DE69324953T2

DE69324953T2 - Fluidisierte Polymer-Suspension für die kontinuierliche Herstellung eines Überzugsmittels

Info

Publication number: DE69324953T2
Application number: DE69324953T
Authority: DE
Inventors: Richard Glenn Brown; Charles Lee Burdick; Charles Warren Vanderslice
Original assignee: Aqualon Co
Current assignee: Aqualon Co
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: EP0562341B1; DK0562341T3; ES2134224T3; CA2091957C; CA2091957A1; DE69324953D1; EP0562341A1; US5521234A; GR3030347T3; ATE180268T1; MX9301413A

Description

Diese Erfindung betrifft wässerige Überzugsmittel, welche ein wasserlösliches Polymeres als ein Verdickungsmittel enthalten. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung eines Überzugsmittels, worin das Verdickungsmittel als eine Fluidisierte Polymer-Suspension (FPS) inkorporiert ist.
Die US-Patentschrift 4 283 229 (Girg et al.) offenbart, daß stabile Suspensionen von nichtionischen Celluloseethern in einer Lösung von 4 bis 12% Elektrolyt hergestellt werden können, wenn Aluminiumoxid zu der Suspension zugesetzt ist. Wässerige flüssige Suspensionen von wasserlöslichen Polymeren des Standes der Technik sind ferner in den US-Patentschriften 4 883 536 und 4 883 537 beschrieben. Die US-Patentschrift 4 883 536 umfaßt die Verwendung von Ammoniumsalzen, wie zum Beispiel Diammoniumsulfat (DAS), Diammoniumphosphat (DAP) und Ammoniumpolyphosphat für die Herstellung von fluiden Suspensionen von wasserlöslichen Polymeren. Die US-Patentschrift 4 883 537 umfaßt die Verwendung von konzentriertem wässerigen Kaliumcarbonat für die Herstellung von Suspensionen von Natriumcarboxymethylcellulose.
Es ist ein Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von wässerigen Überzugsmitteln für Farbe vorzusehen, worin eine fluidisierte Polymer-Suspension (FPS), enthaltend einen Verdicker oder eine Verdicker-Kombination, für schnelle Viskositätseinstellung und Leichtigkeit der Ausführung verwendet wird.
Dieser Gegenstand wird durch ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung eines wässerigen Überzugsmittels erreicht, enthaltend Latex-Bindemittel und Pigment, umfassend die Herstellung einer wässerigen fluidisierten Polymer-Suspension (FPS) einer Hydroxyalkylcellulose oder eines Alkyl- oder Alkylaryl-hydrophobisch modifizierten Celluloseethers und das kontinuierliche Dispergieren der Suspension in dem Latex-Bindemittel und dem dispergierten Pigment in einer Menge, ausreichend, um das wässerige Überzugsmittel zu bilden.
Es wird bevorzugt, daß zusätzliche Bestandteile zur Herstellung einer wässerigen Latexfarbe zugesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die fluidisierte Polymer-Suspension eine Hydroxyalkylcellulose. Der hydrophob modifizierte Celluloseether ist bevorzugterweise einer oder mehrere von Cetylmodifizierter Hydroxyethylcellulose, Nonylphenyl-modifizierter Hydroxyethylcellulose, Nonylphenyl-modifizierter Ethylhydroxyethylcellulose oder Alkylglycidylether-modifizierter Hydroxyethylcellulose.
Bevorzugte Verdickungsmittel sind ferner Hydroxyethylcellulose (HEC) und hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose (HMHEC), enthaltend eine Alkyl- oder Alkylarylgruppe. Bevorzugterweise hat die Hydroxyethylcellulose einen Grad der Polymerisation (D. P.) von 800 bis 4000, eine Hydroxyethyl-Molar-Substitution (M. S.) von 1,5 bis 4,5 und bevorzugterweise hat die Hydroxyethylcellulose oder die Ethylhydroxyethylcellulose einen hydrophoben Grad der Substitution (D. S.) im Bereich von 0,001 bis 0,01.
Bevorzugterweise enthält die FPS zumindest ein Salz, ausgewählt aus Kaliumcarbonat, Kaliumbicarbonat, Diammoniumsulfat, Diammoniumphosphat, Natriumformiat und zweibasischem Kaliumphosphat. Es ist ferner bevorzugt, daß die FPS ferner ein Xanthangummi enthält. Es ist auch bevorzugt, daß die FPS ein Polysaccharid von niedrigem Molekulargewicht als ein suspendierendes Mittel enthält, welches besonders bevorzugt Carboxymethylcellulose ist. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren gleichzeitig oder nacheinander das Mischen des Latex-Bindemittels, des dispergierten Pigments und der FPS eines Alkyl- oder Alkylarylhydrophob modifizierten Celluloseethers.
Es wurde festgestellt, daß die Produktivität in der Her lung von wässerigen Überzugsmitteln, enthaltend ein Latex-Bindemittel, Pigment und einen Verdicker, signifikant erhöht sein kann, bezogen auf die Verwendung von pulverisierten Materialien, wenn eine FPS, enthaltend eine Hydroxyalkylcellulose oder einen hydrophob modifizierten Celluloseether, kontinuierlich zugesetzt ist. Hydroxyethylcellulose bedeutet eine Hydroxyalkylcellulose, welche allgemein in der Farbenindustrie als ein Verdicker verwendet wird. Hydrophob modifizierte Celluloseether wurden als assoziative Verdicker infolge ihrer Eigenschaften von erhöhter Viskosifizierung bekannt, ermöglicht durch das assoziative Verhalten von hydrophoben Verbindungen, chemisch an ein Cellulose-Polymeres gebunden. Die US-A-5 120 838 und die US-A-5 124 445 offenbaren eine Alkylaryl-hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose, welche in einer Latexfarbe verbesserte Ausrichtung und Biegungswiderstand liefert.
Infolge der für Hydratation und Auflösung eines pulverisierten Cellulose-Polymeren in Wasserfarbe benötigten Zeit, ist eine kontinuierliche Herstellung von Farbe unter Verwendung von trockenen wasserlöslichen Cellulosefasern nicht von Vorteil, im Vergleich zu der neuen Verwendung von FPS für das gleiche Ergebnis.
