DE69925707T2

DE69925707T2 - Auf Cellulosebasis assoziative Verdickungsmittel mit einer hohen ICI-Viskosität

Info

Publication number: DE69925707T2
Application number: DE69925707T
Authority: DE
Inventors: Gijsbert Kroon; Hans Hofman
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2019-03-06
Also published as: BR0008777A; ES2241200T3; JP2003530441A; PL350314A1; EP1035134B1; TW546304B; WO2000052059A1; EP1035134A1; DK1035134T3; CN1343222A; CA2362287A1; AU3865300A; DE69925707D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf spezielle hydrophob modifizierte Cellulosederivate, die ausgezeichnete assoziative Verdickungsmittel sind, insbesondere wenn sie in wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen verwendet werden. Wässerige Schutzschichtzusammensetzungen, die die speziellen hydrophob modifizierten Cellulosederivate der vorliegenden Erfindung enthalten, weisen nicht nur ausgezeichnete Egalisierungseigenschaften, sondern ebenso eine erhöhte ICI-Viskosität auf.
Assoziative Verdickungsmittel, die im allgemeinen wasserlösliche Polymere sind, werden weithin als Additive in Systemen auf Wasserbasis verwendet. Verdickungsmittel erhöhen und halten die Viskosität unter speziellen Verarbeitungsbedingungen und Endverbrauchersituationen auf den erforderlichen Niveaus. Insbesondere sind Verdickungsmittel in allen Arten von Beschichtungen, wie dekorative und schützende Beschichtungen und in Papierbeschichtungen, aber ebenso in Kosmetika und Körperpflegeprodukten, Reinigungsmitteln, Pharmazeutika, Haftmitteln und Dichtungsmaterialien, landwirtschaftlichen Formulierungen und Erdölbohrflüssigkeiten nützlich.
Assoziative Verdickungsmittel werden als Rheologiemodifikatoren für Schutzschichtzusammensetzungen auf Wasserbasis verwendet.
Schutzschichtzusammensetzungen auf Wasserbasis sind im allgemeinen als Latexanstrichfarben oder Dispersionanstrichfarben bekannt und sind seit einigen Jahren bekannt. Die Einstellung der Rheologieeigenschaften einer solchen wässerigen Schutzschichtzusammensetzung ist ein schwieriges Gebiet, da die Beschichtungszusammensetzung nicht nur gute Egalisierung (wie Leneta-Egalisierung und Bürstenegalisierung) und eine ausgezeichnete Verlaufsbeständigkeit bereitstellen muß, sondern die Beschichtungszusammensetzungen eher eine ICI-Viskosität aufweisen sollten, die weder zu niedrig noch zu hoch ist, um eine leichte Auftragung zu ermöglichen.
Es ist dem Fachmann allgemein bekannt, daß verschiedene Verdickungsmittel zu den wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen zugegeben werden können, um die Rheologieeigen schaften der Zusammensetzung zu verändern. Viele Verbindungen, beispielsweise Stärke, Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, behandelte Bentonide, Hydroxyalkylguar und dergleichen, sowie eine Anzahl von synthetischen Verdickungsmitteln sind in der Vergangenheit als Verdickungsmittel verwendet worden. Jedoch stellen die meisten dieser bekannten Verdickungsmittel eine ausreichend gute Leneta-Egalisierung, Bürstenegalisierung oder Verlaufsbeständigkeit bereit und diese Verdickungsmittel, die eine günstige Leneta-Egalisierung aufweisen, weisen oftmals keine zufriedenstellende ICI-Viskosität auf.
Die europäische Patentanmeldung EP-A 0 426 086 offenbart Alkylaryl-hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose und Hydroxypropylcellulose, von denen angenommen wird, daß sie bessere Egalisierungseigenschaften in Latexanstrichformulierungen als die verleihen, die mit langkettigen Alkyl-substituierten Celluloseethern des Standes der Technik erhalten wurden, ohne dabei auf die anderen guten Leistungseigenschaften in Latexanstrichauftragungen zu verzichten.
