DE69719522T2

DE69719522T2 - Fleckabweisende beschichtungszusammensetzung auf wasserbasis

Info

Publication number: DE69719522T2
Application number: DE69719522T
Authority: DE
Inventors: Michelle Carey; Karen Elsbury; Susan George; Patrick Houlihan; Bruce Leary; Lisa Madigan; Chantel Marise; Thamala Weerasinghe
Original assignee: Orica Australia Pty Ltd
Current assignee: Orica Australia Pty Ltd
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: ATE233798T1; US20040254287A1; ATE248900T1; EP0923625A4; HK1021385A1; ES2193392T3; DE69724674T2; MY129471A; DE69719522D1; NZ334642A; DE69724674D1; EP1182241B1; AUPO216396A0; ZA977972B; JP2000517365A; EP0923625A1; CA2266035C; CN1174057C; DK0923625T3; EP0923625B1

Description

Diese Erfindung betrifft wässrige Anstrichzusammensetzungen und insbesondere Anstrichzusammensetzungen, die eine gute Fleckbeständigkeit aufweisen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Anstrichfarben finden im Haushalt sowohl für Innenanstriche als auch für Außenanstriche breite Verwendung. Für Innenanstriche, insbesondere in Küchen und Wohnbereichen, ist die Widerstandsfähigkeit eines Anstrichs gegen Flecken im Haushalt eine wichtige Eigenschaft. Das gilt besonders für Verkleidungs- und Wandanstriche, die häufig beschmutzt werden.
Zu Flecken erzeugenden Materialien im Haushalt gehören Nahrungsmittel, Öl oder Fett sowie Getränke wie Kaffee und Rotwein. Bei Innenanstrichen, die mittelstark oder gering glänzen, sind auch Eigenschaften wie die Kratzfestigkeit sowie die Beständigkeit gegenüber einer trockenen oder feuchten Reinigung wichtig. Gute Leistungsmerkmale bezüglich dieser Eigenschaften machen es möglich, die befleckte Oberfläche durch ein Abreiben zu reinigen, ohne dass die behandelte Fläche speckig wird und einen Glanz bekommt, der sich von dem des umgebenden Bereichs unterscheidet. Es wird jedoch eindeutig bevorzugt, dass der Anstrich sowohl nicht besonders empfindlich gegenüber einer Fleckenbildung ist als auch wirkungsvoll gereinigt werden kann.
Anstrichoberflächen sind auch einer Fleckenbildung durch den Träger ausgesetzt, besonders im Falle von Holzträgern, die Tannine enthalten. Das Tanninmaterial kann durch den Anstrichfilm durchdrücken und den Anstrich nach seiner Trocknung entfärben. Dieses Problem tritt insbesondere bei wässrigen Latexanstrichen auf. Es können verschiedene Faktoren zu dieser Fleckenbildung durch den Träger führen, und es wurden spezielle wässrige Latexanstriche entwickelt, um dieses Problem zu lösen. In dieser Erfindung beschäftigen wir uns jedoch nicht mit dieser Art der Fleckenbildung, sondern mit der Bildung von Flecken auf der äußersten Schicht des Anstrichs. Anstriche, die bezüglich der Fleckenbildung durch den Träger sehr leistungsfähig sind, weisen nicht notwendigerweise eine gute Widerstandsfähigkeit gegen eine Fleckenbildung im Haushalt auf und umgekehrt.
Herkömmliche Anstriche auf der Basis organischer Lösemittel, die Alkydharze als Bindemittel enthalten, und die stark vernetzte Anstrichfilme bilden, weisen im Allgemeinen eine ausgezeichnete Fleckbeständigkeit auf. Es wird angenommen, dass das auf der geringen Löslichkeit des Flecken erzeugenden Materials im Anstrichfilm beruht. Diese Anstriche verlieren jedoch an Beliebtheit, und zwar sowohl aufgrund der schädlichen Wirkungen verdampfter organischer Lösemittel auf die Umwelt als auch aufgrund der Unbequemlichkeiten, die sich für den Anwender aus den langen Wartezeiten zwischen den einzelnen Anstrichen und den Reinigungsarbeiten, die die Verwendung organischer Lösemittel erfordern, ergeben. Wässrige Versionen von Alkyden leiten unter dem Problem einer Vergilbung, insbesondere im Küchenbereich, und sie sind noch nicht zur Marktreife gelangt. Herkömmliche Anstriche auf Wasserbasis oder Latexanstriche, bei denen der Anstrichfilm durch die Koaleszenz von Teilchen aus thermoplastischen Vinyl- oder Acrylpolymeren erzeugt wird, finden breite Anwendung, aber sie haben bis jetzt noch keine ausgezeichnete Fleckbeständigkeit in der notwendigen Balance mit anderen Anstricheigenschaften, einschließlich Härte, Filmkoaleszenz, pH, Viskositätsstabilität und Färbevermögen.
Es ist für angemessene mechanische Filmeigenschaften herkömmlicher Anstriche auf Wasserbasis essentiell, dass die Polymerteilchen im Temperaturbereich einer normalen Verwendung eine gute Koaleszenz zeigen. Die Koaleszenz steht in direkter Beziehung zur Härte oder Glasumwandlungstemperatur (Tg) der Polymerteilchen. Polymere mit niedriger Tg ermöglichen eine Koaleszenz bei niedrigeren Temperaturen als Polymere mit höherer Tg. Die Härte eines Anstrichfilms beeinflusst Eigenschaften wie die Scheuer- und Abriebfestigkeit. Eine Maximierung der Filmhärte ist besonders für Anstriche in Küchen und Wohnbereichen wichtig. Die Härte wird gewöhnlich durch das Erhöhen der Tg der Polymerteilchen erhöht. Jedoch führt die Steigerung der Härte über eine Erhöhung der Tg des Polymers im Teilchen zu einer schlechteren Koaleszenz. In der Praxis wird ein Kompromiss zwischen diesen Eigenschaften dadurch erreicht, dass ein flüchtiger temporärer organischer Weichmacher verwendet wird, der die Verwendung von Polymerteilchen mit höherer Tg, als sie ansonsten verwendet werden könnten, ermöglicht. Jedoch leiden derartige Formulierungen unter dem Nachteil, dass die frühe Filmhärte schlecht ist. Das ist deshalb der Fall, weil der flüchtige Weichmacher einige Tage brauchen kann, bis er sich völlig verflüchtigt hat und aus dem Anstrichfilm verschwunden ist. Flüchtige Weichmacher werden für bestimmte Anwendungen auch deshalb nicht gerne eingesetzt, da sie zur Freisetzung organischer Lösemittel in die Atmosphäre führen. Für Verkleidungsanstriche ist es erwünscht, dass sie eine Filmhärte haben, die größer ist als die herkömmlicher wässriger Latexanstriche, die für eine großflächige Auftragung auf Wände vorgesehen sind.