Die EP-A-0 413 274 offenbart wässerige Suspensionen von Hydroxyethylcellulose, welche z. B. für Latexfarben verwendet sein können. Die US-A-5 080 717 offenbart eine wässerige fluidisierte Polymer-Suspension, enthaltend zumindest ein Polysaccharid von niedrigem Molekulargewicht und zumindest ein nichtionisches Celluloseether-Polymeres, welche außer der Papierbeschichtung in dem Bereich der Latexfarben verwendet werden können. Jedoch offenbart keine dieser Urkunden die mögliche Verwendung einer Polymer-Suspension in einem Verfahren für die kontinuierliche Herstellung eines wässerigen Überzugsmittels.
Die folgenden detaillierten Versuchsverfahren wurden in den Beispielen verwendet, welche das Verfahren der Erfindung demonstrieren.
Ein Behälter aus korrosionsbeständigem Stahl mit einem Innendurchmesser von 127 mm (5 inch), mit einer Ausgangsöffnung mit einem Durchmesser von 12,7 mm (1/2 inch) und einem Metallauf schlag an dem Boden wurde an ein Haltegerüst angeklammert und der Schaft und das Schaufelblatt mit einem Durchmesser von 50,8 mm (2 inch) eines Flügelrads mit hoher Geschwindigkeit wurden in den Behälter innerhalb von 6,35 mm (1/4 inch) des Bodens des Behälters eingeführt. Das Schaufelblatt war vom Zentrum in dem Behälter leicht entfernt, während die Ausgangsöffnung in den Boden des Behälters zentriert war. Die Ausgangsöffnung des Behälters war mit einem Rohr mit einer Rohrleitung-Fließratenkontrolle versehen. Zwei große Glasreservoire wurden an einem Träger oberhalb des Behälters angeklammert; die Reservoire waren mit Röhren versehen, welche in den Behälter hineinreichten und innen eine Kontrollfließrate hatten. Eine peristaltische Pumpe war mit Röhrenleitung versehen, welche in den rostfreien Stahlbehälter hineinreichte und in ein Reservoir, enthaltend Natrosol® FPS- Plus 330 fluidisierte Polymer-Suspension (verfügbar von Aqualon). Ein Reservoir oberhalb des Stahlbehälters war mit Komponente 1 gefüllt und das andere mit Komponente 2 (siehe Tabelle I). Fließraten waren so eingestellt, daß die Komponente 1 in den Behälter bei 9,75 g pro Minute eintrat; die Komponente 2 wurde bei 10 g pro Minute eingeführt; und die Komponente 3 wurde bei 0,375 g pro Minute zugesetzt. Die Laufradgeschwindigkeit war annähernd 2500 UpM (Umfangsgeschwindigkeit 399 m (1310 feet) pro Minute). Nachdem die Fließraten eingestellt und der Flüssigkeitsspiegel auf mehrere cm (inches) oberhalb des Schaufelblatts gestiegen war, wurde es dem Material erlaubt, durch die Öffnung in den Boden des Gefäßes auszutreten bei einer Rate, gleich zu den kombinierten Zusatzraten von allen drei Komponenten. Das Material, welches austrat, war das fertiggestellte Produkt und war verglichen mit der Chargenherstellung-Kontrolle.
Die kontinuierliche Herstellung kann entweder gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Zugabe von Bestandteilen einschließen.
Die Chargenherstellung-Kontrollfarbe wurde zum Vergleich durch einfache Zugabe von jedem Farbbestandteil, einer auf einmal, in ein Gefäß, versehen mit einem Hochgeschwindigkeit-Verdichter, hergestellt. Die Reihenfolge der Zugabe war typisch für die Chargen-Farbherstellung, in welcher das wasserlösliche Polymere, vorhanden als das Rheologie-Kontrollmittel, in Glykolen dispergiert war und das Pigment in diesem fluiden Medium dispergiert war, bevor die Hauptmenge der Bestandteile zum "Herabsetzen" der Farbe zugesetzt war. In diesem Falle wurde das wasserlösliche Polymere in der Form einer FPS zugesetzt und Pigment wurde als eine TiO&sub2;-Aufschlämmung zugegeben.
Die Anfangsviskosität, als auch die Viskosität der Farben, welche über Nacht gealtert waren, wurde an einem Stormer-Viskosimeter bei 200 UpM bestimmt. Die Viskositätsdaten sind in der Tabelle II in Kreb-Einheiten angegeben. Gewichtsprozent Cellulose-Verdicker ist ebenfalls angegeben und basiert auf dem Gesamtgewicht von FPS · 0,25 (FPS ist 20 bis 25 Gewichtsprozent Polymeres, in Abhängigkeit vom Typ), geteilt durch das Gesamtgewicht der Farbe · 100. Die hohe Scherviskosität wurde an einem ICI-Konus und Plattenviskosimeter bei 12 000 s&supmin;¹ bestimmt. Die Nivellierung wurde unter Verwendung einer Leneta Levelin Test Blade und Drawdon Levelness Standards bestimmt. Die Durchbiegungsresistenz wurde unter Verwendung eines Leneta Anti-Sag-Meßgeräts gemessen. Die Spritzresistenz-Messung wurde durch Auswalzen von Farbe an einer vertikalen Oberfläche oberhalb eines schwarzen Paneels durchgeführt.
Die Spritzmuster wurden mit Gardner/Sward-Standards, vorkommend in der 13. Auflage des ASTM Paint Testing Manual (STP 500) verglichen. Spiegelnder Glanz bei 60º wurde unter Verwendung einer BYK Labotron Gloss Unit gemessen.
Delta E-(Farbentwicklung)-Werte waren auf der Messung von Farbparametern basiert, unter Verwendung eines Brightimeters über herabgezogene und "verriebene" Bereiche an dem unversiegelten Teil einer Einstelltafel. Die Reinigungsresistenz-Prüfung wurde unter Verwendung von ASTM Method D2486 durchgeführt.
Die Erfindung hat industrielle Anwendbarkeit für die Herstellung von Farben. Die Beispiele erläutern kontinuierliche Farbenherstellungsverfahren (Bezugsbeispiele für Chargenverfahren) ohne darauf beschränkt zu sein.