US-Patent US 4,826,970 offenbart anionische, wasserlösliche Celluloseetherderivate, insbesondere Carboxymethyl-hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose, die als Verdickungsmittel in wässerigen Lösungen nützlich sind, beispielsweise Schutzschichtzusammensetzungen auf Wasserbasis, wie Latexanstrichfarben, sowie wässerige Lösungen, einschließlich Schutzschichtzusammensetzungen auf Wasserbasis, enthaltend diese ternären Celluloseether als Verdickungsmittel und Schutzkolloide. Die Celluloseetherderivate sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Brookfield-LVF-Viskosität von etwa 5 Centipoise bis etwa 60.000 Centipoise in einer 1 gew.-%igen Lösung aufweisen.
Die europäische Patentanmeldung EP-A 0 566 911 offenbart wässerige Schutzschichtzusammensetzungen, die ein assoziatives Verdickungsmittel mit einem Molekulargewicht von 10.000 bis 300.000 enthalten. Das assoziative Verdickungsmittel kann ein hydrophob modifiziertes Cellulosederivat sein. Während die Verdickungsmittel, die in EP-A 0 566 911 offenbart werden, wässerige Schutzschichtzusammensetzungen mit ausgezeichneter Leneta-Egalisierung, ausgezeichneter Bürstenegalisierung und ausgezeichneter Verlaufsbeständigkeit bereitstellen, besteht das Problem, daß die assoziativen Verdickungsmittel, die speziell in EP-A 0 566 911 offenbart werden, keine hohe ICI-Viskosität bereitstellen können, zumindest nicht, wenn sie in ökonomisch relevanten Konzentrationen eingesetzt werden. Daher weisen die wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen, die nicht mehr als 1,5 Gew.-% eines hydrophob modifizierten Cellulosederivats umfassen, das speziell in EP-A 0 566 911 offenbart wird, keine zufriedenstellende ICI-Viskosität in Kombination mit ausgezeichneten Egalisierungseigenschaften auf.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, assoziative Verdickungsmittel bereitzustellen, insbesondere zur Verwendung in wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen, die bei einer niedrigen Konzentration nicht nur ausgezeichnete Egalisierung, sondern ebenso eine verbesserte ICI-Viskosität bereitstellen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, Probleme zu vermeiden, die mit den assoziativen Verdickungsmitteln des Standes der Technik auftreten.
Diese Gegenstände werden auf der Grundlage der unerwarteten Erkenntnis erreicht, daß einige assoziative Verdickungsmittel, die in den breiten Definitionen der europäischen Patentanmeldung EP-A 0 566 911 einbezogen sind, eine signifikant verbesserte ICI-Viskosität im Vergleich zu den assoziativen Verdickungsmitteln, die speziell in EP-A 0 566 911 offenbart werden, bereitstellen, während die Egalisierungseigenschaften, die durch diese neuen assoziativen Verdickungsmittel bereitgestellt werden, so gut wie oder besser als die entsprechenden Egalisierungseigenschaften, die durch die assoziativen Verdickungsmittel, die speziell in EP-A-0 566 911 offenbart werden, bereitgestellt werden, sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein hydrophob modifiziertes Cellulosederivat bereit, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer hydrophob modifizierten Hydroxyethylcellulose, einer hydrophob modifizierten Methylhydroxyethylcellulose und einer hydrophob modifizierten Ethylhydroxyethylcellulose, wobei das Molekulargewicht der Cellulosehauptkette des hydrophob modifizierten Cellulosederivats (ohne Substitution) M_w 5000 bis 50.000 beträgt, der Hydroxyethyl-MS 2,5 bis 5,0 beträgt, die hydrophobe Gruppe ein C₁₀-C₂₀-Alkyl allein oder in Kombination mit C₁-C₆-Alkyl ist, die Menge der C₁₀-C₂₀-Alkylsubstitution zwischen 0,3 und 6,0 Gew.-% liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht und die Art und Menge der hydrophoben Substitution des hydrophob modifizierten Cellulosederivats so ausgewählt ist, daß eine Styrol/Acryl-basierende halbglänzende Anstrichfarbe, die nicht mehr als 1,5 Gew.-% des hydrophob modifizierten Cellulosederivats enthält und eine Leneta- Egalisierung von mindestens 9 aufweist, eine ICI-Viskosität von mindestens 120 mPas aufweist.