Die Viskositätsstabilität ist eine wichtige Eigenschaft kommerzieller Anstrichformulierungen. Anstrichprodukte werden kommerziell innerhalb zulässiger Toleranzen bezüglich vorher festgelegter Eigenschaften hergestellt. Es ist wichtig, dass zufrieden stellende Anstricheigenschaften über den gesamten zulässigen Bereich der Spezifikation beibehalten werden. Bezüglich wässriger Latexanstriche ist der pH eine Variable bei der Herstellung, und er kann z. B. in einem Bereich von 8,5 bis 9,5 liegen. Die Viskosität ist eine Anstricheigenschaft, die sich bei einer pH-Veränderung ändern kann, und für solche Anstriche ist es wichtig, dass die Viskosität sowohl bei niedrigem als auch bei hohem Schergefälle über den pH des Spezifikationsbereichs immer innerhalb akzeptabler Grenzen liegt. Die Viskosität tendiert bei niedrigem Schergefälle dazu, die Fließ- und Egalisierungseigenschaften zu beeinflussen. Bei hohem Schergefälle tendiert die Viskosität dazu, die Leichtigkeit des Auftragens zu beeinflussen. Ein weiterer Aspekt bei der Viskositätsstabilität ist die Auswirkung einer Lagerung auf diese Eigenschaft. Es ist eindeutig erwünscht, dass sich die Viskosität über die Dauer der Lagerzeit kommerzieller Produkte nicht wesentlich verändert.
Das Färbevermögen eines Anstrichs ist eine wichtige Eigenschaft, da sie vorgibt, ob ein Anstrich mit einer Standard-Tönung auf eine bestimmte Farbe eingestellt werden kann. Es ist erforderlich, dass Anstriche über einen Bereich von Produkttypen ein ähnliches Färbevermögen zeigen, damit gleiche Tönungsformulierungen über diesen Bereich eingesetzt werden können. Das Färbevermögen ist ein Maß für die Menge der farbigen Tönung, die einer weißen Farbengrundlage zugesetzt werden muss, damit eine bestimmte Farbe erhalten wird. Wenn die Farbengrundlage eine kleinere Menge der Tönung benötigt, dann wird sie als von geringem Färbevermögen beschrieben. Ein Anstrich mit geringem Färbevermögen kann mit höheren Mengen an Titandioxid-Pigment neu formuliert werden, aber das kann die Kosten der Formulierung beträchtlich erhöhen. Umgekehrt wäre es, wenn das Färbevermögen einer Farbengrundlage hoch ist, möglich, sie mit niedrigeren Mengen an Titandioxid-Pigment neu zu formulieren, um so das benötigte Färbevermögen bei niedrigeren Formulierungskosten zu erhalten. Damit eine derartige Umformulierung akzeptabel ist, müsste die Opazität aufrecht erhalten werden. Demgemäß ist es erwünscht, dass das Färbevermögen demjenigen anderer Produkte über diesen Bereich gleich oder ähnlich ist, ohne dass das Produkt mit großen Mengen an Titandioxid-Pigment umformuliert werden muss. Außerdem muss das Färbevermögen wegen der möglicherweise langen Lagerzeit der Anstriche über die Zeit stabil sein.
Die Bindemittel, die für herkömmliche Anstriche auf Wasserbasis verwendet werden, umfassen einen weiten Bereich an Materialien. Ein Review-Artikel mit dem Titel "Polymers for Water-Based Coatings - A Systematic Overview" von J. C. Padget im Journal of Coatings Technology, Band 66, Nr. 839, Seiten 89-101 vom Dezember 1994 fasst die verschiedenen verwendeten Materialtypen zusammen. Diese reichen von dispersen Polymeren in Wasser, wie denjenigen, die in Latexanstrichen verwendet werden, bis zu vollständig wasserlöslichen Polymerlösungen. Eine weitere Klasse von Bindemitteln wird als wasserreduzierbare Harze bezeichnet, und sie sind ein Hybrid zwischen den wasserunlöslichen polymeren Bindemitteln und den vollständig wasserlöslichen Bindemitteln. Bei derartigen hybriden Harzsystemen müssen gewöhnlich beträchtliche Mengen an organischen Co-Lösemitteln vorhanden sein, und diese Systeme sind für industrielle Anwendungen und nicht für Anwendungen im Haushalt vorgesehen. Ein Beispiel für ein derartiges Harzsystem wird im US-Patent Nr. 4 230 609 (Burroway et al.) offenbart.
Die Verwendung copolymerisierbarer Acrylsäure in Additionscopolymeren wird in der Tabelle 2 des Artikels von Padget zusammen gefasst, und sie zeigt die generelle Wirkung einer Erhöhung des Acrylsäureanteils von 0 auf 100%. Es sind die Viskositätseigenschaften bei einer Neutralisierung mit ansteigender Säuremenge dargestellt. Für Acrylsäureanteile von 1% oder mehr wird beschrieben, dass die Viskosität nach der Neutralisierung ansteigt. Für Acrylsäureanteile von 1-2% wird beschrieben, dass dieser Anstieg der Viskosität durch die Verwendung eines hydrophoben Comonomers wie Styrol im Wesentlichen ausgeglichen wird. Das würde einen Ersatz eines weniger hydrophoben, harten Comonomers wie Methylmethacrylat bedeuten. Wir haben gefunden, dass derartige Latexe zwar die Stabilität der Viskosität aufrecht erhalten, aber, wenn sie als Anstriche formuliert, dazu neigen, bezüglich des Färbevermögens und der Fleckbeständigkeit unbefriedigend zu sein. Wir haben eine ähnliche Leistungsfähigkeit für Anstriche beobachtet, die aus Latexen formuliert wurden, die im Australischen Patent Nr. 500 903 an Hoechst beschrieben wurden. Das Beispiel 1 dieses Patents beschreibt die Herstellung einer Zusammensetzung aus Butylacrylat/Styrol/Methacrylsäure/Acrylsäure/Acetessigsäureallylester in den Gewichtsanteilen 300/300/12/6/12. Daraus berechnen sich 1,90% Methacrylsäure und 0,95% Acrylsäure als Anteil an den gesamten Monomeren.
Im Europäischen Patent Nr. EP 0 466 409 an Rohm und Haas wird die Herstellung mehrerer Latexe für die Verwendung bei der Mischung harter und weicher Latexe zur Bereitstellung von Anstrichen mit guter Blockfestigkeit beschrieben. Die Zusammensetzungen der Proben, die Carbonsäuremonomere enthielten, sind in der TABELLE 1 angegeben, wobei die Monomermengen als Gewicht angegeben sind: TABELLE 1
EHA = Ethylhexylacrylat
BA = Butylacrylat
MMA = Methylmethacrylat
AN = Acrylnitril
MAS = Methacrylsäure
Für die Proben 2-8 liegt der Methacrylsäureanteil bei ungefähr 2,0%, und für die Probe 1 beträgt er 2,5%.
Die PCT-Patentanmeldung Nr. PCT/AU94/00600 offenbart wässrige, erdbeständige Beschichtungen. Diese Beschichtungen setzen ein Bindemittel ein, das ein Blend polymerer Dispersionen mit niedriger und hoher Tg in bestimmten Verhältnissen ist. Zwar haben die erdbeständigen Beschichtungen dieser Erfindung gute Eigenschaften bezüglich der Widerstandsfähigkeit gegen Erde, aber sie zeigen bei einem Test als Anstriche für Verkleidungen in Innenräumen keine sehr gute Fleckbeständigkeit.
Wässrige Anstriche, die Polymerteilchen aus Latex mit unterschiedlichen Härten enthalten, wurden zur Verbesserung spezifischer Eigenschaften von Anstrichfilmen, einschließlich der Filmhärte, der Blockfestigkeit, der Koaleszenz und der Widerstandsfähigkeit gegen Erde, vorgeschlagen.
