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Die Erfindung betrifft die Verwendung
eines emulsionspolymerisierten Additionspolymers mit einem durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von mehr als 120 nm zur Verminderung der Menge
an Mikroschaum in einer durch Sprühen aufgetragenen, klaren,
wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzung.
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Wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzungen
sind härtbare
Zusammensetzungen, wie beispielsweise klare Beschichtungen, die
häufig
durch Sprühtechniken
auf Substrate aufgetragen werden. Einige der üblich verwendeten Sprühtechniken
sind beispielsweise Luftsprühen,
luftloses Sprühen,
luftunterstütztes luftloses
Sprühen,
Scheiben- und Glockensprühen
und Hochvolumen/Niederdrucksprühen.
Beim Luftsprühen ist
komprimierte Luft zum Vernebeln der wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzung und zur Unterstützung
des Wanderns der Tröpfchen
zu dem Substrat ausschlaggebend. Bei luftlosen, Scheiben- und Glockensprühtechniken
wird die wassergetragene, polymere Zusammensetzung durch mechanische
Vorrichtungen versprüht
und die Tröpfchen
werden nach der Bildung in der Luft schweben. Luftunterstütztes luftloses Sprühen ist
es eine Mischung der zwei vorstehend beschriebenen Verfahren, wobei
Luft verwendet wird, um die mechanisch gebildeten Tröpfchen zu
transportieren. Hochvolumen/Niederdrucksprühen ist eine weitere bekannte
Variante von Luft-sprühen.
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Die wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen enthalten, nachdem sie durch verschiedene Sprühtechniken
auf Substrate aufgetragen wurden, häufig Mikroschaum. In einem
getrockneten Film verbleibender, auf der sprühaufgetragenen, wässerigen
Zusammensetzung gebildeter Mikroschaum kann das Aussehen des Films,
insbesondere das Aussehen eines klaren oder im wesentlichen nichtpigmentierten Films verschlechtern
und der Film kann trübe
erscheinen. Zusätzlich
kann sich der weißliche
Farbton, den der Mikroschaum verleiht, in hohen Weißgradwerten
bei colorimetrischen Messungen und in verminderten Bildschärfewerten
(DOI) zeigen.
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US-A-4 749 616 offenbart eine heißsiegelbare
Beschichtungszusammensetzung, die ein Copolymer enthält, das
als eine im wesentlichen unpigmentierte Zusammensetzung sprühaufgetragen
werden kann. Die mittlere Teilchengröße der Copolymerkomponente
ist etwa 0,03 bis etwa 0,5 um.
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US-A-3 386 939 offenbart Beschichtungszusammensetzungen,
die eine wässerige
Emulsion eines Additionspolymers mit Carbonsäuregruppen und Aminogruppen
oder Carbonsäuregruppen
und Hydroxylgruppen und mit einer mittleren Teilchengröße von 100
bis 3000 nm, vorzugsweise 200 bis 500 nm, umfassen. Diese können mit
einem in der Wärme
reaktiven Formaldehydkondensat gehärtet werden. Die Beschichtungen werden
nicht notwendigerweise durch ein Sprühverfahren aufgetragen und
es gibt keine Erwähnung
der Bildung von Mikroschaum.
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US-A-5 021 469 offenbart eine Mehrphasenemulsion
eines Polymers mit Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von
weniger als 200 Nanometern. Ein Glanzanstrichstoff, der durch Sprühbeschichten
aufgetragen wird, wird ebenfalls offenbart.
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US-A-5 185 396 offenbart eine Polymeremulsion,
die als Binder für
einen Lack auf Wasserbasis verwendet werden kann. Die Teilchen der
Polymer-emulsion sind dann weniger als etwa 250 nm.
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Die Deutsche Patentanmeldung DE-A-16
19 263 offenbart einen Latex zur Beschichtung von genadelten Teppichen
mit synthetischem Textilhärten.
Ein Styrol/Butadien-Latexpolymer
mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 0,16 bis 0,3
um vermeidet die Bildung von Blasen in der Beschichtung während des Trocknens.
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Keine der Literaturstellen offenbart
die Verwendung von Polymeren wie anfangs definiert zur Verminderung
der Menge an Mikroschaum in einer durch Sprühen aufgetragenen, klaren,
wassergetragenen, wärmehärtenden
Zusammensetzung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein emulsionspolymerisiertes Additionspolymer mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von mehr
als 120 nm verwendet zum Vermindern der Menge an Mikroschaum in
einer durch Sprühen
aufgetragenen, klaren, wassergetragenen, wärmehärtbaren Zusammensetzung bereitgestellt,
umfassend:
Das Bilden der klaren, wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzung, welche ein durch Emulsionspolymerisation hergestelltes
Additionspolymer mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser
von größer als
120 Nanometer, welches mindestens zwei erste reaktive Gruppen trägt und ein
reaktives Modifiziermittel umfaßt,
welches mindestens zwei zweite reaktive Gruppen trägt, die
mit den ersten reaktiven Gruppen reaktiv sind, wobei die ersten
reaktiven Gruppen und die zweiten reaktiven Gruppen unter Härtungsbedingungen
kovalente Bindungen bilden und ausgewählt sind aus der Gruppe von
komplementären
Paaren, bestehend aus Hydroxyl-Isocyanat, Amin-Isocyanat, Carbonsäure-Karbodiimid, Aldehyd-Hydrazid,
Säure-Aziridin,
Säure-Epoxid,
Amin-Epoxid, Amin-Aldehyd,
Hydroxyl-Melamin und Säure-Anhydrid,
das
Aufbringen der wärmehärtbaren
Zusammensetzung auf ein Substrat, unter Verwendung eines Sprühverfahrens,
und
das Härten
der wärmehärtbaren
Zusammensetzung.
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Vorzugsweise weist das emulsionspolymerisierte
Additionspolymer ein GPC-gewichtsmittleres
Molekulargewicht von 10 000 bis 150 000 auf.
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Vorzugsweise weisen die Teilchen
des emulsionspolymerisierten Additionspolymers eine innere Phase
und eine äußere Phase
auf.
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Eine „wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzung" wird hierin als
eine Zusammensetzung definiert, die ein emulsionspolymerisiertes,
wasser-unlösliches
Additionspolymer, das mindestens zwei erste reaktive Gruppen trägt; und
ein reaktives Modifiziermittel, das mindestens zwei zweite reaktive
Gruppen trägt, enthält. Die
ersten reaktiven Gruppen sind mit den zweiten reaktiven Gruppen
unter Härtungsbedingungen
reaktiv, unter Bereitstellung einer gehärteten, wärmehärtbaren oder vernetzten oder
gehärteten
polymeren Zusammensetzung. Die wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzung
kann Wasser oder ein Gemisch von Wasser und mindestens ein mit Wasser
mischbares Lösungsmittel,
das entweder mit den ersten oder den zweiten reaktiven Gruppen im
wesentlichen keine Reaktion eingeht, wie beispielsweise in einigen
Fällen
Isopropanol, Ethylenglycolbutylether und Propylenglycolpropylether,
enthalten.