In einer Ausführungsform wird das Molekulargewicht und die Art und Menge der hydrophoben Substitution des hydrophob modifizierten Cellulosederivats so ausgewählt, daß eine wässerige Schutzschichtzusammensetzung, die das hydrophob modifizierte Cellulosederivat enthält und eine Leneta-Egalisierung von mindestens 9 aufweist, eine ICI-Viskosität aufweist, die mindestens 20 mPas höher als die ist, die durch eine C₁₆-modifizierte Hydroxyethylcellulose mit einem hydrophoben Gewichtsprozentsatz von 1,020, einem Hydroyethyl-MS von 3,8 und einem Molekulargewicht M_w von 36.000 mit Substitution bereitgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenso wässerige Schutzschichtzusammensetzungen bereit, die ein hydrophob modifiziertes Cellulosederivat enthalten, wie oben definiert. Außerdem stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung eines solchen hydrophob modifizierten Cellulosederivats zur Herstellung einer wässerigen Schutzschichtzusammensetzung und Produkte, die mit einer solchen wässerigen Schutzschichtzusammensetzung beschichtet werden, bereit.
Wenn nichts anderes angegeben ist („mit Substitution"), basieren die Molekulargewichte der Cellulosederivate, auf die man sich in dieser Beschreibung bezieht, auf der Cellulosehauptkette des Cellulosederivats ohne irgendwelche Ethergruppen (Hydroxyethylgruppen) oder hydrophobe Gruppen.
Die hydrophob modifizierten Cellulosederivate der Erfindung können, wie ausführlich in EP-A 0 566 911 beschrieben, hergestellt werden. Beispiele von C₁₀- bis C₂₀-Alkylsubstituenten, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden ebenso in EP-A 0 566 911 offenbart.
EP-A 0 566 911 offenbart speziell eine C₁₆-Alkyl-modifizierte Hydroxyethylcellulose mit einem hydrophoben Gewichtsprozentsatz von 1,02 und einem Molekulargewicht M_w von 36.000. Eine wässerige Schutzschichtzusammensetzung, die ein solches hydrophob modifiziertes Cellulosederivat enthält, weist eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung von etwa 10 auf, jedoch ist für dieselben Anwendungen die ICI-Viskosität der wässerigen Schutzschicht zusammensetzung zu niedrig. Beispielsweise kann ein solches hydrophob modifiziertes Cellulosederivat, wenn es als ein assoziatives Verdickungsmittel in einer Styrol/Acryl-basierenden halbglänzenden Anstrichfarbe verwendet wird, wie in Referenzbeispiel 1 definiert, nur eine ICI-Viskosität von 100 mPas bereitstellen.
Unerwarteterweise wurde herausgefunden, daß durch vorsichtiges Einstellen des Molekulargewichtes, des hydrophoben Gehalts und des Typs der hydrophoben Gruppe von einigen hydrophob modifizierten Cellulosederivaten, assoziative Verdickungsmittel bereitgestellt werden können, die, wenn sie in wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen verwendet werden, nicht nur eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung von mindestens 9, sondern ebenso eine ICI-Viskosität von mindestens 120 mPas aufweisen.
Insbesondere weist eine Styrol/Acryl-basierende halbglänzende Anstrichfarbe, beispielsweise die Anstrichfarbe, die in Referenzbeispiel 1 definiert wird, die ein assoziatives Verdickungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, eine ICI-Viskosität von mindestens 120 mPas, vorzugsweise mindestens 130 mPas auf. Dieselbe Anstrichfarbe, die das aus EP-A 0 566 911 bekannte Verdickungsmittel enthält, weist eine ICI-Viskosität von nur 100 mPas auf.
Die Leneta-Egalisierung der erfindungsgemäßen wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen beträgt mindestens 9, vorzugsweise mehr als 9 und am stärksten bevorzugt etwa 10.
Basierend auf der Offenbarung der Erfindung kann der Fachmann das Molekulargewicht und die Art und Menge der hydrophoben Substitution des hydrophob modifizierten Cellulosederivats leicht einstellen, um die erforderliche ICI-Viskosität und Leneta-Egalisierung zu erreichen.