Im Europäischen Patent Nr. EP 0 466 409 an Rohm und Haas, auf das oben Bezug genommen wurde, werden Blends aus Emulsionen harter und weicher Polymere verwendet. Das harte Polymer der Emulsion hat eine Tg von über 20ºC, und das weiche Polymer der Emulsion hat eine Tg von unter 20ºC. Von diesen Zusammensetzungen, die in der Beschreibung nach dem derzeitigen Stande der Technik dargelegt wurden, wird gesagt, dass sie besonders nützlich für die Bereitstellung einer guten Blockfestigkeit sind, wenn sie als Halbglanzlacke für Innenräume formuliert werden, wobei sie gleichzeitig gute Eigenschaften bezüglich der Filmbildung bei niedriger Temperatur beibehalten. Es wird nichts über ihre Fleckbeständigkeit gesagt. Auf Seite 5 dieser Beschreibung nach dem derzeitigen Stande der Technik erklären die Erfinder, dass, wenn eine Emulsion eines weichen Polymers mit zunehmenden Mengen einer Emulsion eines harten Polymers vermischt wird, die minimale Filmbildungstemperatur ("minimum film forming temperature", MFFT)) ungefähr bei der MFFT des weichen Polymers bleibt, bis das harte Polymer ungefähr 50 Gew.-% des Polymerblend ausmacht. Da es für ihre Zusammensetzungen wichtig ist, dass sie eine gute Filmkoaleszenz bei niedriger Temperatur aufweisen, enthalten die bevorzugten Bindemittelzusammensetzungen 60 Gew.-% des weichen und 40 Gew.-% des harten Polymers. In ihren Beispielen variiert das Verhältnis des weichen Latexpolymers zum harten Latexpolymer von 4 : 1 bis 1,5 : 1, und alle weichen Polymere haben eine MFFT von über 0ºC.
Das Japanische Patent J 5 9215-365-A an Nippon Acryl Kagaku offenbart Zusammensetzungen, die durch das Mischen von 35-45 Gew.-% einer Acrylharzemulsion mit einer Tg von 25 bis 50ºC mit 55-65 Gew.-% einer Acrylharzemulsion mit einer Tg von -10 bis +15ºC erhalten werden Diese Zusammensetzungen haben somit ein Verhältnis von weich zu hart von 1,9 : 1 bis 1,2 : 1. Diese Zusammensetzungen enthalten auch einen organischen Weichmacher, der flüchtig sein kann. Zwar finden diese Anstriche eine spezielle Anwendung als Ventilatorbeschichtungen, um das Verschmieren der Oberfläche zu verhindern, aber die Eigenschaften bezüglich der Fleckbeständigkeit werden nicht untersucht, obwohl man auf der Basis der Zusammensetzung der Monomere erwarten würde, dass sie schlecht ist.
Hoy diskutiert die Wirkung mehrerer Zusammensetzungs- und Verarbeitungsvariabler in einem Artikel mit dem Titel "Effect of Reaction Pathway on Emulsion Polymer Structure" im Journal of Coatings Technology, Band 51, Nr. 651, Seiten 28-41 vom April 1979. In mehreren Modellsystemen untersucht er die Wirkung von Monomeren mit hoher Tg auf die Viskosität in sehr verdünnten Systemen. Seine Modellsysteme setzen verschiedene Monomere ein, und wenn er Styrol verwendet, dann ist seine Studie auf Polymerdispersionen beschränkt, bei denen die Gesamt-Tg der Dispersionen bei 27 bis 100ºC lag. Seine Studie legt nahe, dass die Verwendung von Styrol als Comonomer zu Polymerdispersionen führt, bei denen die Carboxygruppen verborgen sind.
Das Australische Patent Nr. 666 797 offenbart Latexanstriche mit guter Fleckbeständigkeit. Diese Anstriche müssen ein Verdickungsmittel, das nicht auf einer Cellulosebasis beruht, enthalten, und sie setzen ein Bindemittel ein, das wenigstens 40 Molprozent Styrol und α-Methylstyrol enthält. Ein Beispiel für ein bevorzugtes Polymer ist ein Copolymer aus 49 Molprozent Styrol, 11 Molprozent α-Methylstyrol, 22 Molprozent 2-Ethylhexylacrylat und 18 Molprozent Methylmethacrylat. Diese bevorzugte Zusammensetzung weist, wie andere bevorzugte Latex-Zusammensetzungen, keine Carbonsäuregruppen auf. Zwar haben wir gefunden, dass Anstriche, die in diesem Patent beschrieben werden, im Allgemeinen gute Eigenschaften bezüglich einer Fleckenbildung aufweisen, aber sie sind nicht optimal bezüglich der Fleckbeständigkeit gegen die üblichen, im Haushalt zu Flecken führenden Materialien.
EP 0 562 730 offenbart Zusammensetzungen für Versiegelungsanstriche, die eine gute Fleckbeständigkeit aufweisen. Diese Beschichtungen sind in erster Linie für eine Auftragung auf Böden und ähnliche Träger gedacht. Alle Copolymer-Zusammensetzungen dieses Patents haben relativ hohe Glasübergangstemperaturen, die weit über 30ºC liegen. Die Bedeutung der Tg in dieser Literaturstelle wird dargelegt. Auf Seite 4, Zeilen 30-39, werden spezifische Anforderungen an die Tg dargelegt, die zeigen, wie kritisch die Glasübergangstemperaturen der Copolymere sind. Im Anspruch 1 muss das Monomer mit der niedrigen Tg (niedriger als ungefähr 20ºC), wie unter (a) festgestellt wird, weniger als 20 Gew.-% ausmachen. Das wird weiter durch die Beispiele unterstützt. Außerdem gibt es verschiedene vergleichende Beispiele, die zeigen, wie kritisch die Glasübergangstemperatur ist. Zum Beispiel zeigt das Vergleichsbeispiel 24 in dieser Literaturstelle bei einem Vergleich mit dem Beispiel 7, das die höhere Tg kritisch für die erforderliche Leistungsfähigkeit ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung stellt in einer Form eine wässrige Anstrichzusammensetzung bereit, die eine anionisch stabilisierte, additionspolymerisierte Polymerdispersion umfasst, die aus einer Carbonsäure polymerisiert wird, die ein ethylenisch ungesättigtes Monomer enthält, das aus Acrylsäure und Methacrylsäure ausgewählt ist, ein hydrophobes, aromatisches, ethylenisch ungesättigtes Monomer mit hoher Tg, das aus Styrol und alpha-Methylstyrol ausgewählt ist, sowie ein C&sub2;-C&sub1;&sub2; Acrylatestermonomer, dadurch gekennzeichnet, dass die relativen Anteile der ethylenisch ungesättigten Monomere so ausgewählt sind, dass die folgende Gleichung I erfüllt wird:
wobei a = 2,0-13
b = Gewichtsprozent hydrophobes aromatisches Monomer mit hoher Tg
c = Gewichtsprozent Acrylsäure
d = Gewichtsprozent Methacrylsäure,
und die weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, dass die Polymerdispersion eine Tg von -15 bis 30º aufweist.
Vorzugsweise liegen die Gewichtsprozente des hydrophoben aromatischen Monomers bei 8 bis 70, und bevorzugter bei 10 bis 50. Vorzugsweise hat die Polymerdispersion ein Zahlenmittel der Teilchengröße von unter 200 Nanometern, bevorzugter 150 Nanometern und am bevorzugtesten von unter 120 Nanometern.
Vorzugsweise ist a = 2,5-10,0.