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Das emulsionspolymerisierte Additionspolymer
in der klaren, wassergetragenen, wärmehärtbaren Zusammensetzung kann
durch die Additionspolymerisation von mindestens einem ethylenisch
ungesättigten
Monomer, wie beispielsweise Acrylsäureestermonomeren, einschließlich Methylacrylat,
Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Decylacrylat, Methylmethacrylat,
Butylmethacrylat, Styrol oder substituierten Styrolen, Butadien, Vinylacetat
oder anderen Vinyl-estern, Vinylmonomeren, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid,
N-Vinylpyrrolidon und Acrylnitril oder Methacrylnitril, hergestellt
werden. Niedrige Anteile von copolymerisierten, ethylenisch ungesättigten
Säuremonomeren,
wie beispielsweise 0,1 -7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des
emulsionspolymerisierten Polymers, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Ma-leinsäure, Monomethylitaconat,
Monomethylfumarat, Monobutylfumarat, Maleinsäureanhydrid, 2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure, Natriumvinylsulfonat
und Phosphoethylmethacrylat, können
angewendet werden. Mindestens zwei erste reaktive Gruppen, wie beispielsweise
Hydroxylgruppen und Aminogruppen, werden in das emulsionspolymerisierte
Additionspolymer in Form der ersten reaktiven Gruppen funktionellen Monomere
oder Vorstufen davon eingearbeitet; die copolymerisierten, ethylenisch
ungesättigten
Säuremonomere
können
auch als die einzigen, ersten reaktiven Gruppen wirken.
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Das in dieser Erfindung verwendete
emulsionspolymerisierte Polymer ist ein im wesentlichen thermoplastisches
oder im wesentlichen nicht vernetztes Polymer, wenn es auf das Substrat
aufgetragen wird, obwohl geringe Anteile von beabsichtigter oder
zufälliger
Vernetzung vorliegen können.
Wenn niedrige Anteile an Vorvernetzen oder Gelanteil erwünscht sind,
können
niedrige Anteile von mehrfach ethylenisch ungesättigten Monomeren, wie beispielsweise
0,1%–5%
Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des emulsionspolymerisierten
Polymers, Allylmethacrylat, Diallylphthalat, 1,4-Butylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexan-dioldiacrylat
und Divinylbenzol, verwendet werden. Es ist jedoch von Bedeutung,
daß die
Qualität
der Filmbildung nicht ernsthaft beeinträchtigt wird.
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Die Glasübergangstemperatur des emulsionspolymerisierten
Additionspolymers ist etwa 5°C
bis etwa 85°C,
gemessen durch Differential-Scanning-Calorimetrie(DSC). Die Emulsionspolymerproben
wurden getrocknet, auf 120°C
vorerhitzt, schnell auf –100°C abgekühlt und
anschließend
mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min
auf 150°C
erhitzt, während
die Daten aufgenommen wurden. Die Tg wurde
am Mittelpunkt unter Verwendung des Halbe-Höhe-Verfahrens gemessen.
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Die zur Herstellung solcher emulsionspolymerisierter
Additionspolymere verwendeten Polymerisationsverfahren sind bekannt. Übliche Tenside
können
verwendet werden, wie beispielsweise anionische und/oder nichtionische
Emulgatoren, wie Alkali- oder Ammoniumalkylsulfate, Alkylsulfonsäuren, Fettsäuren und
oxyethylierte Alkylphenole. Die Menge an verwendetem Tensid ist
gewöhnlich
0,1 % bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Gesamtmonomers.
Entweder thermische oder Redox-Startverfahren können angewendet werden. Übliche radikalische
Starter können
als solche verwendet werden, beispielsweise Wasserstoffperoxid,
t-Butylhydroperoxid, Ammonium- und/oder Alkalipersulfate, im allgemeinen
mit einem Anteil von 0,05% bis 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf
das Gewicht des Gesamtmonomers. Redox-Systeme unter Verwendung der
gleichen Starter zusammen mit einem geeigneten Reduktionsmittel,
wie beispielsweise Isoascorbinsäure
und Natriumbisulfit, können
in ähnlichen
Mengen verwendet werden.
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Kettenübertragungsmittel, wie beispielsweise
Mercaptane, können
in einer wirksamen Menge angewendet werden, um ein GPC-gewichtsmittleres
Molekulargewicht von 10 000 bis 150 000 bereitzustellen. Wie hierin
verwendet, ist „GPC-gewichtsmittleres
Molekulargewicht" als
das gewichtsmittlere Molekulargewicht, bestimmt durch Hochvolumen-Gelpermeationschromatographie
(GPC), gemessen in einer DMF-Lösung
von Polymer, definiert. Das detailliertere Verfahren wird hierin
in den Beispielen wiedergegeben. Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser
der emulsionspolymeri-sierten Polymerteilchen ist größer als
120 Nanometer. Bevorzugt ist ein mittlerer Teilchendurchmesser von
120 Nanometer bis 500 Nanometer. Teilchendurchmesser, die weniger
als 120 Nanometer sind, ergeben sprühaufgetragene, klare Filme
mit größeren Mengen
an Mikroschaum.
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Das emulsionspolymerisierte Additionspolymer
wird durch ein Mehrstufen-Emulsions-Additions-polymerisationsverfahren
hergestellt, in dem mindestens zwei Stufen, die sich in der Zusammensetzung
unterscheiden, in aufeinanderfolgender Weise gebildet werden. Ein
solches Verfahren führt
gewöhnlich
zur Bildung von mindestens zwei miteinander unverträglichen
Polymerzusammensetzungen, wodurch mindestens zwei Phasen entstehen.
Die miteinander unverträglichen
zwei Polymerzusammensetzungen und die sich ergebende Mehrphasenstruktur
der Polymerteilchen kann auf bekannten, verschiedenen Wegen bestimmt
werden. Die Verwendung von Scanning-Elektronenmikroskopie unter
Verwendung der Färbungstechnik,
um beispielsweise den Unterschied zwischen dem Aussehen der Phasen
zu betonen, ist eine solche Technik.
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Durch Mehrstufen-Emulsions-Additionspolymerisationsverfahren
hergestellte Polymerteilchen sind aus zwei oder mehreren Phasen
von verschiedenen Geometrien zusammengesetzt, wie beispielsweise Kern/Schale-
oder Kern/Mantel-Teilchen, Kern/Schale-Teilchen mit Schalenphasen, die den
Kern unvollständig
einkapseln, Kern/Schale-Teilchen mit einer Vielzahl an Kernen und
Teilchen aus ineinanderdringendem Netzwerk. In allen diesen Fällen wird
die Mehrheit der Oberfläche
der Teilchen von mindestens einer äußeren Phase eingenommen und
das Innere des Teilchens wird durch mindestens eine innere Phase
eingenommen.