Das am stärksten bevorzugte assoziative Verdickungsmittel der vorliegenden Erfindung ist eine hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose. Die hydrophobe Substitution ist vorzugsweise eine C₁₂-Alkylsubstitution oder am stärksten bevorzugt eine C₁₆-Alkylsubstitution. Wenn die hydrophobe Substitution eine C₁₂-Alkylsubstitution ist, ist es möglich, daß eine geringe Menge an C₁-C₆-Alkyl-, vorzugsweise C₄-Alkylsubstitution ebenso vorhanden ist.
Wenn die hydrophobe Substitution eine C₁₆-Alkylsubstitution ist, ist die C₁₆-Alkylsubstitution vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Gew.-% vorhanden, und der Hydroxyethyl-MS des hydrophob modifizierten Cellulosederivats, vorzugsweise der hydrophob modifizierten Hydroxyethylcellulose, beträgt vorzugsweise 2,5 bis 5,0. Ein solches besonders bevorzugtes hydrophob modifiziertes Cellulosederivat, vorzugsweise die hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose weist ein Molekulargewicht (ohne Substitution) M_w von 21.000 bis 46.000 auf (entspricht grob dem M_w von 42.000 bis 92.000 des modifizierten Produktes).
Wenn die hydrophobe Substitution eine C₁₆-Alkylsubstitution ist, sollte nur eine sehr geringe Menge der C₁-C₆-Alkylsubstitution vorhanden sein, vorzugsweise keine C₁-C₆-Alkylsubstitution vorhanden sein.
Es ist ebenso bevorzugt, daß die hydrophobe Substitution des hydrophob substituierten Cellulosederivats, vorzugsweise der hydrophob modifizierten Hydroxyethylcellulose eine C₁₂-hydrophobe Substitution ist. In diesem Fall beträgt die Menge der hydrophoben Substitution vorzugsweise 2,5 bis 6,0 Gew.-%. Das hydrophob modifizierte Cellulosederivat, vorzugsweise die hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose weist einen bevorzugten Hydroxyethyl-MS von 3,5 bis 4,1 und ein Molekulargewicht (ohne Substitution) M_w von 12.000 bis 24.000 auf (entspricht grob dem M_w von 20.000 bis 60.000 des modifizierten Produktes).
Vorzugsweise weist das C₁₂-Alkyl-substituierte Cellulosederivat, vorzugsweise die hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose, wie oben definiert, keine zusätzliche C₁-C₆-Alkylsubstitution auf, es kann jedoch eine geringe Menge an C₁-C₆-Alkylsubstitution, vorzugsweise eine C₄-Alkylsubstitution vorhanden sein. Wenn eine zusätzliche C₁-C₆-Substitution, vorzugsweise eine zusätzliche C₄-Substitution vorhanden ist, ist das Molekulargewicht der Cellulose (ohne Substitution) leicht niedriger als in dem Fall, wo keine C₁-C₆-Alkylsubstitution vorhanden ist, und liegt im Bereich von M_w = 10.000 bis 20.000. Außerdem ist die C₁-C₆-Alkylsubsitution, vorzugsweise die C₄-Alkylsubstitution nur in einer Menge von nicht mehr als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 0,10 Gew.-% vorhanden. Die C₁₂-Alkylsubstitution beträgt dann 3,5 bis 5,5 Gew.-% und der Hydroxyethyl-MS beträgt 3,0 bis 4,0.
Wenn die hydrophobe Substitution keine C₁₂- oder C₁₆-Alkylsubstitution ist, aber beispielsweise eine C₁₀-, C₁₈- oder C₂₀-Alkylsubstitution ist, kann die entsprechende Menge der hydrophoben Gruppe und das Molekulargewicht der Cellulose für das entsprechende hydrophob modifizierte Cellulosederivat, das in den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt, leicht durch den Fachmann auf der Grundlage der in dieser Beschreibung angegebenen Informationen bestimmt werden.
