DE69622208T2 - Verwendung einer holzbeschichtungszusammensetzung zur erhoehung des warmen farbtones eines holzgegenstandes - Google Patents

Verwendung einer holzbeschichtungszusammensetzung zur erhoehung des warmen farbtones eines holzgegenstandes

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Description

  • Diese Erfindung betrifft allgemein Holzbeschichtungszusammensetzungen, die so ausgewählt sind, dass sie die Farbe der darunter liegenden Holzsubstratoberfläche hervorheben, und ein Verfahren zur Herstellung von Holzgegenständen, die mit solchen Beschichtungszusammensetzungen beschichtet sind. Spezieller betrifft sie ausgewählte wasserbasierte Beschichtungen, die beschichtete Holzgegenstände mit einem gewünschten Maß an Wärme erzeugen.
  • Die natürliche Holzfarbe und -maserungsstruktur wie Teak-, Kirsch-, Eichen-, Walnuss-, Mahagoni- und Rosenholz wird in Anwendungen wie Möbeln und Holzschnitzereien hoch geschätzt. Es wurden verschiedene Typen von Holzbeschichtungen verwendet, um die natürliche Schönheit der Holzfarbe und -maserung herauszustellen. Zum Beispiel verstärken lösungsmittelbasierte Nitrocellulose-Beschichtungszusammensetzungen, wie Lacke, die direkt auf ein Holzsubstrat aufgetragen werden, nicht nur seine Farbe und Maserungsstruktur, sondern schützen das Substrat auch vor Schäden. Lösungsmittelbasierte Nitrocellulose-Beschichtungszusammensetzungen bewirken eine Änderung in der wahrgenommenen Farbe der darunter liegenden Holzsubstratoberfläche, wenn sie auf ein Holzsubstrat aufgetragen werden. Diese Beschichtungszusammensetzungen neigen dazu, Farben, die hellere Rot- und Gelbtöne beinhalten, zu betonen. Diese Merkmalskombination führt zu einem Endholzgegenstand, das so wahrgenommen wird, dass es ein hohes Maß an Wärme aufweist. Diese lösungsmittelbasierten Beschichtungszusammensetzungen sind jedoch aus Umweltgründen und Sicherheits- und Gesundheitsfragen unerwünscht. Daher würden die Möbelhersteller gerne den Gehalt an organischen Lösungsmitteln durch die Verwendung von im wesentlichen wasserbasierten Beschichtungen reduzieren.
  • Gegenwärtige wasserbasierte Beschichtungszusammensetzungen neigen jedoch dazu, blaue Töne hervorzuheben und verleihen eine graue oder abgedunkelte Erscheinung, wenn sie auf ein Holzsubstrat aufgetragen werden. Diese Aspekte werden als fehlende Wärme wahrgenommen und sind unerwünscht. Da die Ästhetik und die passende Farbe so wichtig bei klaren Holzbeschichtungen, insbesondere bei Möbelanwendungen, sind, stellt dieses Fehlen an Wärme ein Problem für die Möbelbeschichter dar, wenn Sie versuchen lösungsmittelbasierte Nitrocellulose-Beschichtungszusammensetzungen durch wasserbasierte Beschichtungen zu ersetzen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung löst dieses Problem durch die Auswahl einer Holzbeschichtungszusammensetzung mit speziellen Copolymeren, die die roten und gelben Töne verstärken und die blauen Töne und graue oder abgedunkelte Erscheinung minimieren.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Verwendung einer Holzbeschichtungszusammensetzung, umfassend die Auswahl eines wasserbasierten Systems eines Copolymers, welches aus wenigstens einem ersten copolymerisierbaren Monomer und wenigstens einem zweiten copolymerisierbaren Monomer, welches eine konjugierte Base einer Säure enthält, wobei die Säure einen pKa von weniger als 4 aufweist, copolymerisiert wird zur Verbesserung der Wärme eines beschichteten Holzgegenstands.
  • Wie hier verwendet, bedeutet:
  • "Säure" eine chemische Verbindung, die zum Geben von Protonen in der Lage ist, wie z. B. Acrylsäure.