Bei noch einer weiteren Form dieser Erfindung wird eine wässrige Polymerdispersion, wie sie in der obigen Beschichtungszusammensetzung enthalten ist, bereit gestellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wir haben gefunden, dass die erfindungsgemäßen anionisch stabilisierten Polymerdispersionen nützliche Eigenschaften bewirken können, wenn sie als wässrige Anstriche formuliert werden. Die Tg der Polymerdispersion kann über einen Bereich von -15 bis 30ºC variieren, vorzugsweise von -5 bis 25ºC. Wenn die Tg des Polymers in der Polymerdispersion im Bereich von 0-30ºC liegt, dann können sie als das einzige Polymerbindemittel verwendet werden, und es können Anstriche, die eine gute Fleckbeständigkeit, Viskosität, Stabilität und ein gutes Färbevermögen aufweisen, hergestellt werden. Diese guten Eigenschaften werden im Allgemeinen beibehalten, wenn ein zusätzliches Bindemittel verwendet wird. Jedoch tendieren die günstigen Eigenschaften außer der Viskositätsstabilität dazu, sich zu verschlechtern, wenn andere Bindemittel in Kombination mit den erfindungsgemäßen Dispersionen verwendet werden. Wenn die Tg bei 25ºC bis 30ºC und darüber liegt, können Anstriche durch das Kombinieren dieser Polymerdispersion mit einer wässrigen Polymerdispersion mit niedriger Tg formuliert werden. Diese Polymerdispersion mit niedriger Tg kann nicht-ionisch oder anionisch stabilisiert sein. Die Polymerdispersion mit niedriger Tg kann eine Zusammensetzung aufweisen, wie sie in der Gleichung I definiert ist.
Die erfindungsgemäßen anionisch stabilisierten Latexe sind Copolymere von additionspolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Comonomeren.
Wir haben gefunden, dass gute Anstricheigenschaften unter der Voraussetzung erhalten werden, dass die angegebenen ethylenisch ungesättigten Monomere in solchen Anteilen eingesetzt werden, dass die Beziehung, die in der Gleichung I definiert ist, eingehalten wird. Wenn die Monomere so gewählt werden, dass das "a" in der Gleichung I kleiner als 2 ist, dann tendieren die Anstriche dazu, eine unbefriedigende Viskositätsstabilität zu zeigen. Wenn "a" größer als 13 ist, dann wird gewöhnlich eine gute Viskositätsstabilität aufrecht erhalten, aber es werden ein schlechteres Färbevermögen und eine schlechtere Fleckbeständigkeit beobachtet.
Styrol und alpha-Methylstyrol sind geeignete hydrophobe aromatische Monomere.
Es können Mischungen aus Acrylsäure und Methacrylsäure verwendet werden, aber auch jede Säure alleine. Acrylsäure ist unsere bevorzugte Säure. Die Menge an Methacrylsäure in einer Polymerdispersion liegt vorzugsweise bei unter 6% der gesamten Monomere und bevorzugter bei unter 4% der gesamten Monomere.
Styrol ist unser bevorzugtes hydrophobes aromatisches Monomer mit hoher Tg. Bei unserer bevorzugten Formulierung kann Styrol das alleinige hydrophobe aromatische Monomer mit hoher Tg sein. Alternativ können Mischungen aus Styrol und alpha-Methylstyrol verwendet werden.
Bevorzugte Alkylacrylate sind Ethylacrylat, Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
Wir verwenden den Begriff "Monomer mit hoher oder niedriger Tg" in dem Sinne, dass die Tg eines Homopolymers aus einem derartigen Monomer gemeint ist. Eine hohe Tg liegt über 40ºC, und eine niedrige Tg liegt unter 20ºC.
Neben Styrol, alpha-Methylstyrol, Acrylsäure, Methacrylsäure und Alkylacrylaten können gegebenenfalls andere Comonomere verwendet werden. Zu Beispielen für nützliche Comonomere gehören Alkylacrylate und Methacrylate, bei denen die Alkylgruppe 1 bis 20 (und bevorzugter 1 bis 8) Kohlenstoffatome enthält, Vinylacetat, Acrylnitril sowie einfache und substituierte Olefine wie Butadien, Ethylen und Vinylchlorid. Monomere wie Methylmethacrylat und höhere Alkylmethacrylatester werden gewöhnlich bevorzugt. Monomere, die andere funktionelle Gruppen enthalten, wie Hydroxy- oder Aminogruppen, können ebenfalls verwendet werden. Kleinere Mengen anderer funktioneller Monomere, wie Ureido- oder Acetoacetathaltige Monomere, die für spezielle Zwecke gedacht sind, wie eine Verbesserung der Haftung oder eine Vernetzung, können ebenfalls eingearbeitet werden. Solche funktionellen Monomere werden gewöhnlich in Mengen von unter 15 Gew.-% der gesamten Monomere eingearbeitet.
Bei bevorzugten Zusammensetzungen können 5-10% an Monomeren aus Acetoacetoxyethylmethacrylat (AAEM) in diese Dispersionen eingearbeitet werden, um die Reibungsechtheit und die Härte der resultierenden Anstrichfilme zu verbessern. Wir haben gefunden, dass es durch die Verwendung eines vernetzbaren Latex, beispielsweise über die Einarbeitung von 5-10% AAEM, möglich ist, eine gute Balance der Anstricheigenschaften zu erzielen. Die Auswahl der optimalen Comonomere und ihrer relativen Anteile basiert auf in diesem Gebiet gut etablierten Prinzipien und generellen Balanceeigenschaften hinsichtlich Filmhärte, Haftung, Härte und Kosten.
Das Molekulargewicht der Copolymere in den erfindungsgemäßen Polymerdispersionen ist generell demjenigen bekannter Latexe ähnlich und liegt typischerweise bei wenigstens 100 000 und üblicher bei wenigstens 200 000. Man lässt eine leichte Gelstruktur der Teilchen zu, die ähnlich der Gelstruktur bekannter, im Handel erhältlicher Latexe ist. In bestimmten Fällen ist es erwünscht, die Gelstruktur durch die Zugabe kleinerer Mengen, üblicherweise weniger als 1%, polyfunktioneller Acrylat- oder Methacrylatmonomere zu verstärken, vorausgesetzt, die Filmbildung wird nicht auf inakzeptable Weise beeinträchtigt. Ein Beispiel für ein geeignetes Acrylat ist Glycerylpropoxytriacrylat.
Die wässrigen, entweder anionisch oder nicht-ionisch stabilisierten erfindungsgemäßen Dispersionen können mittels bekannter Verfahren hergestellt werden, beispielsweise mittels einer Emulsionspolymerisation. Es wird in dieser Erfindung bevorzugt, dass, wenn ein Blend von wässrigen Dispersionen mit höherer und niedriger Tg verwendet wird, die Polymerdispersion mit niedriger Tg nicht-ionisch oder sterisch stabilisiert ist. Der Begriff sterisch stabilisiert ist ein auf dem Gebiet der Kolloidwissenschaft etablierter Begriff und bedeutet, dass in wässrigen Systemen eine Kolloidstabilität durch die Anwesenheit einer Hülle aus wasserlöslichen polymeren oder oligomeren Ketten, die auf der Oberfläche der Teilchen verankert sind, bewirkt wird. Mit "sterisch stabilisierte Dispersionen" meinen wir, dass, auch wenn andere Stabilitätstypen, wie eine anionische oder kationische, vorliegen können, die Kolloidstabilität allein durch eine sterische Stabilisierung bewirkt werden kann. Für die Zwecke dieser Erfindung besteht ein einfacher Test zur Klärung, ob die Dispersion sterisch stabilisiert ist oder nicht, darin, die Ionenkonzentration der wässrigen Phase in einem solchen Ausmaß zu erhöhen, dass die ionische Stabilisierung aufgehoben wird, und dann die Stabilität der Dispersion zu prüfen.
