DE2647173A1

DE2647173A1 - Dispersionsanstrichmittel

Info

Publication number: DE2647173A1
Application number: DE19762647173
Authority: DE
Inventors: Nicholas John Iammarino; Thomas Arthur Lindroth
Original assignee: Merck and Co Inc
Current assignee: Merck and Co Inc
Priority date: 1975-10-20
Filing date: 1976-10-19
Publication date: 1977-04-28
Also published as: FR2328738A1; GB1565515A; US4021389A; CA1090930A; JPS5268232A

Description

Gegenstand der Erfindung sind gedickte Dispersions- oder Latexanstrichmittel mit verbesserten Eigenschaften; sie werden erhalten indem 379 1 (100 Gallonen) Anstrichmittel mit 0,45 bis 3,6 kg (1 bis 8 lbs.) eines Mittels oder einer Masse bestehend aus Heteropolysaccharid S-10 und. einem Copolymer aus einem alkenyl-aromatischen Monomer und einem ungesättigten Säureanhydrid versetzt werden.

Allgemein bezieht sich die Erfindung auf wäßrige Beschichtungsmittel, die üblicherweise als Dispersionsanstrichmitter (Latexanstrichmittel) bezeichnet werden und Emulsionen oder Dispersionen von wasserunlöslichen Vinyladditionspolymerisaten als die hauptsächliche filmbildende Komponente enthaltene In der Fachliteratur sind zahlreiche polymere Stoffe natürlicher und synthetischer Herkunft als brauchbare Zusätze genannt worden, aber nur einige dieser Stoffe haben sich wirtschaftlich durchgesetzt« Es besteht weiterhin Bedarf an verbesserten Dispersionsanstrichmitteln, die sich durch die erforderliche Dicke, Beständigkeit, gute Fließ- und Verlauf-(Ausgleichs-)

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eigenschaften, Ablaufbeständigkeit (Beständigkeit gegen "Gardinenbildung¹¹) auszeichnen und weniger empfindlich sind für Latex-Schock und Pigment-Schockj d.h. für das schnelle Brechen der Latexemulsion und der Pigmentdispersion infolge physikalischer oder chemischer Behandlung, die Agglomeratbildung und Ausfallen der Agglomerate bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Dispersionsanstrichmittel mit verbesserten Eigenschaften sowie die zur Herstellung dieser Mittel notwendigen Massen bereitzustellen«,

Die Aufgabe wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Dispersionsanstrichmittel gelöst, die dadurch erhalten werden, daß man auf 379 1 (100 Gallonen) Anstrichmittel 0,45 bis 3,6 kg (1 bis 8 lbs_e) eines Gemisches oder einer Masse aus Heteropolysaccharid S-10 und einem Copolymerisat aus einem moiiomeren Alkenylaromaten und dem Anhydrid einer ungesättigten Säure im Molverhältnis 1:1 bis 2:1 zugibt; das Copolymerisat weist ein Molekulargewicht von mindestens 30 000 auf und 0,5 bis 10 % seiner Säuregruppen sind mit einem nicht-ionischen Monohydroxy-grenzflächenaktiven Mittel verestert, das eine HLB-Zahl*von mindestens etwa 12 und.eine Polyoxyäthylenkette mit mindestens etwa 10 Oxyäthyleneinheiten aufweist.

*HLB (hydrophile-lipophile balance) = Maß für die gleichzeitige relative Anziehungskraft eines Emulgators für Wasser und Öl (erläutert in Kirk-Othmer,' Encyclopedia of Chemical Technology, von John Wiley and Sons, Inc., Bd. 8, 2.Aufl., S. 117-54).