  • "pKa" den Logarythmus des reziproken Wertes der Dissoziationskonstante einer konjugierten Base und eines Protons im Wasser. Der pKa einer Säure quantifiziert die Säurestärke, so dass Säuren mit einem pKa von weniger als 4 stärkere Säuren bedeuten und Säuren mit einem pKa von mehr als 4 schwächere Säuren bedeutet.
  • "Konjugierte Base" die Spezies, die bei der Dissoziation eines Protons von einer Säure gebildet wird.
  • "Polymerfeststoffe" Copolymer im trockenen Zustand.
  • "Wasserbasierte Beschichtungszusammensetzung" eine Zusammensetzung, die Wasser als primäres Dispersionsmedium verwendet.
  • "Lösungsmittelbasierte Beschichtungszusammensetzung" eine Zusammensetzung, die ein organisches Lösungsmittel als das primäre Dispersionsmedium benutzt.
  • "Wasserbasiertes System", wie es hier benutzt wird, umfasst ein wasserlösliches Copolymer, welches in einer wässrigen Lösung gelöst ist, wasserunlösliche Teilchen eines Copolymers, die in einem wässrigen Medium dispergiert sind oder Kombinationen davon. Die wässrige Lösung bedeutet Wasser oder ein in Wasser gelöstes, wassermischbares Lösungsmittel, wie Isopropanol und Ethylenglycolmonobutylether.
  • "Holzmaserung" bezieht sich auf eine Anordnung von Holzelementen auf der Oberfläche eines Holzsubstrats, d. h., ein Oberflächenmuster, das aus den Wachstumsringen des Holzes resultiert.
  • Ein wasserbasiertes System der vorliegenden Erfindung umfasst ein Copolymer, welches aus wenigstens einem copolymerisierbaren Monomer hergestellt wird. Diese Monomere können in einer Konzentration im Bereich von 50 bis 99.9 Gew.-% eingesetzt werden, bevorzugt im Bereich von 60 bis 99.5 Gew.-%, wobei alle Gew.-% -Angaben auf dem Gesamtgewicht der Polymerfeststoffe basieren. Das erste polymerisierbare Monomer kann eines oder mehrere der folgenden Monomere umfassen, wie z. B. Acryl- und Methacrylestermonomere umfassend Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Isodecyl(meth)acrylat, Oleyl(meth)acrylat, Palmityl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat und Hydroxypropyl(meth)acrylat; säurefunktionale Monomere mit einem pKa größer als 4 wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure und Maleinsäure; Monomethylitaconat; Monomethylfumarat; Monobutylfumarat; Maleinsäureanhydrid; Acrylamid oder substituierte Acrylamide; Diacetonacrylamid; Glycidylmethacrylat; Acetoacetylethylmethacrylat; Acrolein und Methacrolein; Dicyclopentadienylmethacrylat; Dimethylmeta-isopropenylbenzylisocyanat, Isocyanatoethylmethacrylat; Styrol oder substituierte Styrole; Butadien; Ethylen, Vinylacetat oder andere Vinylester; Vinylmonomere wie z. B. Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, N-Vinylpyrrolidon; Aminomonomere wie z. B. N,N'-Dimethylamino(meth)acrylat und Acrylnitril oder Methacrylnitril.
  • Das Copolymer der vorliegenden Erfindung wird hergestellt aus wenigstens einem zweiten copolymerisierbaren Monomer, welches eine konjugierte Base einer Säure enthält, wobei die Säure einen pKa von weniger als 4 aufweist. Der bevorzugte pKa-Bereich variiert von 0.5 bis 3.5. Diese Monomere können in einer Konzentration im Bereich von 0.1 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 0.5 bis 40 Gew.-%, eingesetzt werden, wobei alle Gew.-%-Angaben auf dem Gesamtgewicht an Polymerfeststoffen basieren.
  • Die konjugierte Base ist eine Funktionalität, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Sulfonat-, Phosphat-, Phosphonat-, Sulfatfunktionalität und einer Kombination daraus.