Die nicht-sterisch stabilisierten Dispersionen sind anionisch stabilisiert. Wir meinen damit, dass zwar auch andere Stabilitätsformen in einem gewissen Umfang vorliegen können, diese anderen Stabilitätsformen aber nicht ausreichen, die Dispersionen in Abwesenheit der anionischen Stabilisierung zu stabilisieren. In der Praxis kann die Stabilität einer Dispersion dadurch bestimmt werden, dass die Ionenstärke des wässrigen Mediums erhöht wird, um die anionische Stabilisierung aufzuheben, und die Stabilität der Dispersion bestimmt wird. Wenn sie anionisch stabilisiert ist, wird die Dispersion unter diesen Bedingungen ausflocken. In der Praxis besteht ein einfacher Test zur Bestimmung, ob eine Dispersion anionisch stabilisiert ist, darin, den pH des wässrigen Medium abzusenken, bis er bei ungefähr 5 liegt. Wenn die Dispersion ausflockt, dann betrachten wir sie als anionisch stabilisiert.
Beispiele für die Herstellung nicht-ionisch stabilisierter Polymerdispersionen, die für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden im Australischen Patent Nr. 618 176 beschrieben. Ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind Polymerdispersionen, die eine Struktur aus Kern und Hülle aufweisen, wobei entweder die harten Teilchen oder die weichen Teilchen oder beide so strukturiert sind, dass sich die äußere Hülle des Teilchens bezüglich der Zusammensetzung des Polymers von derjenigen des Teilchenzentrums unterscheidet.
Die Herstellung einer anionisch stabilisierten Dispersion ist gut bekannt und in Standardschriften niedergelegt. Beispiele für die Herstellung anionisch stabilisierter Dispersionen, die für die Dispersion mit hoher Tg geeignet sind, werden in der Australischen Patentanmeldung Nr. 16642/72 beschrieben.
Vorzugsweise ist das wässrige Medium, das für die Polymerisation eingesetzt wird, gepuffert, beispielsweise mit Natriumbicarbonat, was zu einer teilweisen Ionisation der Carbonsäure führt und zur Prozessstabilität beiträgt.
Die wässrigen Dispersionen sind gewöhnlich thermoplastisch und bleiben nach der Filmbildung thermoplastisch. Im Umfang der vorliegenden Erfindung sind jedoch Dispersionen aus vernetzbaren Polymeren eingeschlossen, bei denen die Vernetzung nach der Filmbildung stattfindet. Beispiele sind in diesem Gebiet gut bekannt, und besonders nützliche Beispiele werden in unserer ebenfalls anhängigen Anmeldung mit dem Titel "Crosslinkable Aqueous Coating Compositions" (PCT AU94/00599) beschrieben.
Ein wichtiges Charakteristikum der erfindungsgemäßen wässrigen Dispersionen ist ihre Glasübergangstemperatur (Tg). Der Begriff "Glasübergangstemperatur" ist in diesem Gebiet gut bekannt, und im Allgemeinen definiert er den Beginn einer großräumigen Molekülbewegung, bei der das Polymer die äußere Erscheinung eines Feststoffes beibehält, aber gummiartig und dann mit zunehmender Temperatur klebrig wird und ein plastisches Fließen und eine elastische Deformation durchläuft. Die theoretische Tg wird oft nach der Fox-Gleichung 1/Tg = Wi/Ti berechnet. Jedoch kann die Tg mittels des Verfahrens der differenziellen Thermoanalyse gemessen werden, das im Journal of Paint Technology, Band 41, Seiten 167- 168 (1969) dargelegt ist, oder durch die Testung auf Erweichungspunkte unter Verwendung von Gradient Bars zur Bestimmung der minimalen Filmbildungstemperatur oder mittels der thermomechanischen Analyse (TMA). In der Praxis finden wir in den meisten Fällen, dass die Tg, wie sie mit den verschiedenen zur Verfügung stehenden Verfahren bestimmt wird, nahe der theoretischen Tg nach Fox liegt. Jedoch kann es in einigen Fällen zu beträchtlichen Abweichungen kommen, und typischerweise verhalten sich anionische Latexe so, als ob ihre Tg-Werte 10-15ºC über den Tg-Werten nach Fox liegen, und nicht-ionische Latexe verhalten sich so, als ob ihre Tg-Werte niedriger als die Tg-Werte nach Fox liegen. In solchen Fällen bevorzugen wir es, Tg-Werte zu verwenden, die mit realen Dispersionen mit Hilfe von Verfahren wie der TMA nach der Filmbildung gemessen wurden.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der ein Blend aus Dispersionen mit hoher und niedriger Tg verwendet wird, sollte die Dispersion mit der niedrigen Tg eine Tg von höchstens 0ºC haben. Jedoch wird gewöhnlich eine bessere Balance der Filmeigenschaften des Anstrichs erzielt, wenn die Tg im Bereich von -40 bis -5ºC, und bevorzugter von -20 bis -10ºC, liegt.
Es werden mittels der vorliegenden Erfindung nicht nur fleckabweisende Anstriche erhalten, sondern es können bei bestimmten Anwendungen Anstriche unter Verwendung eines Blend aus Dispersionen mit hoher und niedriger Tg formuliert werden, und diese Anstriche erfordern nicht den Zusatz flüchtiger organischer Weichmacher. Dementsprechend können Anstriche hergestellt werden, die die Anforderung an schadstoffarme Anstriche, keine flüchtigen organischen Verbindungen ("volatile organic compounds", VOC) zu enthalten, erfüllen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind besonders für Glanz- und Halbglanz- Anstriche geeignet, aber sie können auch in gering glänzenden und matten Anstrichen eingesetzt werden. Um die besten Ergebnisse zu erzielen ist es, wie wir gefunden haben, vorteilhaft, Polymerdispersionen mit kleiner Teilchengröße zu verwenden, insbesondere für Glanz- und Halbglanz-Anstriche. Die Teilchengröße sollte vorzugsweise kleiner als 200 nm im Durchmesser sein, bevorzugter kleiner als 150 nm und am bevorzugtesten kleiner als 120 nm. Bevorzugte Anstriche haben einen Glanz von wenigstens 10 (unter einem Winkel von 60º) und bevorzugter von wenigstens 40 (unter einem Winkel von 60º).
Inhaltsstoffe für die Formulierung des Anstrichs, wie Pigmente, Pigment-Dispergiermittel, mineralische Füllstoffe, Füllstoffe aus Kunststoff, Lösemittel mit offener Verarbeitungszeit, die Rheologie modifizierende Substanzen und Fungizide, können in Mengen, die in diesem Gebiet üblich sind, eingearbeitet werden. Diese Materialien können die gesamten Eigenschaften des Anstrichs beeinflussen, einschließlich der Fleckbeständigkeit, des Färbevermögens und der Viskositätsstabilität. Die Methodik der Formulierung ist gut bekannt, und der Einfluss dieser verschiedenen Materialien auf die Eigenschaften des Anstrichs kann über Routineexperimente bestimmt werden.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele bevorzugter Ausführungsformen weiter beschrieben.

