Beispiel 13 angegeben. Die Bewertungsgrößen in der Tabelle 14 sind relativ zu einer Bewertungsgröße von 100 f>

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der Standardfarbe. Alle Farben in der Tabelle 14 wurden mit einem PVC von 60 % formuliert. Das Volumen der Festsubstanzen wurde bei 32 yo gehalten, von denen 19,2 % auf nicht-f umbildende Bestandteile und 12,8 % auf filmbildende Bestandteile entfielen. Die Tg des Bindemittels wurde nach der Fox-Gleichung 1/'Tg =.£W^T₁ berechnet, worin Tg in ⁰K für das Copolymerisat angegeben wird, V/· der Gewichtsanteil von jedem Gomonomeren ist und T. und Tg des Homopolymerisats für jedes Monomere in

K ist. Die Testfarben wurden aus den folgenden Bestandteilen formuliert, worin die Bindemittelzusammensetzung wie angegeben geändert wurde:

ffarbtaestandteile Volumen der Festsubstanzen/

100

₂ 4,48 gal

kalzinierter Ton (Optiwhite) 5,46 gal

Kieselsäure (Min-U-Sil 10, Handelsbezeichnung von Pennsylvenia
Glass Company) 2,26 gal

diatomeenartigs Kieselsäure

(Gelite 499) 1,30 gal

Polystyrol, nicht-f umbildende

polymere Teilchen, 2800 S = 100 ⁰G 5,70 gal

Latexfilm-bildendes Bindemittel

(Tabelle 14) 12,80 gal

Koaleszenzmittel 9,08 kg

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Tabelle 14

O CO CO ■£-»

Filmbildendes Bindemittel

a) 50 % Butylacrylat + 25 % Msthylmethacrylat + 25 % Isobutylmethacrylat bei 65 Gew.-» Feststoffen, Tg=-4⁰C, und 4 950 A

b) Butylacrylat + Msthylacrylat bei 50 Gew.-I Feststoffen und 2 000 A wie folgt:

45,5 BA/54,5 MMA. Tg=+11°C 53 BA/ 47 MMA Tg= 0°C 60 BA/40 MiA. Tg=-10⁰C

Lackerhaitungsvermögen Tage scheuern Opazität bzw. Deckfähigkeit

c) 52 % Bufcrlacrylat + 46 % MethyLmerhacrylat + 2 % Methaajisäure bei 55 Gew.-⁹ö Feststoffen, Tg=2 C, und

6 500 A

d) 60 % Butylacrylat + 39,5 % Ifethylmethacrylat +0,5 % Aciylaraid bei 50 Gew.-% Feststoffen, Tg=-10 C, und 2 000 A

e) 87 I Äthylacrylat + 13 % Ivfethylßethacrylat bei 50 Gew.-% Feststoffen, Tg=-11 C, und 2 000 A

f) Styrolbutadien, Dow Nr.

g) 50 % Butylacrylat + 35 % Methylmethacrylat + 15 % Styrol (70 PVC)

h) 37 % Vinylacetat + 45,4 I Isobutylacrylat + 1,5 % Methacrylsäure

83
84
68

63 %

66 %

66 %

74 %

10 % 58 %

200 I

280 %

390 %

7*400 %

300 %

400 %

150 %
160 %

110 %
70 %

106 %

90 % 80 % 84 I

102 %

83 I

85 % 90 %

115 % 102 %

σ)

Tabelle 14 (Fortsetzung) Filmbildendes Bindemittel Lackerhaltungsvermögen 7 Tage scheuern Opazität bzw. Deckfähigkeit

i) 83 % Vinylacetat +17 1

2-Äthylhexylacrylat 85 % 63 % 97 %

j) 54 % Styrol + 41 %
2-Äthylhexylacrylat +
5 % Acrylsäure 66 % 120 % 80 %

k) 82 % Vinylacetat + 18

Dibutylmaleat bei 54,4 Gew.-%

Feststoffen, Tg=2°C, und 5 500 A 29 % 58 % 100 %

1) 83 % Vinylacetat + 17 %
2-Äthylhexylacrylat bei
51 Gew.-% Feststoffen,
Tg=2°C,und 3 000 A 90 % 63 % 97 %