  • Die konjugierte Base kann in der Form eines Salzes von monomeren Säuren bereit gestellt werden, wie 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure; Phosphoethyl(meth)acrylat; Phosphobutyl(meth)acrylat; Phosphopropyl(meth)acrylat; Phosphoethylacrylat; Vinylsulfonsäure; Styrylsulfonsäure, Sulfoethyl(meth)acrylat; Methacryloxyisopropylsäuresulphophtalat und Hydroxy-, Dihydroxy-, Amino- oder Diaminoalkyl- oder -arylsulfonsäuren wie 1,4-Butandiol-2-sulfonsäure.
  • Das Copolymer, welches in dieser Erfindung verwendet wird, ist ein im wesentlichen thermoplastisches oder im wesentlichen unvernetztes Copolymer, wenn es auf das Substrat aufgetragen wird. Falls gewünscht, wird vorzeitiges Vernetzen oder Gelieren des Copolymers durch Zugabe von mehrfach ethylenisch ungesättigten Monomeren im Bereich von 0.1 bis 25 Gew.- %, basierend auf dem Gewicht des Copolymers, zu der Monomermischung eingeleitet. Typische mehrfach ethylenisch ungesättigte Monomere umfassen Allylmethacrylat, Diallylphthalat, 1,4-Butylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat und Divinylbenzol. Es ist jedoch wichtig, dass die Qualität der Filmbildung nicht materiell beeinträchtigt wird.
  • Die Glasübergangstemperatur des Copolymers befindet sich im Bereich von -40ºC bis 120 ºC, gemessen mit konventioneller Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSK). Um die Tg mit dieser Methode zu messen, wurden die Copolymerproben getrocknet, auf 120ºC vorerhitzt, schnell auf -100ºC abgekühlt und anschließend mit einer Rate von 20ºC/Minute auf 150ºC erhitzt, während die Daten gesammelt wurden. Die Tg wurde am Halbierungspunkt der Krümmung unter Verwendung des Halbe-Höhe-Verfahrens gemessen. Das Copolymer mit einer Tg im Bereich von 0ºC bis 90ºC ist bevorzugt.
  • Die Polymerisationstechniken, die zur Zubereitung eines solchen Copolymers verwendet wurden, sind im Stand der Technik wohl bekannt. Das Copolymer kann durch wässrige Lösungspolymerisation oder Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Die Emulsionspolymerisation ist bevorzugt. Es können entweder thermale oder Redox-Startverfahren angewendet werden.
  • Der Polymerisationsprozess wird typischerweise durch konventionelle freie Radikalstarter gestartet wie z. B. Wasserstoffperoxid, Benzoylperoxid, t-Butylwasserstoffperoxid, t-Butylperoctoat, Ammonium- und Alkalipersulfate, typischerweise in einer Menge von 0.05-3.0 Gew.-%, wobei alle Gew.-% -Angaben auf dem Gesamtgewicht an Monomer basieren. Redox-Systeme, die dieselben mit einem geeigneten Reduktionsmittel, wie z. B. Isoascorbinsäure und Natriumbisulfit, gekuppelten Starter verwenden, können in ähnlichen Mengen angewendet werden.
  • Kettenüberträger wie z. B. Mercaptane können in einer solchen Menge verwendet werden, dass sie ein GPC gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 500 bis 5 000 000 bewirken. "GPC gewichtsgemitteltes Molekulargewicht" bedeutet gewichtsgemitteltes Molekulargewicht, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie (GPC) wie auf Seite 4, Kapitel I in The Characteriziation of Polymers, veröffentlicht von Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania im Jahre 1976, beschrieben, wobei Polymethylmethacrylat als Standard verwendet wurde.
  • Der Durchmesser des Copolymers wird durch die Menge an konventionellen Tensiden, die während des Emulsionspolymerisationsprozesses zugegeben werden, kontrolliert. Konventionelle Tenside umfassen anionische, nicht-ionische Emulgatoren oder ihre Kombination. Typische anionische Emulgatoren umfassen Alkali- oder Ammoniumalkylsulfate, Alkylsulfonsäuren, Alkylphosphonsäuren, Fettsäuren und oxyethylierte Alkylphenolsulfate und -phosphate. Typische nicht-ionische Emulgatoren umfassen Alkylphenolethoxylate, polyoxyethylenierte Alkylalkohole, Aminpolyglycol-Kondensate, modifizierte Polyethoxy-Adukte, polyoxyethylenierte Mercaptane, langkettige Carbonsäureester, modifizierte terminierte Alkylarylether und Alkylpolyetheralkohole. Die bevorzugte Teilchengröße des Copolymers befindet sich im Bereich von 20 bis 1000 Nanometer und mehr bevorzugt im Bereich von 30 bis 300 Nanometer. Die wässrige Dispersion kann mehr als eine Copolymer-Teilchengröße enthalten.