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß beim Versetzen üblicher Anstrichmittel mit Äer neuartigen Zubereitung aus einem Heteropolysaccharid und einem Copolymerisat aus einem monomeren Alkenylaromaten und einem ungesättigten Säureanhydrid die Eigenschaften des Anstrichmittels vorteilhaft verändert werden«, Das Heteropolysaccharid, nachfolgend bezeichnet als Heteropolysaccharid S-10,

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enthält etwa 3 GeWo-% Protein und etwa 97 Gew_o-% Kohlenhydrate; die Kohlenhydrate enthalten etwa 19 Gew.-% einer Uronsäure, etwa 39 Gew_o-^ Glucose, etwa 29 Gew.-% Galactose und etwa 13 Gew.-% Fucose; das Heteropolysaccharid ist verträglich mit Methylenblauchlorid, im wesentlichen unlöslich in Dimethylsulfoxid und löslich in Wasser, und weist einen Acetylgehalt von etwa 4,5 % und eine spezifische Drehung PJq = +106° (c 0,25, H₂O) auf ο Das Copolymerisat ist ein Copolymerisat aus einem monomeren Alkenylaromaten und einem Anhydrid einer ungesättigten Säure in einem Molverhältnis von 1:1 bis 2:1, hat ein Molekulargewicht von mindestens 30 000 und etwa 0,5 bis 10 % der Säuregruppen sind mit einem nicht-ionischen Monohydroxy-grenzflächenaktiven Mittel verestert, das eine HLB-Zahl von mindestens etwa 12 und eine Polyoxyäthylenkette mit mindestens etwa 10 Oxyäthyleneinheiten aufweist (US-PS 3 779 970) »Al_kenylaro- _ maten sind u.a. Styrol, ^-Methylstyrol und Vinyltoluol. Als ungesättigte Carbonsäuren kommen Maleinsäure, Itaconsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure infrage oder deren Anhydride. Das grenzflächenaktive Mittel entspricht allgemein der Formel HO-fCH^H^-^R, in der η eine Zahl von mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20 ist und R für den Rest einer Fettsäure oder eines Fettalkohols oder eine Alkylphenylgruppe z.B. mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkylrest steht.

Das erfindungsgemäße Mittel zur Verbesserung der Eigenschaften von Dispersionsanstrichstoffen enthält etwa 20 bis 80 Gew.-% Heteropolysaccharid S-10 und etwa 80 bis 20 GeVo-% .des Copolymerisats. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäß vorgesehenen MitteJ etwa 40 bis 60 Gew.-% Heteropolysaccharid S-10 und etwa 60 bis 40 Gew.-% Copolymerisate

Dieses Mittel wird in Dispersionsanstrichmitteln in einer Menge von etwa 0,45 bis etwa 3,6 kg (1 bis 8 lbs„) je 379 1 (100 Gallonen) Dispersionsanstrichmittel zugesetzt,

*(US-PS 3 933 788)

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vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,9 bis etwa 2,7 kg (2 bis 6 lbs.) auf 379 Liter.

Das Heteropolysaccharid und das Copolymerisat können den Dispersionsanstrichmitteln in Form eines mehr oder weniger gleichmäßigen Gemisches oder als einzelne Komponenten, d_oh. getrennt voneinander zugesetzt werden.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Es wurden 5 Ansätze eines Dispersionsanstrichmittels der folgenden Zusammensetzung hergestellt; die Komponenten wurden in einem Mischapparat (Cowles dissolver, Model 5VTV) bei 4500 UpM zusammengegeben:

kg (lbs) I (gal)

Wasser 30,24 ( 66,6) 30,32 (8,00)

Konservierungsmittel 0,91 ( 2,0) (Dowicil 75)

Dispergiermittel 4,43 ( 9,75) 3,79 (1,00)

(Tamol 850)

Propylenglykol 27,24 ( 60,0) 26,53 (7,00)

Antischaummittel 0,91 ( 2,0) 0,95 (0,25)

(Nopco NXZ)

Pigment (TiO₂ R-900) 122,58 (270,0) 30,32 (8,00) grenzflächenaktives Mittel

(Aerosol OT) . 0,91 ( 2,0) 1,90 (0,50)

75 %ige wäßrige Lösung

Nach beendetem Mahlen und Mischen wurde das Gemisch zu 176,15 kg (388 lbs), 159,82 1 (42,17 gal)*Latex (Geon 450 χ 20) gegeben und die folgenden Komponenten unter langsamem Rühren eingemischt:

*eines Polyvinylchlorid-

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(gal)

Koale s zenzmittel (Texanol)*

*2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-monois obutyrat Propylenglykol

kg (lbs) 1

4,59 (10,1) 4,85 (1,28)