Die hydrophob modifizierten Cellulosederivate der vorliegenden Erfindung können allein verwendet werden, aber sie können ebenso in Kombination mit anderen assoziativen Verdickungsmitteln, vorzugsweise mit hydrophob modifizierten Polyethylenglykolen, wie die hydrophob modifizierten Poly(acetal-polyether), die in US-A 5,574,127 offenbart werden, oder mit den hydrophob modifizierten ethoxylierten Urethanblockcopolymeren, die in US-A 4,079,028, US-A 4,155,892 und US-A 5,281,654 offenbart werden und weithin kommerziell erhältlich sind, verwendet werden. Außerdem können die hydrophob modifizierten Cellulosederivate der vorliegenden Erfindung ebenso mit hydrophob modifizierten alkaliquellfähigen Emulsionen verwendet werden, offenbart in „Alkali-swellable and alkali-soluble thickener technology", ein Überblick von Gregory D. Shay in Polymers in aqueous media, herausgegeben von J. Edward Glass, 1989, ACS 223, Seiten 457 – 494.
Die hydrophob modifizierten Cellulosederivate der vorliegenden Erfindung können in allen Arten von wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen verwendet werden. Das Bindemittel der wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind normalerweise polymere Dispersionen (Latex), hergestellt mittels Radikalpolymerisation durch Emulsionspolymerisationsverfahren. Bei dem Emulsionspolymerisationsverfahren werden ethylenisch ungesättigte Monomere verwendet, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Butylacrylat, Methacrylat, Acrylsäureester, Styrol und Gemische davon. Andere Monomere, die zur Herstellung solcher polymerer Dispersionen verwendet werden können, sind Vinylester, Vinylidenhalogenide, N-Vinylpyrolidon, Ethylen, C₃- oder größere alpha-Olefine, Allylamine, Allylester von gesättigten Monocarbonsäuren und Amiden davon und Gemische davon. Außerdem können Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylversatat usw. verwendet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform basieren die erfindungsgemäßen wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen auf Acryllatizes, Styrolacryllatizes und Vinylacetat-acrylaten.
Die erfindungsgemäßen wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen sind vorzugsweise hochglänzende Anstrichfarben, Eierschalenanstrichfarben und halbglänzende Anstrichfarben.
Die folgenden Beispiele und Referenzbeispiele sind nur illustrativ.
Referenzbeispiel 1
73,3 Gewichtsteile Wasser, 21,5 Gewichtsteile Propylenglykol, 2 Gewichtsteile Aminopropanol, das als pH-Stabilisator dient (AMP 90), 2 Gewichtsteile Natriumhexamethaphosphat (Calgon N), 2 Gewichtsteile eines anionischen Dispergiermittels auf Acrylbasis (Byk 154), 5 Gewichtsteile eines Antischaummittels (Dehydran 1293), hydrophob modifiziertes Cellulosederivat, wie in den Beispielen gezeigt, 190 Gewichtsteile Titandioxid (Tioxide R-HD2) und 90 Gewichtsteile Calciumcarbonat (Omyacarb Extra CL) wurden für 15 Minuten bei 4000 U/min dispergiert. Dann wurden 6 Gewichtsteile eines oberflächenaktiven Mittels (Surfynol 104E), 472 Gewichtsteile eines Stryol/Aryl-Latex, der als Bindemittel dient (Neocryl XK-90), Ammoniak bis auf einen pH-Wert von 9,4, 9 Gewichtsteile Dehydran 1293, 60,7 Gewichtsteile Diethylenglykol, 7 Gewichtsteile Byk 154 und 22,4 Gewichtsteile Wasser zugegeben, um eine halbglänzende Anstrichfarbe Nr. 1 herzustellen.
Referenzbeispiel 2
29,6 Gewichtsteile Propylenglykol, 55,6 Gewichtsteile Wasser, 2,0 Gewichtsteile Calgon N, 2,0 Gewichtsteile Byk 154, 0,8 Gewichtsteile eines Chloracetamidkonservierungsmittels (CA 24), 4,0 Gewichtsteile eines Antischaummittels (Byk 026), 0,8 Gewichtsteile Ammoniak, hydrohob modifiziertes Cellulosederivat, wie in den Beispielen gezeigt, und 211,0 Gewichtsteile Tioxide R-HD2 wurden für 15 Minuten bei 4000 U/min dispergiert. Dann wurden 553,1 Gewichtsteile eines Styrol/Acryl-Latex, basierend auf Styrol-2-ethyl/Hexylacrylat (Primal HG 74 D), 34,6 Gewichtsteile Texanol (Esteralkohol, Koaleszenzmittel), 16,5 Gewichtsteile eines Glykolester-basierenden Co-Lösungsmittels (Dowanol PM), 1,0 Gewichtsteile Byk 026 und 64,0 Gewichtsteile Wasser zugegeben, um die glänzende Anstrichfarbe Nr. 2 bereitzustellen.