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Bevorzugt ist ein durch zweistufige
Emulsionspolymerisation erhaltenes Additionspolymerteilchen mit einer äußeren Phase,
die etwa 20% bis etwa 80 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Teilchen, enthält.
Bevorzugt ist ein durch zweistufige Emulsionspolymerisation erhaltenes
Additionspolymerteilchen mit einer äußeren Phase mit einer durch
DSC bestimmten Glasübergangstemperatur
(Tg), die mindestens etwa 30°C unterhalb
der Tg der inneren Phase ist. Bevorzugt
ist ein emulsionspolymerisiertes Mehrstufen-Additionspoly-mer mit
mindestens zwei ersten reaktiven Gruppen in der äußeren Phase. Bevorzugt ist
ein emulsionspolymerisiertes Mehrstufen-Additionspolymerteilchen
mit einem Teilchendurchmesser von 120 Nanometer bis etwa 500 Nanometer.
Bevorzugter ist ein emulsionspolymerisiertes Mehrstufen-Additionspolymerteilchen
mit einem Teilchendurchmesser von 120 Nanometer bis etwa 200 Nanometer.
Bevorzugt ist ein emulsionspolymerisiertes Mehrstufen-Additionspolymer,
das ein GPC-gewichtsmittleres Molekulargewicht von weniger als 150
000 aufweist. Bevorzugter ist ein emulsionspolymerisiertes Mehrstufen-Additionspolymerteilchen mit
einem GPC-gewichtsmittleren
Molekulargewicht von weniger als etwa 100 000.
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Jede der Stufen des emulsionspolymerisierten
Mehrstufen-Polymers kann die gleichen Monomere, Kettenübertragungsmittel
usw., wie vorstehend hierin für
das emulsionspolymerisierte Additionspolymer offenbart, enthalten.
Die zur Herstellung solcher Dispersionen verwendeten Emulsions-Polymerisations-techniken sind
bekannt, wie beispielsweise in US-A-4 325 856, 4 654 397 und 4 814
373 offenbart.
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Zusätzlich zu dem emulsionspolymerisierten
Additionspolymer enthält
die wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzung
ein reaktives Modifiziermittel, das mindestens zwei zweite reaktive
Gruppen trägt. Das
reaktive Modifiziermittel, das mindestens zwei zweite reaktive Gruppen
trägt,
weist ein GPC-gewichtsmittleres Molekulargewicht von etwa 200 bis
10 000 000 auf und kann als eine Lösung oder eine Dispersion in
der wassergetragenen Zusammensetzung vorliegen.
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Die ersten reaktiven Gruppen und
die zweiten reaktiven Gruppen reagieren unter den Härtungsbedingungen
unter Bildung kovalenter Bindungen. Komplementäre Paare der ersten und zweiten
reaktiven Gruppen schließen
Hydroxyl-Isocyanat, Amin-Isocyanat, Carbonsäure-Carbo-diimid, Aldehyd-Hydrazid,
Säure-Aziridin, Säure-Epoxy,
Amin-Epoxy, Amin-Alde-hyd, Hydroxyl-Melamin und Säure-Anhydrid
ein. Die erste oder zweite reaktive Gruppe in jedem Paar kann in
dem emulsionspolymerisierten Additionspolymer oder in dem reaktiven Modifiziermittel
vorliegen. Bevorzugt sind erste reaktive Gruppen, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppen, Aminogruppen, wenn die
zweiten reaktiven Gruppen Isocyanatgruppen darstellen. Ebenfalls
bevorzugt sind erste reaktive Carbonsäure-Gruppen, wenn die zweiten reaktiven
Gruppen Carbodiimid- oder Aziridingruppen sind.
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Die Feststoffanteile der klaren,
wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzung können
etwa 20% bis etwa 70 Gewichtsprozent sein. Die Viskosität der wassergetragenen,
polymeren Zusammensetzung kann etwa 50 Centipoises bis etwa 10 000
Centipoises, gemessen unter Verwendung eines Brook-field-Viskosimeters
(Modell LVT unter Verwendung von Spindel Nr. 3 bei 12 U/min), sein;
die Viskositäten
der geeigneten, unterschiedlichen Sprühverfahren schwanken beträchtlich.
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Die klare, wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzung
enthält
keine Bestandteile, die im wesentlichen in der getrockneten Beschichtung
bei der aufgetragenen trockenen Filmdicke, die im allgemeinen bei
etwa 0,1 mil bis etwa 5 mils liegt, Opazität verursacht. Die getrocknete
Beschichtung kann mit oder ohne Trocknen zwischen den Beschichtungen
als eine Beschichtung oder als Mehrfachbeschichtungen aufgetragen werden.
Die wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzung
kann zusätzlich
zu dem emulsionspolymerisierten Additionspolymer und dem reaktiven
Modifiziermittel übliche
Komponenten, wie beispielsweise Emulgatoren, im wesentlichen transparente
Pigmente und Füllstoffe,
Dispergiermittel, Koaleszenzmittel, Glättemittel, Härtungsmittel,
Verdickungsmittel, Feuchthaltemittel, Netzmittel, Biozide, Plastifizierungsmittel,
Antischäumungsmittel,
Färbemittel,
Wachse und Antioxidantien enthalten.
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Die sprühaufgetragene, klare, wassergetragene,
wärmehärtbare Zusammensetzung
wird auf Substrat, wie beispielsweise Metall, Holz und Kunststoff,
unter Verwendung eines Sprühverfahrens
aufgetragen. Bevorzugte Substrate sind Holz und Kraftfahrzeugsubstrate.
Die Zusammensetzung kann auf Holz, beispielsweise Holz, versiegeltes
Holz, Spanplatte, behandelt mit einem UV-gehärteten Füllstoff, gestrichenes Holz
und vorher beschichtetes Holz, oder auf Metall, wie beispielsweise
Metall, behandeltes Metall, Metall, beschichtet mit einer Elektro-abgeschiedenen
Grundierung und vorher gestrichenes Metall, oder auf Kunststoff,
wie beispielsweise Kunststoff, Kunststofflegierungen und verstärkten Kunststoff
(wie RIM-Substrat) aufgetragen werden. Das Sprühverfahren kann beispielsweise
Luft unterstütztes
Sprühen,
luftloses Sprühen,
Glocken- oder Scheibensprühen,
Hochvolumen/Niederdrucksprühen
oder Luft-unterstütztes
elektrostatisches Sprühen
sein. Bei solchen Sprühverfahren
wird die wassergetragene, polymere Zusammensetzung vernebelt oder
in kleine Tröpfchen
geformt, die zu dem Substrat transportiert werden, wo die Tröpfchen einen
im wesentlichen kontinuierlichen Film bilden. In solchen, durch
Sprühen
aufgetragenen Verfahren werden die verteilten Tröpfchen der wassergetragenen
Polymerzusammensetzung in Kontakt mit und/oder angemischt mit einem
Gas, wie beispielsweise Luft, gebildet. Das unter Druck stehende
Gas kann das Vernebeln der Beschichtung erfordern, wie beispielsweise
in üblichen
Luftsprüh-Anwendungen.