  • Alternativ kann das Copolymer mehrstufige Copolymerteilchen umfassen, welche 2 oder mehrere Phasen von verschiedenen geometrischen Strukturen aufweisen, wie z. B. Kern/Schale (core/shell)- oder Kern/Mantel (core/sheath)-Teilchen, Kern/Schale (core/shell)- Teilchen mit Schalenphasen, die den Kern unvollständig einschließen, Kern/Schale (core/shell)-Teilchen mit einer Vielzahl von Kernen und einander durchdringende Netzwerkteilchen. In all diesen Fällen wird der Großteil des Oberflächengebietes des Teilchens von wenigstens einer äußeren Phase und das Innere des Latexpolymerteilchens von wenigstens einer inneren Phase besetzt sein. Die äußere Phase der Vielstufenpolymerteilchen wiegt 5 bis 95 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Teilchens. Ein GPC gewichtsgemitteltes Molekulargewicht dieser Vielstufenpolymerteilchen liegt bevorzugt in dem Bereich von 500 bis 5 000 000.
  • Die Vielstufenpolymerteilchen werden über ein konventionelles Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt, in welchem wenigstens zwei Stufen, die sich in ihrer Zusammensetzung unterscheiden, in sequentieller Art gebildet werden. Solch ein Verfahren hat für gewöhnlich die Bildung von wenigstens zwei Polymerzusammensetzungen zur Folge. Jede der Stufen der Vielstufenpolymerteilchen kann dieselben Monomere, Kettenüberträger, Tenside enthalten, wie sie vorher für die Polymerteilchen offenbart wurden. Die Emulsionspolymerisationstechniken, die zur Herstellung solcher Vielstufenpolymerteilchen verwendet werden, sind im Stand der Technik wohl bekannt und z. B. in US Patentnummern 4,325,856, 4,654,397 und 4,814,373 offenbart.
  • Das Copolymer der vorliegenden Verbindung umfasst auch zwei erste copolymerisierbare Monomere, die kondensationspolymerisiert werden können. Solche Polymere umfassen z. B. ein Polyolmonomer mit einem Diisocyanatmonomer. Die Polyolmonomere, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Polyetherdiole, Polyesterdiole, Ethylenglycol und Propylenglycol. Die Diisocyanatmonomere, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Tolyldiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Bis(4-isocyanatocyclohexyl)methan, Bis(4-Isocyanatocylohexyl)- methan. Diese Beispiele stellen difunktionale Monomere dar; trifunktionale oder multifunktionale Analoga dieser Monomere können jedoch zur Einführung von Verzweigung oder Vernetzung in dem Copolymer verwendet werden.