Beispiel 1

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung und Beurteilung eines erfindungsgemäßen, gering glänzenden Innenanstrichs.

1.1 Herstellung einer wässrigen Dispersion mit einer Tg nach Fox von +22ºC

Material Gew.-%
A. Wasser 21,984
Nonylphenolethoxylatsulfat* (Tensid) 0,350
B. Wasser 0,097
Natriumcarbonat 0,018
Ammoniumpersulfat 0,014
C. Wasser 3,836
Natriumcarbonat 0,197
Ammoniumpersulfat 0,034
D. Methylmethacrylat 18,371
Butylacrylat 16,615
Styrol 7,188
N-(2-Methacryloyloxyethyl)ethylen- harnstoff (25% in Methylmethacrylat) 1,331
Acrylsäure 0,865
Nonylphenolethoxylatsulfat* (Tensid) 0,700
Wasser 27,761
E. Entschäumer 0,010
Biozid 0,080
Ammoniumhydroxid (25% in Wasser) 0,549
100,0
* 60% in Wasser
Die Stufe A wurde in ein Gefäß gegeben, das mit einem Rührer, einem Kondensator und Zufuhreinrichtungen ausgestattet war, und unter Rühren unter einer Stickstoff-Schutzschicht auf 80ºC erhitzt. Die zuzusetzende Stufe D wurde bei hoher Scherkraft vorgemischt und emulgiert. Die Stufe B wurde zur Stufe A gegeben und 10 Minuten gerührt, ehe begonnen wurde, gleichzeitig die Stufen C und D zuzugeben. Sowohl C als auch D wurden innerhalb von 240 Minuten zugegeben, wobei die Reaktionstemperatur bei 80ºC gehalten wurde. Nach den Zugaben wurde die Reaktionsmischung eine weitere Stunde bei 80ºC gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Es wurde die Stufe E zugegeben, und dann wurde 10 Minuten gerührt.
Die Feststoffe dieser Dispersion machten 45 Gew.-% aus. Sie hatte einen pH von 8,0, und die Teilchengröße (Dn) lag bei 80 nm. Diese Dispersion hatte einen "a"-Wert von 5,2. Diese Dispersion wurde Dispersion 1 genannt.