Verfahren A

Herstellung von Natrosol® FPS-Plus 330

Eine fluidisierte Polymer-Suspension von Natrosol® Plus 330 HMHEC wurde in konzentrierter wässeriger Diammoniumsulfat-(DAS)- Lösung für die Bewertung als ein Farbenverdickungsmittel hergestellt. Zur Herstellung der Suspension wurden als eine erste Stufe 0,2 Gewichtsteile Kelzan® S-Xanthangummi in 60,5 Gewichtsteilen Wasser unter zweistündigem Rühren aufgelöst. Nachdem das Xanthan aufgelöst war, wurden 14,2 Gewichtsteile DAS zu der Lösung zugesetzt und zur Auflösung gerührt. Nachdem das DAS aufgelöst war, wurden 25 Gewichtsteile Natrosol® Plus 330 HMHEC zu der Lösung zugegeben und kurz zur Verteilung gerührt. Als eine Endstufe wurden 0,1 Gewichtsteile Proxel® GXL-Konservierungsmittel zu der Suspension unter Rührung zugegeben. Das Endprodukt war eine gießbare Flüssigkeitssuspension, bezeichnet als Natrosol® FPS- Plus 330.

Verfahren B

Herstellung von Natrosol® FPS-G

Eine fluidisierte Polymer-Suspension von Natrosol® 250GR HEC wurde für die Bewertung als ein Farbenverdickungsmittel hergestellt. Zur Herstellung der Suspension in der ersten Stufe wurde 1 Gewichtsteil von CMC-7LIT in 59,7 Teilen Wasser mit 30 Minuten langem Rühren aufgelöst. Danach wurden 14,2 Gewichtsteile Diammoniumphosphat (DAP) zu dem Wasser zugesetzt und bis zur Auflösung gerührt. Nachdem das CMC und das DAP vollständig aufgelöst waren, wurden 25 Gewichtsteile Natrosol® 250 GR HEC zu der Lösung zugesetzt und zur Verteilung gerührt. Als eine Endstufe wurden 0,1 Gewichtsteile von Proxel GXL®-Konservierungsmittel zu der Suspension unter Rühren zugesetzt. Von dem Endprodukt wurde festgestellt, daß es eine gießfähige fluide Suspension, bezeichnet als Natrosol® FPS-G, war.

Verfahren C

Herstellung von Natrosol® FPS-HB

Eine Flüssigkeitssuspension von Natrosol® 250 HBR HEC wurde ebenfalls in einer verschiedenen Weise zur Bewertung als ein Farbenverdicker hergestellt. In der ersten Herstellungsstufe wurden 0,2 Gewichtsteile Kelzan® S-Xanthangummi in 47,8 Gewichtsteilen Wasser unter 2stündigem Rühren aufgelöst. Nachdem das Xanthan aufgelöst war, wurden 0,9 Gewichtsteile von Lomar® D-kondensiertem Naphthalinsulfonat zu dem Wasser zugegeben und zum Auflösen gerührt. Anschließend daran wurden 0,1 Gewichtsteile Hercules® Defoamer SGL zu dem Wasser zugesetzt und dann 30 Gewichtsteile Natriumformiat zu dem Wasser zugesetzt und bis zum Auflösen gerührt. Sobald sich das Natriumformiat aufgelöst hatte, wurden 20 Gewichtsteile Natrosol® 250 HBR HEC zu dem Wasser zugesetzt und kurz zum Verteilen gerührt. Danach wurden 0,9 Gewichtsteile Alipal® CO-433 zu der Mischung zugegeben und kurz zum Verteilen gerührt. Als eine Endstufe wurden 0,1 Gewichtsteile Proxel® GXL als ein Konservierungsmittel zu der Suspension zugegeben und kurz gerührt. Es wurde beobachtet, daß das entstehende, als Natrosol® FPS-HB bezeichnete Produkt eine gießbare fluide Suspension war.