  • Das aus den Polyol- und Diisocyanatmonomeren polymerisierte Copolymer umfasst bevorzugt in einer wässrigen kontinuierlichen Phase (PUD) dispergierte Polyurethanteilchen. Die Polymerteilchen des Polyurethans werden nach der bekannten Reaktion zwischen Polyolen und Polyisocyanaten zum Erhalt von Isocyanat-terminierten Präpolymeren hergestellt. Diese Präpolymere werden anschließend in der wässrigen Phase dispergiert. Diamin und Triamine werden häufig zu dem wasserbasierten System des Präpolymers zugegeben, um mit den verbleibenden Isocyanatgruppen zur Erhöhung des Molekulargewichts der Polymerpartikel und zum Einbau von mehr Harnstoffgruppen in die Polymerkette zu reagieren. Nach der Dispergierung können die in dem Präpolymer verbleibenden Isocyanatgruppen auch mit Wasser zur Erzeugung eines Amins reagieren. Diese Amine reagieren mit den Isocyanatgruppen unter Verlängerung der Kette des Präpolymers. Die Polyole, die zur Herstellung von PUDs verwendet werden, können entweder lineare oder verzweigte Polyether-, Polyester- oder Polycarbonatpolyole sein. Diole und Triole mit niedrigem Molekulargewicht, unter 500, werden häufig in Verbindung mit Polyolen mit hohem Molekulargewicht, über 500, verwendet, um die Menge des Urethangehalts und die Verzweigung der PUD einzustellen. Die Polyole mit geringem Molekulargewicht können so ausgewählt werden, dass sie die erforderliche konjugierte Base dieser Erfindung, z. B. Hydroxy-, Dihydroxy-, Amino- oder Diaminoalkyl- oder - arylsulfonsäuren wie 1,4-Butandiol-2-sulfonsäure, enthalten. Das Polyisocyanat kann aus jedem aliphatischen, cycloallopathischen oder aromatischen multifunktionalen Isocyanat polymerisiert werden. Die Kettenverlängerer können jedes multifunktionale Amin, Hydrazin, multifunktionales Hydrazin oder Hydrazid sein.
  • Das wasserbasierte System enthält bevorzugt von 20 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 30 bis 65 Gew.-% des Copolymers, wobei alle Gewichtsprozentangaben auf dem Gesamtgewicht des wasserbasierten Systems basieren.
  • Abhängig von der beabsichtigten Verwendung der Zusammensetzung können zusätzliche Komponenten zu der vorher beschriebenen Zusammensetzung zugegeben werden. Diese zusätzlichen Komponenten umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Farbstoffe, Pigmente, Schleifhilfsmittel, Entschäumer, Wachse, silikonbasierte Gleitmittel, Benetzungsmittel, Konservierungsmittel, Weichmacher, Koaleszierungsmittel und Gefrier/Tauschutzmittel. Der Gehalt an verwendetem Koaleszierungsmittel sollte so gering sein wie er für eine adäquate Filmbildung benötigt wird. Die Beschichtungszusammensetzung wie sie auf ein Holzsubstrat angewendet wird, enthält von 2 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 40 Gew.-% des Copolymers, wobei alle Gewichtsprozentangaben auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung basieren. Es ist bevorzugt, dass die wasserbasierte Beschichtungszusammensetzung im wesentlichen nicht pigmentiert ist, so dass die Beschichtung transparent ist.
  • Die Holzbeschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann weiterhin mit anderen Polymeren gemischt werden. Zum Beispiel kann das Copolymer mit einem Polyurethan, einem Polyester, einem Acryl-Copolymer, einem Styrol/Acryl-Copolymer oder anderen Polymeren vermischt werden.
  • Die Holzbeschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein Vernetzungsmittel wie ein Polyaziridin, Polyisocyanat, Polycarbodiimid, Polyepoxid, Polyaminoplast, Polyalkoxysilan, Polyoxazolidin, Polyamin und eine polyvalente Metallverbindung enthalten.
  • Die Beschichtungszusammensetzung enthält von 0.05 bis 30 Gew.-% des Vernetzungsmittels, basierend auf dem Gewicht der Polymerfeststoffe.
    • TESTVERFAHREN
  • Die folgenden Testverfahren wurden zur Erzeugung der Daten, die in den Beispielen unten wiedergegeben werden, verwendet:
    • Messung der "Wärme"
  • Der wichtigste Aspekt von Farbe ist die ästhetische und psychologische Reaktion auf Farbe und die Art, in welcher Farbe die Wahrnehmung eines Betrachters von Holzgegenständen wie Möbeln und Schnitzereien beeinflussen kann. Ein Beispiel der Verbindung zwischen Farbe und der Wahrnehmung, die sie im Bewusstsein des Betrachters hervorruft, ist, dass rote und gelbe Töne als "warm" wahrgenommen werden, während blaue Töne und Grautöne als "kalt" wahrgenommen werden.