8,83 (2,33)

9,08 (20,0)

Antischaummittel(Nopco NXZ) 1,36 ( 3,0) 1,48 (0,39) Verdickungsmittel-Lösung 115,59 (254,6) 114,00 (30,08) (hergestellt durch Vermischen
von 1,82 kg (4lbs) Verdickungsmittel mit 1 1 4 1(30,08 gal)
Wasser

Das Gesamtgewicht des Anstrichmittels betrug 493,97 kg (1088,05 lbs), sein Volumen 382,79 1 (101 gal). Für die verschiedenen Ansätze wurde als Verdickungsmittel Heteropolysaccharid S-10 alleine, ein Copolymerisat aus einem monomeren Alkenylaromaten und einem Anhydrid einer ungesättigten Säure alleine sowie diese beiden Komponenten zusammen in Mischungsverhältnissen von 3:1, 2:2 und 1:3 eingesetzt. Nach 48 h wurde die Viskosität des Anstrichmittels mit einem Brookfield-Viskosimeter bei Schergeschwindigkeiten von 6, 12, 30 und 60 UpM bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

Ansatz	1	Zusatz	6	12	Viskosität	60 UpM
-		(insgesamt 1,82 kg)	8200	5200	30	1800
2	Heteropolysaccharid			2820
	S-10 (A)	10500	9200		5700
	Copolymer			7100
3 1	(Dow XD7846.01) (B)
4 0	A B	16500	10600		3500
5 0	,362 kg 0,454 kg	20500	12800	5500	4050
,908 » 0,908 "	18800	12600	6500	4350
,454 " 1,362 ^u		7000

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Beispiel 2

Es wurde ein Dispersionsanstrichmittel folgender Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 hergestellt:

kg (lbs) I (gal)

1 Wasser 22,7 (50,0) 22,74 (6,00)

2 Tetrakaliumpolyphosphat 0,82 (1,8) 0,38 (0,10)

3 Konservierungsmittel 0,91 (2,0) 0,76 (0,20) (Dowicil 75)

4 Dispergiermittel 2,50 (5,5) 2,65 (0,70) (Tamol 850, 30 %)

5 Antischaummittel 0,45 (1,0) 0,38 (0,10) (Drew L 455A)

6 Fließ- und Verlauf- 0,45 (1,0) 0,38 (0,10) mittel(Troykyd 999)

7 Heteropolysaccharid 0,55 (1,2) 0,57 (0,15) S-10 + Copolymer

(Dow Xd7846.01) 50:50

8 Äthylenglykol 4,22 (9,3) 3,79 (1,00)

9 Pigment (TiO₂ R-900) 113,5 (250,0) 28,05 (7,40)

10 Propylenglykol 57,66 (127,0) 55,33 (14,60)

11 Äthylenglykol 9,99 (22,0) 9,10 (2,40)

12 Wasser 62,65 (138,0) 62,54 (16,50)

13 Carbitolacetat 8,26 (18,2) 8,34 (2,20) (Carbitol=Diäthylen-

glykol-mono- und dialkyläther)

14 grenzflächenaktives 0,81 (1,8) 0,76 (0,20) Mittel(Aerosol OT)

75 %ige wäßrige Lösung

15 Antischaummittel(Drew L 455A)O,45(1,0) 0,38 (0,10)

16 Fließ- und Verlauf- 0,45 (1,0) 0,38 (0,10) mittel(Troykyd 999)

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kg (lbs) 1 (gal)

17 Ammoniumhydroxi(i(28 %) 1,23 (2,7) 1,14 (0,30)

18 Latex(Lanflex 786) 224,73 (495,0) 206,56 (54,50)

511,89 (1127,5) 403,83 (106,55)