Verfahren D

Herstellung von Natrosol® FPS-MB

Eine fluidisierte Polymer-Suspension von Natrosol® 250 MBR HEC wurde mit identischer Methodik und Bestandteilen hergestellt, wie in den obigen vorausgehenden Beispielen beschrieben, nur daß in diesem Falle Natrosol® 250MBR HEC für Natrosol® 250HBR HEC eingesetzt wurde. Eine in diesem Falle als Natrosol® FPS-MB bezeichnete gießbare fluide Suspension wurde erhalten. Dieses Produkt wurde in Farbe abgeschätzt.

Verfahren E

Herstellung von Natrosol® FPS-Plus 43ß

Eine fluidisierte Polymer-Suspension von Natrosol® Plus 430 HMHEC wurde für die Verwendung in der Farbenherstellung in konzentriertem wässerigen Natriumformiat hergestellt. Zur Herstellung der Suspension wurden 0,16 Gewichtsteile Kelzan® S-Xanthangummi zuerst mit zweistündigem Rühren in 56,74 Gewichtsteilen Wasser aufgelöst. Nachdem sich das Xanthan aufgelöst hatte, wurden 28 Gewichtsteile Natriumformiat in dem Wasser mit kurzem Rühren aufgelöst. Sobald sich das Natriumformiat aufgelöst hatte, wurden 25 Gewichtsteile Natrosol® Plus 430 HMHEC zu der Lösung zugegeben und zum Zerteilen gerührt. Als eine Endstufe wurden 0,1 Gewichtsteile Proxel® GXL-Konservierungsmittel zu der Suspension zugegeben. Das Endprodukt, bezeichnet als Natrosol® FPS-Plus 430, wurde als fluid und gießbar beobachtet. Dieses Produkt wurde in Farbe gewertet.

Beispiel 1

Innere kontinuierliche Seidenglanzproduktion

Ein Fluidzed Polymer Suspension (FPS)-Polymersystem für die Verdickungs- und Rheologie-Kontrolle wurde zum Verdicken einer Seidenglanztarbe in einem kontinuierlichen Verfahren unter Verwendung von allen flüssigen Komponenten verwendet. Die Farbformulierung war eine schwach modifizierte Ausführungsart einer veröffentlichten Formulierung und war auf einem Vinyl-Acryl-Latex basiert. Die Farbbestandteile waren in zwei gemischte Komponenten zerteilt und eine dritte Komponente, welche aus einer Fluidized Polymer Suspension (FPS) bestand. Alle flüssigen Materialien wurden unter Einschluß einer Titandioxid-Aufschlämmung verwendet. Die Zusammensetzungen der drei Komponenten sind in der Tabelle I aufgeführt.

TABELLE I

KONTINUIERLICHE FARBHERSTELLUNGSKOMPONENTEN

Komponente 1
Material Gramm
Ucar® 367 ................... 934,00
Texanol® .................... 40,00
Nopco® NDW .................. 6,00
Propylenglykol .............. 54,10
Gesamt ...................... 1034,10
Komponente 2
Material Gramm
Propylenglykol .............. 135,90
Tamol® 731 .................. 23,00
Triton® N-57 ................ 2,66
Nuosept® 95 ................. 2,00
Nopco® NDW .................. 4,00
Triton® GR-7M ............... 2,00
Ti-Pure® R-940 Slurry ....... 666,66
Wasser ...................... 232,00
AMP-95TM .................... 2,66
Gesamt ...................... 1070,88
Komponente 3
Material Gramm
Natrosol® FPS-Plus 330 (Siehe Verfahren A) ...... 39,44
Formulierungskonstanten
PVC = 22,4%
NVW = 48,9%
Die zwei gemischten Komponenten und die FPS waren gleichzeitig in einen Behälter aus rostfreiem Stahl eingemessen, der mit einem Hochgeschwindigkeitslaufrad und einer Ausströmöffnung versehen war. Gemischte Komponenten wurden mittels Zuführung durch Gefälle bei 9,75 g pro Minute (Komponente 1) und 10 g pro Minute (Komponente 2) zugegeben. FPS (Komponente 3) wurde mit 0,375 g pro Einheit unter Verwendung einer Peristaltikpumpe zugesetzt. Zusatzraten wurden so eingestellt, um die Farbzusammensetzungen über den Verlauf der Farbherstellung und die Bestandteile in zweckmäßigem Verhältnis relativ zueinander konstant zu halten. Farbe wurde aus dem Behälter bei einer Rate entfernt, gleich den Zusatzraten der kombinierten Komponenten. Als eine Kontrolle wurde die gleiche Farbformel in einem typischen Chargenverfahren hergestellt.
Die Eigenschaften der hergestellten Farben durch sowohl kontinuierliche als auch Chargenverfahren sind in der Tabelle II aufgeführt. TABELLE II FARBEIGENSCHAFTEN FÜR KONTINUIERLICHES UND CHARGENVERFAHREN
*I/ON = Anfänglich/Über Nacht
Dieses Beispiel zeigt, daß eine kontinuierliche Farbherstellung mit FPS die gleiche Qualitätsfarbe liefert als wie mit einem Chargenfarben-Verfahren. Kontinuierliche Farbenherstellung ist nur mit FPS und nicht mit trockenem Cellulose-Polymeren möglich.