  • Farbe ist ein Aspekt eines Objekts, der nach Ton, Sättigung und Helligkeit beschrieben wird, und diese Charakteristika werden zur Unterscheidung einer Farbe von der anderen verwendet. Farbton ist ein Attribut, das mit jeder der dominanten Wellenlängen eines Spektrums, wie Rot, Gelb und Blau, verbunden ist. Sättigung betrifft relative Reinheit oder die Menge an weißem Licht, die mit einem Farbton gemischt ist. Hochgesättigte Farben enthalten wenig oder kein weißes Licht. Farbton und Sättigung zusammen werden als Chromatizität bezeichnet. Helligkeit bezieht sich auf Intensität, die durch das Maß der Schattierung unterschieden wird.
  • Demgemäss kann eine Farbe über ihre Chromatizität und Helligkeit charakterisiert werden. Das am meisten verwendete System zur Spezifizierung und Klassifizierung von Farbe wurde 1931 durch die Commission Internationale de l'Eclairage (CIE), üblicherweise als die International Commission of Illumination bezeichnet, eingeführt. Das CIE-System, das 1976 überarbeitet wurde, verwendet eine dreidimensionale "L", "a" und "b" Skala, in welche "a" und "b" planare Chromatizitätskoordinaten in rechten Winkel zueinander darstellen und "L" eine Helligkeitskoordinate im rechten Winkel zu der Fläche, die die Chromatizitätskoordinaten enthält, ist. In dieser Skala entspricht ein "+a"-Wert einem roten Farbton, ein "-a"-Wert an einem diametral gegenüberliegenden Ende einem grünen Farbton, ein "+b"-Wert entspricht einem gelben Farbton und ein "-b"-Wert an einem diametral gegenüberliegenden Ende einem blauen Farbton. Die Helligkeit der Farbe wird entlang der "L"-Achse gemessen, wobei ein höherer "L"-Wert Licht erhöhter Intensität entspricht und ein geringerer "L"-Wert Licht verminderter Intensität entspricht. Ein geringes oder negatives "L" entspricht einer graueren, einschließlich schwarzen, Farbe, während ein hohes oder positives "L" einer helleren, einschließlich weißen, Farbe entspricht. Auf diese Weise kann unter Verwendung dieser Skala jede Farbe dreidimensional durch ihre Chromatizität und Helligkeit charakterisiert werden. Höhere "b"-Werte, z. B., stellen gelbliche Farbtöne und weniger bläuliche Farbtöne dar und geringere "b"-Werte stellen bläulichere Farbtöne und weniger gelbliche Farbtöne dar.
  • Die Messung der Wärme wird visuell auf der Basis eines Gut-Schlecht-Tests bewertet. Ein beschichtetes Holzsubstrat, das mehr rötlich-gelbe Farbtöne ausbildet als eine Vergleichskontrollplatte (unten in Beispiel 6 definiert) wird so eingestuft, dass es den Test bestanden hat, und ein beschichtetes Holzsubstrat, das dieselben oder bläulichere Farbtöne und Grautöne als die der Beschichtung der Vergleichskontrollplatte zeigt, wird so eingestuft, dass es den Test nicht bestanden hat. Die Vergleichskontrollplatte wurde mit einer Zusammensetzung, die ein Copolymer mit einem copolymerisierbaren, eine konjugierte Base einer schwachen Säure mit einem pKa höher als 4 enthaltenden Monomer, enthält, beschichtet. Ein mit einer solchen Zusammensetzung beschichtetes Holzsubstrat neigt dazu, blaue Farbtöne und Grautöne hervorzuheben, was es weniger anschaulich erscheinen lässt.
  • Der visuelle Gut-Schlecht-Test wird dadurch bestätigt, dass die "L"- und "b"-Werte der Beschichtung auf hölzernen Testplatten, die mit der vorliegenden Zusammensetzung beschichtet sind, mit den "L"- und "b"-Werten der Beschichtung auf der oben beschriebenen Vergleichskontrollplatte verglichen werden.
  • Die "L"- und "b"-Werte der voneinander getrennten beschichteten Bereiche auf einer Testholzplatte wurden unter Verwendung eines Colorgard System 200 Model OS Colorimeter hergestellt von Byk-Gardner Inc., Silver Spring, Maryland, bestimmt. Es wurde eine Farbskala basierend auf der Standard CIE-Systemskala verwendet. Das Gerät wurde unter Verwendung der Standard-Weiß- und Schwarz-Farbtafeln kalibriert. Die "L"- und "b"-Werte wurden 50 mal gemessen und gemittelt.