1.2 Herstellung eines Anstrichs mit geringem Glanz unter Verwendung der Dispersion 1

Material Gew.-%
A. Wasser 13,5
Propylenglykol 1,0
Aminomethylpropanol 0,1
Polyacrylsäure, Na-Salz (Dispergiermittel) 0,3
Octylphenol (nicht-ionisches Tensid) 0,5
Entschäumer 0,3
Titandioxid (Rutilpigment) 25,5
amorphes Kieselgel 2,5
Calciumcarbonat (Füllstoff) 6,5
B. Dispersion 1 22,0
Wasser 19,9
C. Propylenglykol 5,0
Texanol* 2,0
Styrol 7,188
assoziatives Verdickungsmittel 0,3
Verdickungsmittel auf Cellulosebasis 0,5
Biozid 0,1
100,0
* 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyrat
Die Materialien der Stufe A wurden nacheinander unter Rühren zugegeben und dann 10-15 Minuten unter schnellem Mischen dispergiert, um eine gute Dispersion des Pigments zu erzielen. Dem Mahlansatz wurde allmählich die Stufe B zugegeben, die Mischung wurde 10 Minuten gerührt, und dann wurde der pH mit Ammoniumhydroxid (25%ige Lösung in Wasser) auf 9,0 eingestellt. Die Materialien der Stufe C wurden nacheinander zugegeben, wobei nach jeder Zugabe 10 Minuten gerührt wurde und das Verdickungsmittel allmählich in einem bleistiftdünnen Strom zugesetzt wurde. Die Rührgeschwindigkeit wurde, als sich die Viskosität erhöhte, ebenfalls erhöht, um eine effiziente Mischung sicher zu stellen. Die Zusammensetzung wurde bei mäßiger Geschwindigkeit weitere 10 Minuten gemischt.
Der resultierende Anstrich enthielt 36 Vol.-% Feststoffe und 38 Vol.-% PVC und hatte einen pH von 9,0. Er wurde "Anstrich 1" genannt.

1.3 Beurteilung des Anstrichs

Der Anstrich 1 (eine Schicht) wurde aufgetragen. Dann ließ man den Anstrichfilm eine Woche bei 25ºC trocknen. Die Reagenzien, die zur Testung der Fleckbeständigkeit des Anstrichs verwendet wurden, umfassten einen blauen Lebensmittelfarbstoff, rote Tinte, Rotwein, Tee- und Kaffeelösungen sowie eine spezielle hydrophobe Testverbindung, "K und N". Diese Flecken verursachenden Agenzien wurden auf die Anstrichfilme aufgetragen, wo man sie eine Stunde für eine Fleckenbildung verweilen ließ. Überschüssiges Fleckenreagens wurde dann entfernt, und der Anstrichfilm wurde mit einem Haushaltsreiniger und Papiertüchern gründlich gereinigt. Das Brett wurde visuell bezüglich der Fleckbeständigkeit untersucht und anhand einer Skala von 1-5 im Vergleich mit einer geeigneten Kontrolle bewertet, wobei 5 = ausgezeichnete Fleckbeständigkeit und 1 = schlechte Fleckbeständigkeit. Im Allgemeinen ist eine Bewertung von wenigstens 3 für Anstriche mit guter Fleckbeständigkeit erforderlich.
Zur Beurteilung des Färbevermögens wurde dem Anstrich eine Standardtönung in vorgegebener Konzentration zugesetzt. Der getönte Anstrich wurde dann fünf Minuten mittels eines "Red Devil High Speed Paint Mixer" geschüttelt, um eine adäquate Einarbeitung der Tönung sicher zu stellen. Der getönte Anstrich wurde auf eine Leneta-5DX-Karte aufgetragen, wobei ein nasser Film von 40 um Dicke, gebildet wurde, und 20 Minuten bei 80ºC forciert getrocknet. Eine zweite Schicht des Anstrichs, ebenfalls mit einer Dicke des nassen Films von 40 um, wurde auf die erste Anstrichschicht aufgetragen und 20 Minuten bei 80ºC forciert getrocknet. Mittels eines Spektralphotometers (Milton Roy Colour Graph) wurde das Färbevermögen des Anstrichs durch den Vergleich mit einer computergespeicherten Referenzfarbe gemessen. Die Anstriche wurden bezüglich ihres Färbevermögen auf einer Skala von 1-5 bewertet, wobei 1 schlecht ist, mit einem um 20% erniedrigten Färbevermögen, und 5 ausgezeichnet ist, mit einem um 5% erniedrigten Färbevermögen.
Eine Bewertung von 4 oder 5 ist für kommerzielle Anstriche erwünscht.
Die Anstrichviskositäten wurden mit einem Brookfield-Viskosimeter für niedrige Schergefälle und mit einem Kegel-Platte-Viskosimeter für hohe Schergefälle nach 1, 2, 3 und 4 Woche(n) Lagerung bei 50ºC gemessen. Sie wurden auch bei niedrigem (8,5) und hohem (9,5) pH gemessen. Sie wurden bezüglich der Viskositätsstabilität auf einer Skala von 1-5 bewertet, wobei 1 schlecht und 5 ausgezeichnet ist. Im Allgemeinen wurden die Anstriche als schlecht bewertet, wenn die Viskosität bei niedrigem Schergefälle um mehr als 100% anstieg, und als ausgezeichnet, wenn die Viskosität bei niedrigem Schergefälle um weniger als 20% anstieg. Um eine Bewertung von wenigstens 3 zu erzielen, musste die Viskosität bei hohem Schergefälle nach der Lagerung innerhalb eines für die Auftragung mit dem Pinsel akzeptablen Bereichs liegen. Akzeptable Anstriche hatten eine Bewertung von wenigstens 3.
Der Anstrich 1 wurde mit 4 bezüglich der Fleckbeständigkeit, 5 bezüglich des Färbevermögens und 5 bezüglich der Viskositätsstabilität bewertet.

Beispiele 2-3

Diese Beispiele veranschaulichen die Herstellung erfindungsgemäßer wässriger Dispersionen. Es wurde das Verfahren aus Beispiel 1 wiederholt, wobei die relativen Anteile an Methylmethacrylat und Butylacrylat so eingestellt wurden, dass Tg-Werte nach Fox von 10 und 27 erhalten wurden.
Diese Dispersionen wurden als Dispersionen 2 bzw. 3 bezeichnet. Diese beiden Dispersionen haften einen "a"-Wert von 5,2 und Teilchengrößen von 87 nm bzw. 90 nm. Die Anstriche wurden wie im Beispiel 1 formuliert, wobei die Dispersion 1 nacheinander durch die Dispersion 2 und die Dispersion 3 ersetzt wurde, um den Anstrich 2 und den Anstrich 3 zu erzeugen. Die Ergebnisse der Beurteilung des Anstrichs 2 und des Anstrichs 3 lagen bei 4 bzw. 4 für die Fleckbeständigkeit, bei 5 bzw. 5 für das Färbevermögen und bei 5 bzw. 4 für die Viskositätsstabilität.