Das Gas kann gegen das Substrat strömen und mindestens etwas der
vernebelten Zusammensetzung transportieren, wie beispielsweise bei
Luft-unterstützter
luftloser Sprüh-anwendung,
oder das Gas kann das Medium sein, durch das die vernebelte Zusammensetzung, vernebelt
durch mechanische Wirkung in Anwesenheit des Gases, wie beispielsweise
bei luftlosem Sprühen, Scheiben-
und Glockenanwendungen, mit oder ohne elektrostatische Unterstützung, zu
dem Substrat bewegt wird. Gaseinschlüsse, „Mikroschaum", wird im allgemeinen
in der wassergetragenen Polymerzusammensetzung nach ihrer Anwendung
auf das Substrat gefunden. Der Mikroschaum ist unerwünscht. Mikroschaum
kann Trübung
oder Opazität
in klaren oder im wesentlichen unpigmentierten Beschichtungen oder
Filmen verursachen.
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Die klare, wärmehärtbare Zusammensetzung kann
bei Umgebungs-temperatur oder höheren
Temperaturen, mit oder ohne Katalysatoren, die das Härten oder
die Reaktion zwischen den ersten reaktiven Gruppen und den zweiten
reaktiven Gruppen erleichtern, gehärtet werden. Bevorzugt ist
eine Härtungs-temperatur von
etwa 20°C
bis etwa 250°C. „Mikroschaum" wird hierin im wesentlichen
als kugelförmige,
gasgefüllte
Einschlüsse
in dem getrockneten Film definiert, die im allgemeinen 10–20 Mikrometer
im Radius sind. Den Mikroschaum-Einschlüssen mangelt es an ausreichendem
Auftrieb, um aus der wassergetragenen Polymerzusammensetzung zu
entweichen, bevor sie in der aufgetragenen Zusammensetzung im wesentlichen
unbeweglich werden. Die hierin verwendete „Menge an Mikroschaum" wird durch Zählen der
Anzahl an Blasen in einer ausgewählten
Fläche
der aufgetragenen, wassergetragenen Zusammensetzung unter Verwendung
eines optischen Mikroskops unter 70-facher Vergrößerung bestimmt. Die Absolutmenge
an Mikroschaum wird durch Sprühausrüstung, Sprühbedingungen
und Umweltbedingungen, wie beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeit und
Luftstrom, beeinflußt.
Das Verfahren für
die Verminderung von Mikroschaum dieser Erfindung betrifft die Verminderung
der Menge an, in einer durch Sprühen
aufgetragenen, klaren Zusammensetzung beobachteten Mikroschaum,
bezogen auf die Menge an Mikroschaum, der in einer Vergleichsprobe
beobachtet wird, wobei beide unter den gleichen Bedingungen hergestellt
werden.
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Die nachstehenden Beispiele sind
zur Erläuterung
des Verfahrens zur Verminderung der Menge an Mikroschaum in einer
durch Sprühen
aufgetragenen, wassergetragenen, wärmehärtbaren Zusammensetzung vorgesehen.
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EXPERIMENTELLE
VERFAHREN
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Messung des
GPC-gewichtsmittleren Molekulargewichts
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Proben für die GPC-Molekulargewichtsbestimmung
wurden durch Auflösen
von 25 mg lösliches
Polymer in destilliertem Reagenzgrad Dimethylform-amid (DMF) bei
einer Konzentration von 2,5 mg/ml durch Schütteln für 24 Stunden hergestellt. Ein
Probenvolumen von 0,1 ml des Polymersystems wurde auf eine Typ A-
(20 μm)
Gelsäule,
60 cm in der Länge,
hergestellt von Polymer Laboratories, gespritzt; eine Fließgeschwindigkeit
von 0,6 ml/min wurde verwendet. Die Probengeschwindigkeit betrug
2,5 Punkte pro Minute. Die Datenerfassung erfolgte mit einem Hewlett-Packard
HP-3852 Computer. Die Molekulargewichtskalibrierung wurde vor jeder
Probe unter Verwendung von Polymethylmethacrylat ausgeführt und
die Datenanalyse erfolgte mit einem Hewlett-Packard HP-1000 Computer
unter RTFE-A.
Gerät: | Waters 150C GPC |
Datensystem: | Maxima 820 CPC Software von Waters Mikrosäule (1 Säule) – 30 cm,
7,8 mm ID, Waters 10E3 |
Ultrastyragel-Säule Mobile Phase DMF/LiBr;
2,6 g LiBr in 1500 ml DMF Fließgeschwindigkeit: | 1,0 ml/min nominal |
Temperatur: | 60°C |
Kalibriermittel: | Polystyrol (2 880 000 g/Mol, bis herab zu
1350 g/Mol) |
Einspritzung: | 100 Mikroliter |
Konzentration: | Ungefähr
2,5 mg Polymer-Feststoffe pro ml |
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Standards wurden vor und nach jeder
Reihe von 11 Proben untersucht. Die Molekulargewichte werden in
Polystyroläquivalenten,
sowohl als zahlenmittleres Molekulargewicht, Mn, als auch als gewichtsmittleres Molekulargewicht,
Mw, angegeben. Die Proben wurden durch 5,0 μm, 25 OD-Membranfilter, Millex
LS, filtriert.
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Teilchengrößenbestimmung
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Der Teilchendurchmesser der Teilchen
wurde unter Verwendung eines Brookhaven BI-90 Particle Sizer, der
eine Lichtstreutechnik anwendet, bestimmt. Um die Teilchengröße einer
Probe von 0,1 bis 0,2 Gramm als wässerige Dispersion zu messen,
wurde sie mit destilliertem Wasser auf insgesamt 40 cm3 aufgefüllt. Ein Anteil
von 2 cm3 wurde in eine Acrylzelle überführt und
dann verschlossen. Die Teilchengröße wurde in 1000 Zyklen gemessen.
Die Messung wurde dreimal wiederholt und der Durchschnitt der drei
Werte wurde in Nanometern angegeben.
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Farbmessung (L*)
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Die Farbe von Filmen, die auf ein
glattes, glänzendes,
schwarzes Glas gesprüht
wurden, wurde unter Verwendung eines COLORGARD(R)-System/05 Colorimeter,
556 series gemessen (COLORGARD ist eine Handelsmarke von Pacific
Scientific, Inc.), unter Verwendung des CIELAB*-Systems
zur Farbmessung. Der Mikroschaum verlieh dein klaren Film einen
weißlichen
Ton, der durch den „L*"-Wert
in den CIELAB-(1976)-Farbstandards, oder alternativ durch den „L"-Wert in dem Hunter
Lab-Koordinatensystem quantifiziert werden kann. Ein L*-Wert von
weniger als etwa 5 entspricht einem gerade noch bemerkbar trüben Film,
wohingegen ein L*-Wert größer als
etwa 10 einem sehr trübe
erscheinenden Film entspricht, wenn die Beschichtung auf ein schwarzes
Substrat, wie beispielsweise ein Glas oder beschichtetes schwarzes
Papier gesprüht
wird.