    • BEISPIELE Beispiel 1
  • Ein 4-Liter-4-Hals-Rundkessel enthaltend eine Anfangskesselfüllung von 953.8 Gramm (g) deionisiertem (DI) Wasser und 72.0 g 28% Ammoniumlaurylsulfat (ALS) wurde unter einem Stickstoffstrom auf 83ºC erhitzt. Bei 83ºC wurde eine aliquote Menge von 48.4 g einer Monomeremulsion (ME) umfassend 286 g DI Wasser, 9.6 g 28% ALS, 309.0 g 2-Ethylhexylacrylat (EHA), 544.0 g Methylmethacrylat (MMA), 9.0 g Acrylsäure (AA), 67.5 g 50% 2- Acrylamido-2-methylpropansulfonat (AMPS) und 4.48 g n-Dodecylmercaptan (nDDM), mit 8.9 g DI Wasser gespült, zu dem Kessel zugegeben, gefolgt von der Zugabe von 2.2 g Ammoniumpersulfat (APS) gelöst in 8.9 g DI Wasser. Eine DI Wasserspülung von 20.2 g war in die ME eingeschlossen. Nachdem 8-10 Minuten gehalten wurde, wurde die ME bei einer Rate von 63.7 g/10 Minuten und eine Starterlösung von 0.45 g APS gelöst in 71.4 g DI Wasser allmählich während 3 Stunden zu dem Kessel zugegeben. Die Temperatur des Ansatzes in dem Kessel wurde während der Zugabe auf 83 + 2ºC gehalten.
  • Nach der Vervollständigung aller Zugaben wurde der Ansatz für weitere 30 Minuten bei 83 + 2ºC gehalten. Der Ansatz wurde anschließend mit 41.7 g DI Wasser versetzt und auf 60ºC abgekühlt. Bei einer Temperatur des Kessels von 55-60ºC wurden 2.99 g 0.15% FeSO&sub4; · 7 H&sub2;O, 0.6 g 70% t-Butylwasserstoffperoxid gelöst in 7.7 g DI Wasser und 0.3 g Natriumsulfoxylatformaldehyd gelöst in 8.9 g DI Wasser in der angegebenen Reihenfolge zugegeben. Der Ansatz wurde für weitere 30 Minuten bei 55-60ºC gehalten bevor er auf 45ºC abgekühlt wurde. Eine Lösung von 19 g 29% NH&sub3; in 11 g DI Wasser wurde über 5 Minuten zugegeben. Der Ansatz wurde bei 37ºC mit 40 g DI Wasser verdünnt und es wurde ein Biozidpaket zugegeben.
  • Das Copolymer des Beispiels 1 hatte eine Zusammensetzung von 34.5 EHA/60.7 MMA/1 AA/3.8 AMPS, wobei alle Gewichtsprozentangaben auf dem Gesamtgewicht der Polymerfeststoffe basieren. Das wasserbasierte System des Beispiels 1 wies 36.3 Gew.-% des Copolymers, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, auf. Beispiel 1 wurde auf einen pH von 7 eingestellt. Der pKa der Säure (AMPS) des Beispiels 1 beträgt 1.9.
    • Beispiel 2
  • Das Copolymer des Beispiels 2 hatte eine Zusammensetzung von 34.5 EHA/62.3 MMA/2 AA/1.2 Phosphoethylmethacrylat (PEM), wobei alle Gew.-%-Angaben auf dem Gesamtgewicht der Polymerfeststoffe basieren. Das wasserbasierte System des Beispiels 2 wies 37.0 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, des Copolymers auf Beispiel 2 wurde auf einen pH von 6.7 eingestellt. Der pKa der Säure (PEM) des Beispiels 2 beträgt 2.2.