Die Komponenten 1 bis 6 wurden in der angegebenen Reihenfolge bei niederer Umdrehungszahl des Mischers zusammengegeben. Heteropolysaccharid S-10 und das Copolymer wurden mit Äthylenglykol vorgemischt und langsam zugegeben , wobei mit hoher Geschwindigkeit gerührt wurde, bis Heteropolysaccharid S-10 und das Copolymer in Lösung gegangen waren. Darauf wurde Pigment zugegeben, das ganze Gemisch mit hoher Geschwindigkeit gemahlen oder geknetet, etwa 30 min lang oder bis eine Mahlfeinheit entsprechend 7 Hegman grind erreicht worden war; die Temperatur wurde dabei unter 54 C gehalten. Die erhaltene Paste wurde dann bei einer Temperatur nicht über 43°C in einen Tank enthaltend den Latex gegeben und dann die restlichen Komponenten in der aufgeführten Reihenfolge zugegeben. Der Tankinhalt wurde gut gemischt. Das erhaltene Anstrichmittel besaß ausgezeichnete Fließ- und Verlaufeigenschaften, eine gute Beständigkeit gegenüber der "Gardinenbildung", war sehr gut lagerungs- und verpackungsbeständig, zeigte eine gute Beständigkeit gegenüber Latex-Schock, eine gute Farbannahme, verminderte Synärese und eine gute Beständigkeit gegenüber Pigment-Schock.

Beispiel 3

Ein Dispersionsanstrichmittel folgender Zusammensetzung wurde hergestellt:

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_β 26Ά7173

kg (lbs) 1 (gal)

1 Wasser 30,24 (66,6) 30,32 (8,00)

2 Antischaummittel(Nopco NXZ) 0,45 (1,0) 0,98 (0,25)

3 grenzflächenaktives Mittel 0,91 (2,0) 1,90 (0,50) (Aerosol OT)

75 %ige wäßrige Lösung

4 Dispergiermittel 6,47 (14,2) 5,38 (1,42) (Tamol 850, 30 %)

5 Propylenglykol 27,24 (60,0) 26,53 (7,00)

6 Pigment TiO₂ (Tipure R 902)113,5 (250,0) 28,12 (7,42)

7 inhibierendes Pigment (ZnO) 11,35 (25,0) 2,01 (0,53)

8 Kieselsäure (Amsil A-15) 22,7 (50,0) 8,60 (2,27)

9 Latex (Alkyl-modifiziert 217,47 (479,0) 205,84 (54,31) Acryl)

10 Koaleszenzmittel (Texanol) 4,59 (10,1) -4,85 (1,28)

11 Äthylenglykol-monobutyl- 7,72 (17,0) 8,64 (2,28) äther (Butylcello.solve)

12 Konservierungsmittel 0,45 (1,0) 0,49 (0,13) (SUPER-AD-IT)

13 Verdickungsmittel-Lösung 59,52 (131,1) 59,16 (15,61) (hergestellt aus 1,36 kg(31bs)

Heteropolysaccharid S-10 und
1,82 kg(4lbs)Copolymer(Dow
XD7846.01) gelöst in 59,16 1
(15,61 gal) Wasser

502,58 (1107,0) 382,79 (101,00)

Die Komponenten 1 bis 8 wurden in der angegebenen Reihenfolge in einem Mischer zunächst bei langsamer Umdrehungsgeschwindigkeit zusammengegeben und dann, nach beendeter. Zugabe, mit hoher Geschwindigkeit etwa 30 min oder bis zu einer Mahlfeinheit 7 nach Hegman gemischt; die Temperatur wurde dabei unter 54°C gehalten. Die erhaltene Paste wurde

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bei einer Temperatur nicht über 43⁰C in einen Tank gegeben, der den Latex enthielt; die übrigen Komponenten wurden in der angegebenen Reihenfolge zugesetzt. Der Tankinhalt wurde gründlich gemischte Das erhaltene Dispersionsanstrichmittel zeichnete sich durch ausgezeichnete Fließ- und Verlaufeigenschaften, gute Beständigkeit gegenüber der "Gardinen-Bildung", durch gute Verpackungsbeständigkeit und gute Beständigkeit gegenüber Latex-Schock sowie durch gute Farbannahme, verminderte Synärese und gute Beständigkeit gegenüber Pigmentschock aus.