Referenzbeispiel 3
100 Gewichtsteile Wasser, 21,5 Gewichtsteile Propylenglykol, 2 Gewichtsteile AMP 90, 6 Gewichtsteile Dispex GA 40 (Dispergiermittel), 5 Gewichtsteile Dehydran 1293, hydrophob modifiziertes Celluloseverdickungsmittel, wie in den Beispielen gezeigt, 160 Gewichtsteile Tioxide R-HD2 und 170 Gewichtsteile Omyacarb Extra CL wurde für 15 Minuten bei 4000 U/min dispergiert. Dann wurden 6 Gewichtsteile Surfynol 104E (Antischaummittel/Stabilisator, welcher ein 50%iges nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel in Ethylenglykol ist), 390 Gewichtsteile Neocryl XK-90 (Bindemittel/Styrol-Acryl-Latex), Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 9,4, 9 Gewichtsteile Dehydran 1293, 60,7 Gewichtsteile Diethylenglykol und 30,7 Gewichtsteile Wasser gemischt, um die Eierschalenanstrichfarbe Nr. 3 bereitzustellen.
In den folgenden Beispielen sind wässerige Schutzschichtzusammensetzungen, wie in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt, eingesetzt worden und die Egalisierung, die Verlaufsbeständigkeit und Viskositätseigenschaften sind gemessen worden.
In den Tabellen ist die ICI-Viskosität die Viskosität, die mit einem ICI-Konus-Platte-Viskosimeter bestimmt wird, welches die Viskosität bei einer konstanten Scherrate von 10.000 s^–1mißt. Die Viskosität kann direkt von der Poise-Skala abgelesen werden. Diese Viskosität gibt das Verhalten der Zusammensetzung unter der Auftragung durch eine Bürste (oder mit anderen Worten „Bürstenwiderstand"), einen Roller und Sprühen unter hoher Scherung an.
Die Stormer-Viskosität wird mit einem digitalen Stormer-Viskosimeter gemessen, aus dem die Ablesungen direkt die Viskosität in Krebs-Einheit (KU) angeben. Die Viskosität gibt die Topfviskosität an.
Für sprühaufgetragene Beschichtungen wird die Verlaufsbeständigkeit durch Sprühen der Anstrichfarbe, einschließlich der Kombination von Verdickungsmitteln, auf ein vertikales Substrat so dick wie möglich an der Verlaufsgrenze gemessen. Dann wird die Schichtdicke gemessen. Die Schichtdicke hängt davon ab, wie sich die strukturelle Regeneration der Anstrichfarbe rechtzeitig und zu welchen Niveau entwickelt. Es ist ein rheologisches Phänomen und weist zwei Komponenten darin auf, die Viskoelastizität und Zeitabhängigkeit. Dies wird durch die Struktur der Polymerspirale in Lösung beeinflußt.
Im allgemeinen wird die Verlaufsbeständigkeit durch Auftragen der Anstrichfarbe mit einem Applikatorstab mit unterschiedlichen Öffnungsgrößen in einem Bereich von 50 bis 300 μm gemessen. Das Substrat mit der aufgetragenen Anstrichfarbe, die in der Schichtdicke variiert, wird dann vertikal draufgelegt und die Verlaufsbeständigkeit wird wie die maximale Schichtdicke, bei der das Verlaufen noch nicht auftritt, definiert.