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BEISPIEL 1. Herstellung von klaren,
wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen, die emulsionspolymerisierte Additionspolymere
in verschiedenen Molekulargewichten und Teilchengrößen enthalten,
die mindestens zwei erste reaktive Hydroxyl-Gruppen tragen und ein
reaktives Modifiziermittel, das mindestens zwei zweite reaktive
Isocyanat-Gruppen trägt.
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Herstellung von Probe 1 und Vergleichsproben
A und B.
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Zu einem gerührten 5-Liter-Reaktor mit 1383,0
g desionisiertem Wasser (DI-Wasser)
und 48,2 g einer wässerigen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% Wirkstoff), der auf 85°C erhitzt
wurde, wurden 43,4 g Monomer-Emulsion (ME) gegeben, die in den Reaktor
mit 15 g DI-Wasser gespült
wurde. Eine Lösung von
2,08 g Ammoniumpersulfat in 15,0 g DI-Wasser und eine Lösung von
2,08 g Natriumcarbonat in 45 g DI-Wasser wurde dann zugesetzt. Zehn
Minuten nach der ersten Zugabe war die Temperatur 85°C und die gleichförmige Zugabe
des Restes von ME und einer Lösung
von 2,08 g Ammoniumpersulfat in 150,0 g DI-Wasser wurde begonnen.
Die Temperatur blieb bei 85°C über einen
Zeitraum von 180 Minuten, während
ME und Katalysator zugegeben wurden. Das Endreaktionsgemisch wurde
mit 29%-igem wässerigem
Ammoniak auf pH 7,5 neutralisiert.
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Für
Probe 1 wurde dem gleichen Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 12,6
g Natriumdodecylbenzolsulfonat in der Kesselcharge verwendet wurden.
Monomer-Emulsion | Probe 1 |
DI-Wasser | 425,60 |
Natriumdodecylbenzolsulfonat | 12,56 |
Butylacrylat | 708,08 |
Methylmethacrylat | 511,32 |
Hydroxyethylmethacrylat | 13 8,60 |
Methacrylsäure | 27,71 |
1-Dodecanthiol
@ 98% | 13,85 |
Monomer-Emulsion | Vergleichsprobe A |
DI-Wasser | 425,60 |
Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiv) | 87,36 |
Butylacrylat | 806,48 |
Methylmethacrylat | 551,51 |
Methacrylsäure | 27,71 |
Monomer-Emulsion | Vergleichsprobe B |
DI-Wasser | 425,60 |
Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiv) | 87,36 |
Butylacrylat | 708,08 |
Methylmethacrylat | 511,32 |
Hydroxyethylmethacrylat | 13 8,60 |
Methacrylsäure | 27,71 |
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Die wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen wurden aus Probe 1 und Vergleichsproben A und
B unter Verwendung der nachstehenden Verfahren gebildet. Zu 100
g emulsionspolymerisiertem Additionspolymer wurden 1,0 g Dipropylenglycolmethylether,
7,6 g BAYHYDROL(R) XP-7043-PMN (BAYHYDROL ist eine Handelsmarke
von Miles Co.; BAYHYDROL(R) XP-7043-PMN ist ein wasserdispergierbares Polyisocyanat,
das mindestens zwei Isocyanatgruppen trägt) und 4,5 g von 1% Feststoffen-in-Wasser-Lösung von
ACRYSOL(R) RM-825 (ACRYSOL ist eine Handelsmarke von Rohm and Haas
Co.; ACRYSOL(R) RM-825 ist ein Rheologie-Modifiziermittel) gegeben. Die Viskosität der wassergetragenen,
wärmehärtbaren Zusammensetzung
wurde dann auf 23–26
Sekunden, Nr. 2 Zahn, durch Zugabe von Wasser oder einer 1 % Feststoffe-in-Wasser-Lösung von
ACRYSOL(R) RM-825 gegeben.
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BEISPIEL 2. Bewertung von sprühaufgetragener,
klarer, wassergetragener, wärmehärtbarer
Zusammensetzung.
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Probe 1 und Vergleichsproben A und
B wurden über
eine schwarze Glasplatte jeweils sprühaufgetragen. Eine übliche Saug-Einspeisungs-Spritz-pistole
(DeVilbiss MBC) mit einer EX-tip und einer Nr. 30-Air-cap wurden
verwendet. Der Gasdruck war 45 psi. Jede Platte wurde mit einer
Beschichtung von einer der Zusammensetzungen besprüht. Die
Platten wurden unter den gleichen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen
(102°F/20%
RH) versprüht
und wurden unter diesen Bedingungen getrocknet. Die getrockneten
Platten wurden auf Mikroschaumdichte (angeführt als Bläschen/mm2)
und Farbe (L*) bewertet. Die Ergebnisse werden in nachstehender
Tabelle 2.1 angegeben. Ebenfalls in Tabelle 2.1 ist der Teilchendurchmesser,
zahlenmittleres Molekulargewicht, (Mn),
und gewichtsmittleres Molekulargewicht, Mw,
für jedes
der Emulsionspolymere, die in den wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen eingeschlossen sind, angegeben.
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Tabelle
2.1 Bewertung der gehärteten,
Isocyanat enthaltenden Zusammensetzungen
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Probe 1 dieser Erfindung zeigt niedrigere
Anteile an Mikroschaum als Vergleichsproben A und B, gemessen sowohl
durch Blasenzählen
oder Farb-(L*)-Messung.
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BEISPIEL 3. Herstellung und Bewertung
von klaren, wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen, die emulsionspolymerisierte Mehrstufen-Additionspolymere
in verschiedenen Molekulargewichten und Teilchengrößen enthalten,
die mindestens zwei erste reaktive Hydroxyl-Gruppen tragen und ein
reaktives Modifiziermittel, das mindestens zwei zweite reaktive
Isocyanat-Gruppen trägt.
-
Herstellung von Probe 2 und Vergleichsprobe
C.
-
Zu einem gerührten 5-Liter-Reaktor mit 1383,0
g desionisiertem Wasser (DI-Wasser)
und 3,0 g einer wässerigen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% Aktivbestandteil), der auf
85°C erhitzt
wurde, wurden 43,4 g Monomer-Emulsion Nr. 1 (ME Nr. 1) gegeben,
die dann in den Reaktor mit 15 g DI-Wasser gespült wurde. Eine Lösung von
2,08 g Ammoniumpersulfat in 15,0 g DI-Wasser und eine Lösung von
2,08 g Natriumcarbonat in 45 g DI-Wasser wurde dann zugegeben. Zehn
Minuten nach der ersten Zugabe betrug die Temperatur 85°C und die
gleichförmige
Zugabe des Restes von ME Nr. 1 und einer Lösung von 1,04 g Ammoniumpersulfat
in 75,0 g DI-Wasser wurde begonnen. Die Temperatur blieb über einen
Zeitraum von 90 Minuten bei 85°C,
während
das ME Nr. 1 und der zugespeiste Katalysator Nr. 1 zugegeben wurden.