Beispiele 4-10

Diese Beispiele sind im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, und sie zeigen im Allgemeinen gute Anstricheigenschaften, wenn der "a"-Wert in der Gleichung I innerhalb des definierten Bereichs variiert wird. Der "a"-Wert wurde verändert, indem die Menge des Styrols im Beispiel 1 und/oder die Menge der (Meth)acrylsäure verändert wurde(n).
Die Dispersionen wurden wie im Beispiel 1 hergestellt, und zwar mit den in der TABELLE 2 angegebenen Mengen der Styrol- und Carbonsäuremonomere. Die Mengen an Methylmethacrylat und Butylacrylat wurden so eingestellt, dass die geeigneten Tg-Werte erhalten wurden. Die Ergebnisse der Bestimmung des "a"-Wertes, der Tg und der Beurteilung der Anstriche, wenn sie wie im Beispiel 1 als Anstriche mit niedrigem Glanz formuliert wurden, sind ebenfalls in der TABELLE 2 dargestellt. TABELLE 2
AS = Acrylsäure
MAS = Methacrylsäure
FV = Färbevermögen
VS = Viskositätsstabilität

Beispiele 11-12

Diese Beispiele veranschaulichen die Verwendung von anderen Alkylacrylatester- Monomeren als Butylacrylat.
Es wurde das Beispiel 1 wiederholt, außer dass das Butylacrylat-Monomer durch Ethylacrylat (Beispiel 11) und 2-Ethylhexylacrylat (Beispiel 12) ersetzt wurde. Die Mengen jedes dieser beiden Monomere und die Menge des Methylmethacrylats wurden so eingestellt, dass der gleiche Tg-Wert nach Fox wie im Beispiel 1 erhalten wurde. Diese beiden Dispersionen wurden als Dispersion 11 bzw. Dispersion 12 bezeichnet, und sie hatten Teilchengrößen von 85 nm bzw. 90 nm. Wenn sie wie im Beispiel 1 in einem Anstrich beurteilt wurden, sahen die Testergebnisse folgendermaßen aus:
Fleckbeständigkeit 4 bzw. 4, Färbevermögen 5 bzw. 4, Viskositätsstabilität 5 bzw. 5.

Beispiel 13

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung wässriger Dispersionen unter Verwendung eines anderen hydrophoben aromatischen Monomers als Styrol mit hoher Tg.
Es wurde das Beispiel 1 mit dem gleichen Tg-Wert wiederholt, wobei das Gewicht des Styrols durch das gleiche Gewicht an alpha-Methylstyrol ersetzt wurde. Der prozentuale Anteil des Methylmethacrylats lag bei 16,834, und der prozentuale Anteil des Butylmethacrylats lag bei 18,130. Die Dispersion wurde als Dispersion 13 bezeichnet.
Sie wurde in einem Anstrich beurteilt, wie es im Beispiel 1 dargelegt ist, und sie lieferte die folgenden Ergebnisse: Fleckbeständigkeit 4, Färbevermögen 4, Viskositätsstabilität 5.

Beispiele 14-19

Diese Beispiele sind Vergleichsbeispiele, die nicht im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind. Diese Beispiele zeigen eine weniger als zufriedenstellende Leistungsfähigkeit, wenn der Wert für "a" in der Formel außerhalb des definierten Bereichs liegt.
Die Dispersionen 14, 15 und 16 wurden gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei die Mengen an Acrylsäure und/oder Styrol so eingestellt wurden, dass für jede Probe eine Tg von 22ºC erhalten wurde.
Die Beispiele 17 und 18 waren Dispersionen, die den Proben 1 und 8 im Europäischen Patent Nr. EP 0 466 409 an Rohm und Haas entsprachen. Das Beispiel 19 entspricht dem Beispiel 1 des Australischen Patents Nr. 500 903 an Hoechst. Alle diese Dispersionen wurden in Anstrichen bezüglich Fleckbeständigkeit, Färbevermögen und Viskositätsstabilität wie im Beispiel 1 beurteilt, wobei die in der TABELLE 3 aufgeführten Ergebnisse erhalten wurden. Keiner dieser Anstriche wurde als zufriedenstellend beurteilt. TABELLE 3
AS = Acrylsäure
MAS = Methacrylsäure
FB = Fleckbeständigkeit
FV = Färbevermögen
VS = Viskositätsstabilität

Claims

1. Wäßrige Anstrichzusammensetzung, die eine anionisch stabilisierte additionspolymerisierte Polymerdispersion aufweist, die durch Polymerisation eines carbonsäurehaltigen ethylenisch ungesättigten Monomers, das aus Acrylsäure und Methacrylsäure ausgewählt ist, eines hydrophoben aromatischen ethylenisch ungesättigten Hoch-Tg-Monomers, das ausgewählt ist aus Styrol und alpha-Methylstyrol, und eines C&sub2;- C&sub1;&sub2;-Acrylatestermonomers erhalten wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Anteile der ethylenisch ungesättigten Monomeren so ausgewählt sind, daß die folgende Gleichung I erfüllt wird:

worin a = 2-13

b = Gewichtsprozent hydrophobes aromatisches Hoch-Tg-Monomer

c = Gewichtsprozent Acrylsäure

d = Gewichtsprozent Methacrylsäure,

und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerdispersion eine Tg von -15 bis 30ºC aufweist.

2. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das hydrophobe aromatische ethylenisch ungesättigte Monomer im Bereich von 8-70% liegt.

3. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das hydrophobe aromatische ethylenisch ungesättigte Monomer im Bereich von 10-50% liegt.

4. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das hydrophobe aromatische ethylenisch ungesättigte Monomer Styrol ist.

5. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach irgendeinem Ansprüche 1 bis 4, wobei in Gleichung I a im Bereich 2,5 bis 10,0 liegt.

6. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach irgendeinem Ansprüche 1 bis 5, wobei die Tg der Polymerdispersion -5 bis 30ºC beträgt.

7. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Teilchengröße der Polymerdispersion (als Zahlenmittel) maximal 200 nm beträgt.

8. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die Teilchengröße der Polymerdispersion maximal 150 nm beträgt.

9. Wäßrige Anstrichzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Teilchengröße der Polymerdispersion maximal 120 nm beträgt.

10. Wäßrige Polymerdispersion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9.