m) 37 % Vinylacetat + 45,4 %

Isobutylacrylat + 10 %

Methykethacrylat + 6,1 % .£

Acrylnitril + 1,5 % Msthacrylsäurg bei 48,5 Gew.-% Feststoffen,

4700 Ä 25 % 70 % 102 %

Beispiel 13

Latexfarben wurden wie in dem Beispiel 14 formuliert mit der Ausnahme jedoch, daß die Volumen von den nicht-fumbildenden polymeren Teilchen und dem filmbildenden Bindemittel variiert wurden, um PVG-Werte von 50 bis 75 fr zu erhalten. Das Bindemittel war 60 ^c/> Butylacrylat + 40 % hethylmethacrylat mit
50 Gew.-·/«? Jj¹G st st off en, Tg = -10 ⁰O und 2000 Ä. Das Kunststoffpigment war Polystyrol mit einer Teilchengröße von 2800 Ä. Das Verhältnis Kunststoffpigment/Bindemittellatex wird in gal je 100 gal -6'arbe angegeben. Die J?arbfilme wurden wie in dem
Beispiel 14 getestet.

Tabelle 15

Lacker-Kunst st of fragment haltungs- Scheuer- Opazität bzw. PVC Bindemittellatex fähigkeit festigkeit Deckfähigkeit

30	2,50
	16,00
55	4,10
	14,40
60	5,70
	12,80
65	7,30
	11,20
70	6,90
	9,60
73	10,50

80 Je	400 %	78 ^
80 '/ο	400 JSi	85 JÖ
75 %	400 ?ö	90 y&
55 #	325 %	105 Ja
15 J«	260 5&	115 Jö
Γ\ of	170 %	125 P

8,00

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Beispiel 16

Es wurden Latexfarben wie in dem Beispiel 15 formuliert. Das Bindemittel war ^Q /ä.Butylacrylat + 25 % D-iethylmethacrylat + 25 <p Isobutylmethacrylat mit 65 Gew.-^ Feststoffen, Tg = -4 °^ü und 4950 Ä. Der PVC wurde variiert, wie in der Tabelle 16 angegeben ist, und es wurde wie in dem Beispiel 15 getestet.

Tabelle 16

Lacker-Kunst st off pigment haltungs- Scheuer- Opazität bzw. PVC Bindemittellatex fähigkeit festigkeit Deckfähigkeit

50	2,50
	16,00
55	4,10
	14,40
60	5,70
	12,00
65	7,30
	11,20
70	8,90
	9,bO
75	10,50

. 90 %	270 %	86 fr
85 fr	270 %	95 $
70 %	215 %	110 fr
35 fr	160 %	120 %
^ /^	120 %	130 %
0 %	95 %	140 %

8,00

Die vorstehenden erläuternden Beispiele der Erfindung zeigen, daß Latexfarben mit nicht-filmbildenden polymeren Teilchen gemeinsam mit deckendem bzw. opakmachendem Pigment hergestellt werden können, wobei wesentlich verbesserte deckende Farbfilme bei PVC-V/erten zv/ischen 30 und 75 % erhalten werden,

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-X-

wobei der FVG größer ist als der kritische PVO gemäß Opazitätsinessung. Die vorstehenden Beispiele sollen die Erfindung nicht ■bec:renzen.

Patentansprüche

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Claims (12)

1. Pat ent an spräche

   ./wässrige latexaispersionsi'arbe, die bei einer U;.i{.;ebungskoalessenstemperatur au einem gehärteten !''arbfiim koalesziert und in filubildenden polymeren Bindemitteln dispergiertes deckendes bzw. opakmachendes i-igment enthält, dadurch gekennzeichnet, daL die Latexfarbe einen G-esaiatgeiialt an fosten Substanzen von etwa 30 bis 70 Gew.-,v hat und, bezogen auf das Volumen der trocknen festen Substanzen, enthält