Beispiel 2

Innere Flachchargen-Herstellung (Referenzbeispiel)

Die innere Flachfarbe, gezeigt in Tabelle III, war unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeit-Dispergators und Behälters hergestellt. Wasser, KTPP-Dispergiermittel, R & R 551®-wasserdispergierbares Lecithin-Dispergiermittel, Tamol® 731-Dispergiermittel (Röhm und Haas), Hercules® SGL-Entschäumungsmittel, Ethylenglykol-Feuchtumrandungsmittel und Carbitol®-Acetat-koaleszierendes Lösungsmittel wurden nacheinander zu dem Mischbehälter mit dem bei niedriger Geschwindigkeit [~7,112 m/s (1400 ft/Minute)] arbeitenden Dispergator zugegeben. Das Ti-Pure® R-901-Titandioxid-Pigment, Camel CARB®-Calciumcarbonat-Pigment, Iceberg®- Tonpigment und Imsil® 1160-Siliciumdioxid-Pigment wurden dann in der Reihenfolge in den Behälter eingefüllt und die Geschwindigkeit bis [~20,12 m/s (400 ft/Minute)] erhöht. Das Herabsetzen wurde durchgeführt durch Zugabe des Makon® 10-Surfactant, Polyco® 2161 Vinylacryl-Latex und Proxel® GXL-Dosenschutzmittel mit gründlichem Mischen, bis eine glatte gleichmäßige Basisfarbe resultierte. Es wurde festgestellt, daß die FPS sowohl zu der Pigmentdispersion vor dem Herabsetzen oder bei praktisch irgendeiner Stufe der Herstellung zugesetzt sein kann.
Eine Menge von 200 g der Basisfarbe (Tabelle III) wurde durch Zugabe von 5,41 g Natrosol® FPS-Plus 330 (25 Gewichtsprozent Natrosol® Plus 330 HMHEC) und 49,59 g Wasser unter gemäßigtem Rühren an einem Propellerrührer verdickt. Eine zweite Probe der Basisfarbe wurde durch Zugabe von 38,25 g einer wässerigen Lösung von 4 Gewichtsprozent der gleichen Menge Natrosol® Plus 330 HMHEC und 16,75 g Wasser unter Rühren verdickt. Die resultierenden Farben wurden unter Verwendung von Standard-Farbmeßtechniken bewertet. Es wurde gefunden, daß die anfänglichen Stormer- Viskositäten dieser zwei Farben 94 bzw. 95 KU sind. Die Gewichtsprozente der trockenen Verdickungsmittel-Gehalte (Verdickungswirksamkeiten) an der Gesamtfarbe waren 0,53 bzw. 0,60%. Die vergleichenden Anwendungseigenschaften waren wie folgt:

TABELLE III

FLACHBASIS-FARBFORMULIERUNG

Material Gewichtsteile
Wasser .................................. 1350,0
KTPP .................................... 13,5
Ross & Rowe 551® ........................ 13,5
Tamol® 731 .............................. 33,8
Hercules® SGL Defoamer .................. 13,5
Ethylenglykol .......................... 135,5
Carbitol® Acetat........................ 67,5
Ti-Pure® R-901 .......................... 1181,3
Camel CARB® ............................. 1012,5
Iceberg® Clay ........................... 843,8
Imsil® 1160 ............................. 168,8
Herabsetzen
Makon® 10 ............................... 20,3
Polyco® 2161 ............................ 1350,0
Proxel® GXL ............................. 3,4
Gesamt .................................. 6207,4
Nivellierskala: 10 = Fehlerfreies Nivellieren; 0 = Extrem schlechtes Nivellieren.
Antisenkung-Index: 24 = Keine Senkung; 4 = Extreme Senkung.
Streichviskosität: Gemessen in Poise an einem ICI-Viskosimeter; (1 P = 100 mPa · s).
Spritz-Widerstand: 10 = Kein Spritzer; 0 = Extremspritzer.
Kontrastverhältnis: Gemessen bei 0,076 mm (3 mil) Feuchtigkeit nach dem Trocknen.
Farbentwicklung: Gemessen als Farbdifferenz.

Beispiel 3

Innenflachchargen-Herstellung (Referenz)

Ein aliquoter Teil von 200 g der inneren Flachbasis-Farbe, gezeigt in Tabelle III, wurde mit 5,48 g Natrosol® FPS-HB (20 Gewichtsprozent Natrosol® 250HBR HEC) und 49,5 g Wasser zu einer anfänglichen Stormer-Viskosität von 96 KU verdickt. Ein zweiter äquivalenter Teil wurde mit 38,25 g einer wässerigen Lösung von 3 Gewichtsprozent der gleichen Natrosol® 250HBR HEC-Charge und 16,75 g Wasser verdickt. Die resultierende Stormer-Viskosität war 95 KU. Relative Prozent-Verdickungswirksamkeiten waren 0,43 bzw. 0,45%. Die angewandten Eigenschaften von jeder Farbe waren wie folgt:

Beispiel 4

Innere Halbmattchargen-Herstellun (Referenz)

Durch die gleiche Farbherstellungstechnik, erläutert im obigen Beispiel 2, wurde die in Tabelle IV gezeigte innere Halbmatt-Basisfarbe hergestellt. Eine Menge von 235 g dieser Halbmatt- Basisfarbe wurde dann mit 3,85 g Natrosol FPS-MB (20 Gewichtsprozent Natrosol® 250MBR HEC) und 36,15 g Wasser zu einer Stormer-Viskosität von 88 KU verdickt. Ein zweiter Teil wurde mit 24,75 g einer wässerigen Lösung von 4 Gewichtsprozent der gleichen Natrosol® 250MBR HEC-Menge und 15,25 g Wasser verdickt. Die anfängliche Stormer-Viskosität war 89 KU. Die relativen Gewichtsprozente der Verdickungswirksamkeiten waren 0,28 bzw. 0,36%. Vergleichbare Anwendungseigenschaften sind nachstehend gezeigt:

Beispiel 5

Äußere Flachchargen-Herstellung (Referenz)

Die äußere Flachbasis-Farbformulierung, gezeigt in Tabelle V, wurde durch die gleiche, oben in Beispiel 2 beschriebene Farbherstellungstechnik hergestellt.

TABELLE IV

HALBMATTE BASISFARBE-FORIVIULIERUNG

Material Gewichtsteile
Propylenglykol ............................ 542,5
Tamol® SG-1 ............................... 57,7
Hercules® SGL Defoamer .................... 13,6
Ti-Pure® R-900 ............................ 1627,5
Imsil® A-15 ............................... 169,6
Herabsetzen
Rhoplex® AC-417 ........................... 3390,6
Hercules® SGL Defoamer .................... 18,4
Propylenglykol ............................ 67,9
Texanol® .................................. 146,5
Proxel® GXL ............................... 6,8
Triton® GR-7M ............................. 3,5
Wasser .................................... 140,5
Gesamt .................................... 6184,8

TABELLE V

ÄUSSERE FLACHBASIS-FARBE

Material Gewichtsteile
Wasser ............................. 720,0
Foamaster® VL ...................... 6,0
Ethylenglykol ...................... 167,0
Tamol® 850 ......................... 63,0
KTPP ............................... 9,0
Triton® CF-10 ...................... 15,0
Ti-Pure® R-902 ..................... 1620,0
Horsehead® XX-503R ................. 300,0
MinexTM 4 .......................... 900,0
Dispergieren auf Hegman 6 an einem Hochgeschdigkeit-Disperser und Herabsetzen wie folgt:
Herabsetzen Gewichtsteile
Rhoplex® AC-64 ..................... 2291,4
Foamaster® VL ...................... 18,0
Texanol® ........................... 69,6
Skane® M-8 ......................... 9,0
Gesamt ............................. 6188,4
Eine Menge von 245 g der äußeren Flachbasis-Farbe wurde mit 5,46 g Natrosol® FPS-G (25 Gewichtsprozent Natrosol® 250GR HEC) und 33,94 g Wasser zu einer anfänglichen Stormer-Viskosität von 93 KU verdickt. Ein zweiter aliquoter Teil wurde unter Verwendung von 12,32 g einer wässerigen Lösung von 12 Gewichtsprozent der gleichen Natrosol® 250GR HEC-Menge und 27,08 g Wasser verdickt. Die anfängliche Stormer-Viskosität war 92 KU. Die Verdickungswirksamkeiten waren 0,48 bzw. 0,52 Gewichtsprozent. Die vergleichbaren Anwendungseigenschaften waren wie folgt:

Beispiel 6

Innere Flachchargen-Herstellung (Referenz)

Die innere Flachbasis-Farbe, gezeigt in Tabelle VI, wurde gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt.

TABELLE VI

INNERE FLACHBASIS-FARBE

Material Gewichtsteile
Wasser ................................ 1760,0
Ethylenglykol ......................... 64,0
Texanol® .............................. 64,0
Colloid® 643 .......................... 12,8
Proxel® GXL ........................... 6,4
AMP-95TM .............................. 6,4
Tamol® 731 ............................ 32,0
Makon® 10 .............................. 19,2
Ti-Pure® R-931 ........................ 800,0
ASP® 170 .............................. 640,0
ASP® 400 .............................. 640,0
Camel-CARB® ........................... 832,0
Dispergieren auf Hegman 3-4 an einem Hochgeschwindigkeit- Disperser und Herabsetzen wie folgt:
Herabsetzen Gewichtsteile
UCAR® 367 ............................ 1152,0
Colloid® 643 ......................... 12,8
Gesamt ............................... 6041,6
Eine Probe von 230 g wurde mit 4,03 g Natrosol® FPS-Plus 430 (25 Gewichtsprozent Natrosol® Plus 430 HMHEC) und 45,97 g Wasser zu einer anfänglichen Stormer-Viskosität von 97 KU verdickt. Eine zweite Menge wurde unter Verwendung von 33,60 g einer 3gewichtsprozentigen Lösung von der gleichen Natrosol® Plus 430 HMHEC-Menge und 16,40 g Wasser verdickt. Die anfängliche Stormer-Viskosität war 96 KU. Die Verdickungswirksamkeit war in beiden Fällen 0,36%. Die Farbanwendungseigenschaften sind nachstehend verglichen:

Beispiel 7

Innere Halbmattchargen-Herstellung (Referenz)

Eine Pigmentvolumkonzentration (PVC) von 24,8%, 32,9 Volumprozent nichtflüchtige Verbindungen (NVV), Halbmatt-Formel, basierend auf einem Gesamt-Acryllätex, Rhoplex® AC-417, wurde verwendet. Der pH-Wert der Farbe ist 8,4. Die Formel wird in Tabelle IV gezeigt. Basisfarbe (300 g), enthaltend alle Farbbestandteile mit Ausnahme des Verdickers und zusätzlichem Anlaß- Wasser, wurde in einem Becher an einem Drehmoment-Umwandlungsapparat plaziert. Die Basisfarbe wurde mit einem H-Blattrührer bei 1000 UpM gerührt. Das Drehmoment, gemessen durch den Umwandler und hinweisend auf die Viskosität der Farbe, wurde als eine Funktion der Zeit angenommen und auf einem Linienschreiber aufgetragen. In dem Falle der Zugabe von trockenem Polymeren wurden 49,42 g Wasser, gefolgt von 1,58 g trockenem Natrosol® Plus 330 HMHEC zu der rührenden Basisfarbe zugegeben. In dem Fall von FPS wurden 44,68 g Wasser und 6,32 g einer fluidisierten Polymer-Suspension, enthaltend 25 Gewichtsprozent der gleichen Natrosol® Plus 330 HMHEC-Menge, zugesetzt. In beiden Farben betrug das Gewichtsprozent an Verdicker 0,45%. Die Seidenglanzfarbe, verdickt mit dem trockenen Polymeren, erzielte keine maximale Viskosität (kennzeichnend für vollständige Verdickerauflösung), bis 35 Minuten von dem Zeitpunkt der Verdickereinführung verstrichen waren. Die mit der fluidisierten Polymer-Suspension verdickte Farbe erzielte maximale Viskosität in 20,5 Minuten. In dem Fall des trockenen Polymeren war die maximal erreichte Drehmomentablesung 32 Einheiten, während in dem Fall der FPS die maximale Drehmomentablesung 40 Einheiten betrug. Dies bedeutet einen Anstieg von 41,4% in der Geschwindigkeitsauflösung und 25% Anstieg in der Verdickungswirksamkeit. Diese Daten sind in der Tabelle VII enthalten.
Die Beispiele 2 bis 6 zeigen, daß die Brauchbarkeit von FPS für die Farbherstellung äquivalent ist zu derjenigen von Lösungen von Cellulose-Polymeren. Beispiel 7 zeigt den Vorteil von FPS über trockene Cellulose-Polymere für eine erhöhte Rate der Farbherstellung in einem Chargenverfahren. TABELLE VII DREHKRAFT (VISKOSITÄT) GEGEN ZEITABLESUNGEN TROCKENES NATROSOL® PLUS 330 GEGEN FLUIDISIERTE VERSION VON NATROSOL® PLUS 330 IN HALBMATTER FARBE

Beispiel 8

Flachchargen-Herstellung (Referenz)

Es wurde eine 62,7% PVC, 31,3% NVV-Yormel auf Basis eines Vinyl-Acryllatex (Polyco® 2161) verwendet. Der pH-Wert der Farbe ist 7,2. Die Formel ist in Tabelle III gezeigt.
Die Basisfarbe (250 g), enthaltend alle Farbbestandteile, ausgenommen Verdicker und zusätzliches Ablaßwasser, wurde in einem Becherglas an einem Drehmoment-Umwandlungsapparat plaziert.
Die Basisfarbe wurde mit einem H-Flügelrührer bei 1000 UpM gerührt. Die Drehkraft, gemessen durch den Umwandler und kennzeichnend für die Viskosität der Farbe, wurde als eine Funktion der Zeit angenommen und auf einem Linienschreiber eingetragen. In dem Falle der Zugabe des trockenen Polymeren, wurden 65,72 g Wasser, gefolgt von 1,91 g trockenem Natrosol® Plus 330 HMHEC zu der gerührten Basisfarbe zugegeben. In dem Fall von FPS wurden 60,00 g Wasser und 7,62 g einer fluidisierten Polymer-Suspension, enthaltend 25 Gewichtsprozent des gleichen Natrosol® Plus 330 HMHEC, zugegeben. Die Gewichtsprozente an Verdicker waren in beiden Farben 0,60%. Die mit dem trockenen Polymeren verdickte Mattfarbe erreichte nicht die maximale Viskosität (anzeigend für vollständige Verdickerauflösung), bis 65 Minuten von dem Zeitpunkt der Verdickereinführung verstrichen waren. Die mit der fluidisierten Polymer-Suspension verdickte Farbe erreichte eine maximale Viskosität in 6,5 Minuten. In dem Falle des trockenen Polymeren betrug die maximale Drehmomentablesung 44 Einheiten, während in dem Falle der FPS die maximale Drehmomentablesung 57 Einheiten betrug. Dies bedeutet einen Anstieg von 88,5% in der Geschwindigkeit der Auflösung und 27% Anstieg in der Verdickungswirksamkeit. Diese Daten sind in der Tabelle VIII enthalten. TABELLE VIII DREHKRAFT (VISKOSITÄT) GEGEN ZEITABLESUNGEN TROCKENES NATROSOL® PLUS 330 GEGEN FLUIDISIERTE VERSION VON NATROSOL® PLUS 330 IN MATTFARBE
Höherer Durchsatz, entweder in Chargen- (als Bezug) oder in kontinuierlicher Herstellung resultiert von schnelleren Auflösungsraten der FPS gegen das trockene Polymere. Der wichtige Parameter ist, wie schnell eine verdickte Farbe ihre maximale oder "Plateau"-Viskosität erreicht. Höhere Verdickungswirksamkeit ist in den gleichen Versuchen demonstriert. Die gleiche Menge des Verdickers wird zu der Farbe an einer aktiven Basis zugegeben und die mit EPS verdickte Farbe entfaltet eine höhere Viskosität als die mit dem trockenen Polymeren verdickte Farbe. In der kontinu ierlichen Farbenherstellung ist die Verweilzeit der Farbbestandteile in einer Mischkammer von der Geschwindigkeit abhängig, mit welcher sich der Verdicker auflöst. Die Lebensfähigkeit der kontinuierlichen Farbproduktion unter Verwendung der FPS wurde gezeigt.