Dreißig
Minuten später
betrug die Temperatur 85°C
und die Zugabe von Monomer-Emulsion Nr. 2 (ME Nr. 2) und Katalysator Nr.
2 wurde begonnen. Die Temperatur betrug während des Zeitraums von 90
Minuten 85°C,
wobei ME Nr. 2 und Katalysator Nr. 2 zugeführt wurden. Das fertige Reaktionsgemisch
wurde auf pH 7,5 mit 29%-igem wässerigem
Ammoniak neutralisiert. Die zwei Polymerstufen waren miteinander
unverträglich.
-
Vergleichsprobe C wurde in der gleichen
Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß 48,2 g einer wässerigen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat – 23% aktiver Bestandteil – in der
Kesselcharge verwendet wurde.
Monomer-Emulsion Nr. 1 | Probe 2 |
DI-Wasser | 212,80 |
Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiv) | 6,28 |
Methylmethacrylat | 557,02 |
Butylacrylat | 73,43 |
Styrol | 55,42 |
Methacrylsäure | 6,93 |
Monomer-Emulsion Nr. 2 | Probe 2 |
DI-Wasser | 212,80 |
Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiv) | 6,28 |
Butylacrylat | 372,70 |
Methylmethacrylat | 146,90 |
Hydroxyethylmethacrylat | 138,60 |
Methacrylsäure | 34,64 |
1-Dodecanthiol @ 98% | 6,92 |
Vergleichsprobe C | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 212,84 |
Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiv) | 43,68 |
Methylmethacrylat | 557,02 |
Butylacrylat | 73,43 |
Styrol | 55,42 |
Methacrylsäure | 6,93 |
Vergleichsprobe C | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 212,84 |
Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiv) | 43,68 |
Butylacrylat | 372,70 |
Methylmethacrylat | 146,90 |
Hydroxyethylmethacrylat | 13 8,60 |
Methacrylsäure | 34,60 |
-
Wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzungen
wurden aus Probe 2 und Vergleichsprobe C gemäß den nachstehenden Verfahren
gebildet. Zu 173,6 g emulsionspolymerisiertem Additionspolymer (Gewicht
ausgewählt
in jedem Fall auf 65 g Polymerfeststoffe) wurden 3,9 g Ethylenglycolbutyl-ether,
13 g BAYHYDUR(TM) XP-7063 (BAYHYDUR(TM) ist eine Handelsmarke von
Miles Co.; BAYHYDROL(TM) XP-7063 ist ein wasserdispergierbares Poly-isocyanat,
das mindestens zwei Isocyanatgruppen trägt), 10 g Wasser und 10,6 g
einer 1%-igen Feststoffe-in-Wasser-Lösung von ACRYSOL(R) RM-825
(ACRYSOL(R) ist eine Handelsmarke von Rohm and Haas Co.; ACRYSOL(R)
RM-825 ist ein Rheologie-Modifiziermittel) gegeben. Die Viskosität der wassergetragenen,
wärmehärtbaren
Zusammensetzung wurde dann auf 23–26 Sekunden, Nr. 2 Zahn, durch
Zugabe von Wasser oder einer 1% Feststoffe-in-Wasser-Lösung von
ACRYSOL(R) RM-825 eingestellt. Die wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen wurden wie im Beispiel 2 unter den Bedingungen
von 99°F
und 20% relativer Luftfeuchtigkeit durch Sprühen aufgetragen.
-
Tabelle
3.1 Bewertung der gehärteten,
Isocyanat enthaltenden Zusammensetzungen
-
Proben 3–4 dieser Erfindung zeigen
geringere Anteile an Mikroschaum als Vergleichsproben D–E, gemessen
durch sowohl Blasenzählen
als auch Farb-(L*)-Messung.
-
BEISPIEL 4. Herstellung und Bewertung
von klaren, wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen, die emulsionspolymerisierte Additionspolymere
von verschiedenen Teilchengrößen enthalten,
die mindestens zwei erste reaktive Carbonsäure- Gruppen tragen und ein reaktives Modifizierungsmittel,
das mindestens zwei zweite reaktive Carbodiimid-Gruppen trägt.
-
Herstellung von Proben 3–5 und Vergleichsproben
D–E.
-
Zu einem gerührten 5-Liter-Reaktor mit 1444,28
g desionisiertem Wasser (DI-Wasser)
und 124,87 g einer wässerigen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% Aktivbestandteil), der auf
85°C erhitzt
wurde, wurden 51,28 g Monomer-Emulsion gegeben, die dann in den
Reaktor mit 35 g DI-Wasser gespült
wurde. Eine Lösung
von 3,63 g Ammoniumpersulfat in 40,0 g DI-Wasser und eine Lösung von
5,46 g Natriumcarbonat in 70 g DI-Wasser wurde dann zugegeben. Zehn
Minuten nach der ersten Zugabe war die Temperatur 85°C und die
gleichförmige
Zugabe des Restes an ME und einer Lösung von 0,91 g Ammoniumpersulfat
in 111,0 g DI-Wasser wurde begonnen. Die Temperatur blieb über einen
Zeitraum von 180 Minuten bei 85°C,
währenddessen
ME und der Katalysator zugegeben wurden. Das fertige Reaktionsgemisch
wurde mit 29%-igem wässerigem
Ammoniak auf pH 7,6 neutralisiert.
-
Für
Probe 3 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1514,0
g DI H
2O und 3,96 g einer wässerigen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiver Bestandteil) in der
Kesselcharge verwendet wurden. Monomer-Emulsion
für Probe
3
DI-Wasser | 535,23 |
Anionisches Tensid (23% aktiv) | 96,04 |
Butylmethacrylat | 924,65 |
Methylmethacrylat | 493,15 |
Butylacrylat | 331,79 |
Methacrylsäure | 63,46 |
-
Für
Probe 4 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1514,0
g DI H
2O und 7,87 g einer wässerigen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiver Bestandteil) in der
Kesselcharge verwendet wurden. Monomer-Emulsion
für Probe
4
DI-Wasser | 535,23 |
Anionisches Tensid (23% aktiv) | 92,13 |
Butylmethacrylat | 924,65 |
Methylmethacrylat | 493,15 |
Butylacrylat | 331,79 |
Methacrylsäure | 63,46 |
1-Dodecanthiol @ 98% | 18,13 |
-
Für
Probe 5 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1514,0
g DI H2O und 11,17 g einer wässerigen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat (23% aktiver Bestandteil) in der
Kesselcharge verwendet wurden.