Beispiel 4

Folgende Komponenten wurden zu einem Anstrichmittel verarbeitet:

kg (lbs) I (gal)

1 Wasser 90,8 (200,00) 102,60 (27,07)

2 Konservierungsmittel 0,68(1,50) 0,46 (0,12) (Dowicil 75)

3 Dispergiermittel 4,09(9,00) 3,79 (1,00) (Tamol 731, 25 %)

4 Äthylenglykol 22,7 (50,00) 20,47 (5,40)

5 Diäthylenglykol-monobutyl- 6,81(15,00) 7,16 (1,89) äther

6 grenzflächenaktives Mittel 0,91(2,00) 0,87 (0,23) (Triton N-57)

7 Antischaummittel(FoamasterG) 0,79(1,74) 0,87 (0,23)

8 TiO₂ Pigment(Tipure R-900) 97,84(215,50) 23,73 (6,26)

9 Streckmittel (Hydrit Ton) 11,12(24,50) 4,28(1,13)

Dickungsmittel(1,36 kg Hete- 2,04(4,50) 1,48 (0,39) ropolysaccharid S-10 und 0,68

kg Copolymer(Dow XD7846.01)

Wasser 3,78(8,33) 3,79 (1,00)

Ammoniumhydroxid (28 %) 1,36(3,00) 1,52 (0,40)

Wasser 9,19(20,24) 9,21 (2,43)

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14 Polyvinylacetat-Latex (Wallpol 40-136)

15 Wasser

16 Antischaummittel (Foamaster G)

kg (lbs)

(gal)

166,85 (367,50) 154,75 (40,83)

52,66 (115,99) 52,91 (13,96) 2,27 (5,00) 2,50 (0,66)

473,89 (1043,80)379,00 (100,00)

Die Komponenten 1 bis 11 wurden langsam in der angegebenen Reihenfolge zusammengemischt und dann weitere 30 min oder bis zu einer Mahlfeinheit 7 nach Hegman schnell gemischt; die Temperatur wurde dabei unter 54°C gehalten. Dann wurden die restlichen Komponenten in der angegebenen Reihenfolge langsam eingemischt, bis man eine gleichmäßige Masse erhielt. Dieses Anstrichmittel zeichnete sich durch ausgezeichnete Fließ- und Verlaufeigenschaften, gute Beständigkeit gegen die "Gardinen-Bildung", gute Verpackungsbeständigkeit und gute Beständigkeit gegen Latex-Schock, durch gute Farbannahme, verminderte Synärese und gute Beständigkeit gegen Pigment-Schock aus.

Patentansprüche:'

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Claims

Patentansprüche

1. Dispersionsanstrichmittel auf der Basis eines wasserunlöslichen filmbildenden Polymerisats und eines Pigmentes sowie üblicher Zusätze, dadurch gekennzeichnet, daß es auf, 379 1 Anstrichmittel, 0,45 bis 3,6 kg eines Gemisches aus 20 bis 80 Gew.-?£ Heteropolysaccharid S-10 und 80 bis 20 Gew.-% Copolymerisat aus 1 bis 2 Mol Alkenyl-aromatischer Verbindung und 1 Mol Anhydrid einer ungesättigten Säure enthält, wobei das Heteropolysaccharid S-10 aus 3 Gew.-% Protein und 97 Gew.-% Kohlenhydraten (19 % einer Uronsäure, 39 % Glucose, 29 % Galactose, 13 % Fucose) besteht und ein spezifisches Drehungsvermögen /"öj~7j) = +106° (c = 0,25, Η£θ) aufweist und wobei das Copolymerisat ein Molekulargewicht von mindestens 30 000 aufweist und 0,5 bis 10 % der Säuregruppen mit einem nicht-ionischen, eine OH-Gruppe enthaltenden grenzflächenaktiven Mittel verestert sind, das eine HLB-Zahl von mindestens 12 und eine Polyoxyäthylenkette mit mindestens 10 Oxyäthyleneinheiten aufweist.

2o Dispersionsanstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es 0,9 bis 2,7 kg Gemisch aus Heteropolysaccharid S-10 und Copolymerisat auf 379 1 Anstrichmittel enthält.

3. Dispersionsanstrichmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß es 2 bis 3 Teile Heteropolysaccharid S-10 auf 3 bis 2 Teile Copolymerisat enthält.

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