Beispiele 9 bis 10

Verbesserte Reinigungsresistenz

Die Farben in Beispiel 2 wurden gemäß ASTM Method D2486, "Scrub Resistance of Interior Latex Flat Wall Paints" getestet. Wie unten gezeigt, hatte die mit Natrosol® FPS-HB verdickte Probe überlegene Reinigungsresistenz:
Farben wie diejenigen, beschrieben in Beispiel 5, wurden in ähnlicher Weise gemäß ASTM Method D2486 getestet. Die unten angegebenen Daten zeigen die überlegene Reinigungsresistenz, erhalten mit der Natrosol® FPS-Plus 430-verdickten Farbe gegen die Probe, verdickt mit dem Lösungspolymeren:
Die obigen zwei Beispiele beabsichtigen nicht, die möglichen Reinigungsverbesserungen, dargeboten durch andere FPS-Produkte, zu beschränken.

Claims

1. Ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung eines wässerigen Überzugsmittels, enthaltend Latex-Binder und Pigment, umfassend das Herstellen einer wässerigen fluidisierten Polymer- Suspension (FPS) einer Hydroxyalkylcellulose oder eines Alkyl- oder Alkylaryl-hydrophobisch modifizierten Celluloseethers und kontinuierliches Dispergieren der Suspension in den Latex-Binder und dem dispergierten Pigment in einer Menge, ausreichend zur Bildung des wässerigen Überzugsmittels.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin der Alkyl-hydrophobisch modifizierte Celluloseether Cetyl-modifizierte Hydroxyethylcellulose ist.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin zusätzliche Bestandteile zur Herstellung einer wässerigen Latexfarbe zugesetzt sind.

4. Das Verfahren nach Anspruch 3, worin die fluidisierte Polymer-Suspension eine Hydroxyalkylcellulose enthält.

5. Das Verfahren nach Anspruch 4, worin die Hydroxyalkylcellulose Hydroxyethylcellulose ist.

6. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin der hydrophobisch modifizierte Celluloseether eine oder mehrere der Cetyl-modifizierten Hydroxyethylcellulose, Nonylphenyl-modifizierten Hydroxyethylcellulose, Nonylphenyl-modifizierten Ethylhydroxyethylcellulose, oder Alkylglycidylether-modifizierte Hydroxyethylcellulose ist.

7. Das Verfahren nach Anspruch 6, worin die Hydroxyethylcellulose oder die Ethylhydroxyethylcellulose mit einem Substitutionsgrad (D. S.) von 0,001 bis 0,01 modifiziert ist.

8. Das Verfahren nach Anspruch 7, worin die Hydroxyethylcellulose einen Polymerisationsgrad (D. P.) von 800 bis 4000 hat.

9. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin die FPS zumindest ein Salz enthält, ausgewählt aus Kaliumcarbonat, Kaliumbicarbonat, Diammoniumsulfat, Diammoniumphosphat, Natriumformiat und zweibasischem Kaliumphosphat.

10. Das Verfahren nach Anspruch 9, worin die FPS ferner ein Xanthangummi enthält.

11. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin die FPS ein Polysac charid von niedrigem Molekulargewicht als ein Suspendiermittel enthält.

12. Das Verfahren nach Anspruch 11, worin das Polysaccharid von niedrigem Molekulargewicht Carboxymethylcellulose (CMC) ist.

13. Das Verfahren nach Anspruch 1, welches gleichzeitig oder nacheinander das Mischen des Latex-Binders, des dispergierten Pigments und der FPS eines Alkyl- oder Alkylaryl-hydrophobisch modifizierten Celluloseethers umfaßt.

14. Das Verfahren nach Anspruch 13, worin der hydrophobisch modifizierte Alkylcelluloseether Cetyl-modifizierte Hydroxyethylcellulose ist.

15. Das Verfahren nach Anspruch 13, worin der hydrophobisch modifizierte Alkylarylcelluloseether Nonylphenyl-modifizierte Hydroxyethylcellulose ist.

16. Das Verfahren nach Anspruch 13, worin der hydrophobisch modifizierte Celluloseether eine Alkylglycidylether-modifizierte Hydroxyethylcellulose ist.