   Z^Lj bis ',Ό > eines filmbildenden Latexbinclemittels mit einem vorv/iegenden Gexjiclibsanteil von Polymerisatteilchen mit iJurchmessern zwischen etwa 1000 und 10 000 S und mit einer Glasiibergangstemperatur von mindestens etwa 5 ^υ unter der betreffenden Koaleszenzteraperatur, bei welcher die besagten Binderiiittelteilchen zu einer bindenden hatrix koaleszieren, wobei das Latexbindemittel ein Polymerisat oder ein Oopolyrnerisat von äthylenisch ungesättigten I-ionomeren ist,

   10 bis 60 Ίο feste, nicht zellulare, nicht-fumbildende Polymerisatteiichen mit einem bewerteten mittleren Durchmesser zwischen etwa 1000 und 10 000 2. und mit einer Glasübergangsteniperatur von mindestens etwa 30 0 über der Glasübergangstemperatur des besagten Bindemittels, wobei diese nicht-filrnbildenden l'eilchen aus polymerisierten dthylenisch ungesättigten honomeren mit ungesättigter Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung bestehen,

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   5 bis 25 /-■ dockendes bzw. opakmachendes Pigment mit einem Brechungsindex von mindestens etwa 1,8,

   G bis 60 -,j uicht-deckendes bzw. nicht-opaktnachendes Pigment, wobei diese Latexfarbe einen Pigment-Volumen-Gehalt (PVO) zwischen etwa jü und 75? ':-■ hat und der PVC größer ist als der kritische PVC fjemäß Opazitätsmessung.
2. 2. Y/ussrige Latexfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Pigment-Volumen-Gehalt (PVC) zwischen etwa 4-8 und 64- > liegt.
3. 3. Wässrige Latexfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen, nicht-zellularen, nicht-fumbildenden teilchen eine Größe zwischen etwa 1000 und 6000 S haben.
4. 4-, Wässrige Latexfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 1 j? bis 50 % feste, nichtzellulare, nicht-f umbildende Teilchen enthält.
5. 5. V/ässrige Latexfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch >?ekerinzeichnet, daß die nicht-f umbildenden Polymerisatteilchen Polymerisate enthalten, die aus Styrol, Lethylmethacrylat und Vinylchlorid gewählt sind.
6. 6. Wässrige Latexfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis herauf zu etwa 20 ^c/o_y bezogen auf das Volumen der trocknen festen öubstanzen,

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   Ji'arbpirmente enthält.
7. 7. Latexfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die i''arbe zwischen 3 und ^f ,:·, bezogen auf das Volumen der trocknen festen Substanzen, nichtdeckendes bzw. nicht-opaLinachendes Pirment enthält.
8. ö. Latexfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch rekennzeichnet, daß der IVO der Latexfarbe größer ist als der kritische FVC gemäß Opasitutsrnessunp' und kleiner ist als der kritische überflächenporositäts-PVO fi;emäß Lackerhaltungsfähigkeitsmessung.
9. 9. Latexfarbe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das deckende b.w. opaKtnachende Pigment in einem voluuetrischen Anteil vorliegt, der gerin-er ist als der volumetrische Anteil der nicht-fils !bildenden Polymerisatteilchen.
10. 10.Latexfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das filmbildende Bindemittel aus Acrylcopolymerisaten, die mindestens 40 Gew.->i copolyraerisiertes acrylisch ungesättigtes l.onomer enthalten, Styrolcopolymerisaten, die zwischen etwa 35 und 65 £■ copolymerisiertes Styrol enthalten, Acrylnitrilcopolymerisaten, Vinylcliloridcopolymerisaten und Vinylidencliloridcopolymerisaten gewählt ist.

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11. 11. Latexfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der FVC größer ist als der f.emäß J-ackerhaltungsfähigkeitsf: kritische Oberfldchenporositäts-PVC ist.
12. 12. Farbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch :-ekennzeichnet, daß die nicht-deckenden bzw. nicht-opakuachenden Pigmente aus kalziniertem Ton, amorpher Kieselsäure, diatoKerenförmiger Kieselsäure oder kristalliner Kieselsäure gevrlhlt sind.

    B 1641 Dr.Ve/He

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