-
Monomer-Emulsion
für Probe
5
DI-Wasser | 535,23 |
Anionisches Tensid (23% aktiv) | 88,17 |
Butylmethacrylat | 924,65 |
Methylmethacrylat | 493,15 |
Butylacrylat | 331,79 |
Methacrylsäure | 63,46 |
1-Dodecanthiol @ 98% | 1,81 |
-
Monomer-Emulsion
für Vergleichsprobe
D
DI-Wasser | 604,93 |
Anionisches Tensid (23% aktiv) | 14,52 |
Butylmethacrylat | 924,65 |
Methylmethacrylat | 493,15 |
Butylacrylat | 331,79 |
Methacrylsäure | 63,46 |
Monomer-Emulsion
für Vergleichsprobe
E
DI-Wasser | 604,93 |
Anionisches Tensid (23% aktiv) | 14,52 |
Butylmethacrylat | 924,65 |
Methylmethacrylat | 493,14 |
Butylacrylat | 331,79 |
Methacrylsäure | 63,46 |
1-Dodecanthiol @ 98% | 18,13 |
-
Proben 3–5 und Vergleichsproben D–E wurden
in klare Beschichtungszusammensetzungen unter Verwendung der nachstehenden
Verfahren eingearbeitet. Zu 85,3 g Latexpolymer wurden in der angegebenen Reihenfolge
unter Rühren
7 g eines 4 : 3 : 1-Vorgemisches von Wasser :Ethylenglycolbutylether
: Diethylenglycolbutylether, 0,2 g BYK(R) 346 Benetzungshilfe (BYK(R)
ist eine Handelsmarke von Byk Mallinkrodt Co.), TEGOGLIDE(R) 410
Gleithilfe (50% in Ethylenglycolbutylether) (TEGOGLIDE(R) ist eine
Handelsmarke von Tegochemie Service USA), 2 g MICHEMLUBE(R) 39235
Zerkratzschutz (MICHEMLUBE(R) ist eine Handelsmarke von Michelman
Chemical Co.), 6,2 g von aromatischem Carbodiimid und 3 g von ACRYSOL(R)
RM-825 Urethan-Rheologie-Modifiziermittel, (ACRYSOL(R) ist eine
Handelsmarke von Rohm and Haas Co.) gegeben. Jede Beschichtungszusammensetzung
wurde 23–26
Sekunden auf einem Nr. 2 Zahn-Cup eingestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen
wurden gemäß dem Verfahren
von Beispiel 2 unter Bedingungen von 103°F und 16% relativer Feuchtigkeit
versprüht.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 4.1 angeführt.
-
Tabelle
4.1 Bewertung von gehärteten,
aromatischen Carbodiimid enthaltenden Zusammensetzungen
-
Proben 3–5 dieser Erfindung zeigen
niedrigere Anteile an Mikroschaum als Vergleichsproben D–E, gemessen
sowohl durch Blasenzählen
oder Farb-(L*)-Messung.
-
BEISPIEL 5. Herstellung von klaren,
wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen, die emulsionspolymerisierte Mehrstufen-Additions-polymere
von verschiedenen Molekulargewichten, die mindestens zwei erste
reaktive Carbonsäuregruppen
tragen und ein zweites reaktives Modifizierungsmittel, das mindestens
zwei zweite reaktive Carbodiimidgruppen trägt, enthalten.
-
Herstellung von Proben 6–12 und
Vergleichsproben F–H.
-
Zu einem gerührten 5-Liter-Reaktor mit 1085,0
g desionisiertem Wasser (DI-Wasser)
und 42,48 g einer wässerigen
Lösung
von anionischem Tensid (Ammoniumsalz eines Sulfatesters eines Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanols – 58% aktivem
Bestandteil), der unter Stickstoff auf 85°C erhitzt wurde, wurde eine
Lösung von
3,0 g Natriumcarbonat und 75 g DI-Wasser und eine Lösung von
4,0 g Ammoniumpersulfat in 20,0 g DI-Wasser gegeben.
-
Achtzig Minuten nach der ersten Zugabe
betrug die Temperatur 85°C
und die gleichförmige
Zugabe von ME Nr. 1 und einer Lösung
von 1,24 g Ammoniumpersulfat in 62,0 g DI-Wasser wurde begonnen.
Die Temperatur blieb über
einen Zeitraum von 112 Minuten bei 85°C, während dessen ME Nr. 1 und gleichzeitig
eingespeister Katalysator zugegeben wurden.
-
Dreißig Minuten später war
die Temperatur 85°C
und die Zugabe von Monomer-Emulsion Nr. 2 (ME Nr. 2) und einer Lösung von
0,76 g Ammoniumpersulfat in 38,0 g DI-Wasser wurde begonnen. Die
Temperatur betrug 85°C
während
des Zeitraums von 68 Minuten, bei dem ME Nr. 2 und Katalysator Nr.
2 zugesetzt wurden. Das fertige Reaktionsgemisch wurde mit 29%-igem
wässerigem
Ammoniak auf pH = 7,5 neutralisiert. Die zwei Polymerstufen waren
miteinander unverträglich.
Vergleichsprobe F | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 6,59 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
Vergleichsprobe F | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 4,03 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
Vergleichsprobe G | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 272,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 6,59 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
1-Dodecanthiol | 2,39 |
Vergleichsprobe G | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 272,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 4,03 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
Vergleichsprobe H | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 6,59 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
1-Dodecanthiol | 9,55 |
Vergleichsprobe H | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 272,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 4,03 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Für
Probe 6 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1,33
g einer wässerigen
Lösung
von anionischem Tensid (Ammoniumsalz eines Sulfatesters eines Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanols –58% aktiver
Bestandteil) in der Kesselcharge verwendet wurden.
Probe 6 | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 12,34 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
1-Dodecanthiol | 19,10 |
Probe 6 | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 7,57 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Für
Probe 7 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1,33
g einer wässerigen
Lösung
von anionischem Tensid (Ammoniumsalz eines Sulfatesters eines Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanols – 58% aktiver
Bestandteil) in der Kesselcharge verwendet wurden.
Probe 7 | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 12,34 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
Probe 7 | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 7,57 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Für
Probe 8 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1,33
g einer wässerigen
Lösung
von anionischem Tensid (Ammoniumsalz eines Sulfatesters eines Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanols – 58% aktiver
Bestandteil) in der Kesselcharge verwendet wurden.
Probe 8 | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 12,84 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
Probe 8 | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 7,86 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Für
Probe 9 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1,33
g einer wässerigen
Lösung
anmionisches Tensid (Ammoniumsalz eines Sulfatesters von einem Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol – 58% aktiver
Bestandteil) in der Kesselcharge verwendet wurden.
Probe 9 | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 12,34 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
1-Dodecanthiol | 0,96 |
Probe 9 | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 7,57 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Für
Probe 10 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 0,40
g einer wässerigen
Lösung
von anionischem Tensid (Ammoniumsalz von einem Sulfatester von einem
Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol – 58% aktiver Bestandteil)
in der Kesselcharge verwendet wurden.