    • Beispiel 3
  • Das Copolymer des Beispiels 3 hatte eine Zusammensetzung von 34.5 EHA/57.5 MMA/8 MAA, wobei alle Gew.-%-Angaben auf dem Gesamtgewicht an Polymerfeststoffen basieren. Das wasserbasierte System des Beispiels 3 wies 36.9 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, an Copolymer auf Beispiel 3 wurde auf einen pH von 6.6 eingestellt. Der pKa der Methacrylsäure des Beispiels 3 beträgt 4.7.
    • Beispiel 4
  • Beispiel 4 wurde hergestellt durch Vermischen von 150 g der Dispersion des Beispiels 1, 1.6 g wässriger NH&sub4;OH (7%), 4.4 g Diethylenglycolmonobutylether und 12.3 g Ethylenglycolmonobutylether.
    • Beispiel 5
  • Beispiel 5 wurde hergestellt durch Vermischen von 150 g der Dispersion des Beispiels 2, 0.8 g wässriger NH&sub4;OH (7%), 4.4 g Diethylenglycolmonobutylether und 12.3 g Ethylenglycolmonobutylether.
    • Beispiel 6
  • Beispiel 6 wurde hergestellt durch Vermischen von 150 g der Dispersion des Beispiels 3, 0.8 g wässriger NH&sub4;OH (7%), 4.4 g Diethylenglycolmonobutylether und 12.3 g Ethylenglycolmonobutylether.
    • Beispiel 7
  • Beispiel 7 war ein organischer lösungsmittelbasierter Akzo-Nobel Coating # 401-70LS-2045 Nitrocellulose-Lack erhältlich bei Akzo Nobel Coating Inc., High Point North Carolina, der aus Kontrastgründen verwendet wurde.
  • Verschiedene Bereiche einer 30 cm · 45 cm Kirschholzfurnierplatte wurden bis zu einer Filmdicke von 250 mm mit klaren Filmen einer jeden der in den Beispielen 4 bis 7 beschriebenen Beschichtungszusammensetzungen beschichtet. Jeder der klaren Filme war 5 cm breit und 30 cm lang. Die einzelnen Filme wurden auf getrennte Bereiche derselben Platte beschichtet. Nach Trocknen für 24 Stunden wurden die beschichteten Bereich qualitativ (über den Gut-Schlecht-Test) und quantitativ (durch Messung der "L" und "b"-Werte, die in den Testverfahren beschrieben wurden) nach der "Wärme" der resultierenden Beschichtung eingestuft. Die Ergebnisse werden unten in Tabelle I angegeben.
  • Es kann also aus Tabelle 1 entnommen werden, dass die Beispiele 4 und 5, welche die zweiten copolymerisierbaren Monomere, die konjugierte Basen von Sulfonat (pKa von 1.9) bzw. Phosphat (pKa von 2.2) enthalten, verwenden, eine verbesserte Wärme im Verhältnis zu dem methacrylsäurebasierten Vergleichsbeispiel 6 mit einem pKa von 4.7 aufweisen. Weiterhin sind die Beispiele 4 und 5 besser als das lösungsmittelbasierte Kontrastbeispiel 7.

Claims (4)

1. Verwendung einer Holzbeschichtungszusammensetzung, umfassend die Auswahl eines wasserbasierten Systems eines aus wenigstens einem ersten copolymerisierbaren Monomer und wenigstens einem zweiten eine konjugierte Base einer Säure enthaltenden Monomer copolymerisierten Copolymers, wobei die genannte Säure einen pKa von weniger als 4 aufweist, zur Verbesserung der Wärme eines beschichteten hölzernen Gegenstandes.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die genannte konjugierte Base eine Funktionalität, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sulfonat-, Phosphat-, Phosphonat-, Sulfatfunktionalität und einer Kombination davon, darstellt.
3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die genannte Säure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 2-Acrylamido-2- Methylpropansulfonsäure, Phosphoethyl-(meth)acrylat, Phosphobutyl(meth)acrylat, Phosphopropyl(meth)acrylat, Phosphoethylacrylat, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Sulfoethyl(meth)acrylat und 1,4-Butandiol-2-sulfonsäure.
4. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das genannte Copolymer aus 0,1 bis 50 Gew.-% der Dispersionsfeststoffe des genannten zweiten copolymerisierbaren Monomers copolymerisiert wird.
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