Probe 10 | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 12,34 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
1-Dodecanthiol | 0,96 |
Probe 10 | Monomer-Emulsion Nr.2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 7,57 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Für
Probe 11 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 1,33
g einer wässerigen
Lösung
von anionischem Tensid (Ammoniumsalz eines Sulfatesters von einem
Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol – 58% aktiver Bestandteil)
in der Kesselcharge verwendet wurden.
Probe 11 | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 6,59 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 38,19 |
1-Dodecanthiol | 9,55 |
Probe 11 | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Aionisches Tensid (58% aktiv) | 4,03 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Für
Probe 12 wurde dem vorstehenden Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme,
daß 0,53
g einer wässerigen
Lösung
von anionischem Tensid (Ammoniumsalz eines Sulfatesters von einem
Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol – 58% aktiver Bestandteil)
in der Kesselcharge verwendet wurden.
Probe 12 | Monomer-Emulsion Nr. 1 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 12,34 |
Butylacrylat | 640,67 |
Methylmethacrylat | 275,94 |
Methacrylsäure | 3 8,19 |
1-Dodecanthiol | 4,77 |
Probe 12 | Monomer-Emulsion Nr. 2 |
DI-Wasser | 297,90 |
Anionisches Tensid (58% aktiv) | 7,57 |
Butylacrylat | 62,62 |
Methylmethacrylat | 510,88 |
Methacrylsäure | 11,70 |
-
Proben 6–12 und Vergleichsproben F–H wurden
in klare, wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzungen
unter Verwendung der nachstehenden Verfahren eingearbeitet. Zu 78,8
g Latexpolymer wurden in der angegebenen Reihenfolge unter Rühren 7 g
eines 4/3/1 Vorgemisches von Wasser / Ethylenglycolbutylether /
Diethylenglycolbutylether, 6,2 g von aromatischem oder aliphatischem
Carbodiimid, 2,8 g ACRYSOL(R) RM-825 Urethan-Rheologie-Modifizie-rungsmittel
(5 Gewichtsprozent Feststoffe in Wasser) (ACRYSOL(R) ist eine Handelsmarke
von Rohm and Haas Co.) und 14 g Wasser gegeben. Das aliphatische
Carbodiimid, das mindestens zwei Carbodiimidgruppen trägt, war
UCARLINK(R) XL-29SE (UCARLINK(R) ist eine Handelsmarke von Union
Carbide Corp.); das aromatische Carbodiimid, das mindestens zwei
Carbodiimidgruppen trägt,
war das Reaktionsprodukt von Toluol-2,4-diisocyanat und Poly(ethylenglycol)monomethyl-ether CARBOWAX(R)
350 (CARBOWAX(R) ist eine Handelsmarke von Union Carbide Corp.).
Jede Beschichtungszusammensetzung wurde auf 23–26 Sekunden auf einem Nr.
2 Zahn-Cup eingestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden
gemäß dem Verfahren
von Beispiel 2 unter den angegebenen Bedingungen versprüht. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 5.1 – 5.3 angegeben.
-
Tabelle
5.1 Bewertung von gehärteten,
aromatischen Carbodiimid enthaltenden Zusammensetzungen
-
-
Die Proben wurden bei 101 F und 22%
relativer Feuchtigkeit versprüht.
Proben 6–9
dieser Erfindung zeigen geringere Anteile an Mikroschaum als Vergleichsproben
F–H, gemessen
durch Blasenzählen.
-
Tabelle
5.2 Bewertung von gehärteten,
aromatischen Carbodiimid enthaltenden Zusammensetzungen
-
Die Proben wurden bei 103°F und 16%
relativer Feuchtigkeit versprüht.
Proben 10–12
dieser Erfindung zeigen geringere Anteile an Mikroschaum als Vergleichsproben
F–H, gemessen
durch Blasenzählen oder
Farbmessung (L*).
-
Tabelle
5.3 Bewertung von gehärteten,
aliphatischen Carbodiimid enthaltenden Zusammensetzungen
-
-
Die Proben wurden bei 103°F und 16%
relativer Feuchtigkeit versprüht.
-
Probe 9 dieser Erfindung zeigt geringere
Anteile an Mikroschaum als Vergleichsprobe F, gemessen durch Blasenzählen.
-
BEISPIEL 6. Herstellung von klaren,
wassergetragenen, wärmehärtbaren
Zusammensetzungen, die emulsionspolymerisierte Ein- und Mehrstufen-Additionspolymere
von verschiedenen Teilchengrößen und
Molekulargewichten, die mindestens zwei erste reaktive Carbonsäuregruppen
tragen und ein reaktives Modifizierungsmittel, das mindestens zwei
zweite reaktive Aziridingruppen trägt, enthalten.
-
Proben 3–5 und 10 und Vergleichsproben
D-G wurden in klare, wassergetragene, wärmehärtbare Zusammensetzungen unter
Verwendung des nachstehenden Verfahrens eingearbeitet. Zu 85,3 g
Latexpolymer wurden in der angegebenen Reihenfolge unter Rühren 7 g
eines 4/3/1 Vorgemisches aus Wasser/ Ethylenglycolbutylether/Diethylenglycolbutylether,
2,0 g XAMA(R)-7 Polyaziridin (XAMA(R) ist eine Handelsmarke von EIT
Inc.) gegeben. Das verwendete XAMA(R)-7 wurde von Sancor Industries,
Inc. bezogen, 6,0 g ACRYSOL(R) RM-825 Urethan-Rheologie-Modifizierungsmittel
(1 Gewichtsprozent Feststoffe in Wasser) (ACRYSOL(R) ist eine Handelsmarke
von Rohm and Haas Co.) und 10,4 g Wasser gegeben. Jede Beschichtungszusammensetzung
wurde auf 23–26
Sekunden an einem Nr. 2 Zahn-Cup eingestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen
wurden gemäß dem Verfahren
von Beispiel 2 bei 99°F
und 20% relativer Luftfeuchtigkeit besprüht.
-
Tabelle
6.1 Bewertung von gehärteten,
Aziridin enthaltenden Zusammensetzungen, die Einstufen-Additionspolymere,
die erste reaktive Carbonsäuregruppen
tragen, enthalten.
-
-
Proben 3–4 dieser Erfindung zeigen
niedrigere Anteile an Mikroschaum als Vergleichsproben D–E, gemessen
sowohl durch Blasenzählen
als auch Farb-(L*)-Messung.
-
Tabelle
6.2 Bewertung der gehärteten,
Aziridin enthaltenden Zusammensetzungen durch Einarbeiten von Zweistufen-Additionspolymeren,
die erste reaktive Carbonsäuregruppen
tragen.
-
Probe 10 dieser Erfindung zeigt niedrigere
Anteile an Mikroschaum als Vergleichsproben F–G, gemessen durch Blasenzählen oder
Farbmessung (L*).