In allen Beispielen wurde die Menge der Verdickungsmittel in der Zusammensetzung eingestellt, um dieselbe Stormer-Viskosität von etwa 100 KU zu erreichen. In einigen Beispielen wird die genaue Stormer-Viskosität angegeben. Wenn keine Stormer-Viskosität angegeben wird, betrug die Stormer-Viskosität etwa 100 KU. In den Beispielen wird die Menge an Verdickungsmittel als Gew.-% des aktiven Verdickungsmittels (Trockenbasis), basierend auf dem Gewicht der gesamten Zusammensetzung, angegeben.
Beispiel 1
Die halbglänzende Anstrichfarbe Nr. 1 von Referenzbeispiel 1 wurde mit mehreren C₁₆-Alkyl-modifizierten Hydroxyethylcellulosen hergestellt, wie in Tabelle 1 gezeigt. Die C₁₆-Alkyl-modifizierte Hydroxyethylcellulose, die im Durchlauf Nr. C2 verwendet wird, ist eine hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose, wie in den Beispielen von EP-A 0 566 911 offenbart.
Es geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Verdickungsmittel, die in den Durchläufen Nr. 13, 15, 16, 17, 21, 22, 23 und 24 eingesetzt werden, wässerige Schutzschichtzusammensetzungen mit einer ausgezeichneten Egalisierung und einer ausgezeichneten ICI-Viskosität bei einer Konzentration von nicht mehr als 1,5 Gew.-% bereitstellen. Alle anderen assoziativen Verdickungsmittel, die nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, weisen entweder ein unzureichende ICI-Viskosität oder eine zu niedrige Leneta-Egalisierung auf oder eine zu hohe Menge ist notwendig, um die erforderliche Leneta-Egalisierung und ICI-Viskosität zu erreichen.
Tabelle 1
Beispiel 2
Die halbglänzende Anstrichfarbe Nr. 1 von Referenzbeispiel 1 wurde mit mehreren C₁₂-Alkyl-modifizierten Hydroxyethylcellulosen hergestellt. Die Beschreibung der hydrophob modifizierten Hydroxyethylcellulose und der physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Anstrichfarben werden in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengefaßt.
Es geht hervor, daß nur die erfindungsgemäßen wässerigen Beschichtungszusammensetzungen, die in den Durchläufen Nr. 2, 3, 5, 6, 8 und 9 eingesetzt werden, eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung kombiniert mit einer sehr guten ICI-Viskosität einsetzen. Die hydrophob modifizierten Cellulosederivate und die entsprechenden wässerigen Schutzschichtzusammensetzungen, die in den anderen Durchläufen eingesetzt werden, liegen daher nicht im Umfang der vorliegenden Erfindung.
Tabelle 2
Beispiel 3
Die halbglänzende Anstrichfarbe Nr. 1 von Referenzbeispiel 1 wurde mit mehreren hydrophob modifizierten Hydroxyethylcellulosen hergestellt, wobei die hydrophobe Modifikation eine kombinierte C₄-/C₁₂-Alkylsubstitution war. Es geht hervor, daß nur die Durchläufe Nr. 10 und 23 eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung in Kombination mit einer verbesserten ICI-Viskosität selbst bei einem Verdickungsmittelgehalt von nicht mehr als 1,5 Gew.-% aufweisen. Alle assoziativen Verdickungsmittel, die in den anderen Durchläufen eingesetzt werden, weisen entweder keine ausreichende Leneta-Egalisierung oder eine zu niedrige ICI-Viskosität auf oder eine zu hohe Menge an Verdickungsmittel ist erforderlich, um die gute Leneta-Egalisierung und ICI-Viskosität zu erreichen.
Die genaue Zusammensetzung der eingesetzten assoziativen Verdickungsmittel und die physikalischen Eigenschaften der entsprechenden halbglänzenden Anstrichfarben werden in der nachstehenden Tabelle 3 zusammengefaßt.
Tabelle 3
Beispiel 4
Die hochglänzende Anstrichfarbe Nr. 2 von Referenzbeispiel 2 wurde mit den assoziativen Verdickungsmitteln der Durchläufe Nr. C1, C2 und 24 von Tabelle 1 von Beispiel 1 hergestellt. Die hochglänzende Anstrichfarbe, die mit dem assoziativen Verdickungsmittel von Durchlauf Nr. C1 bei einer Konzentration von 0,64 Gew.-% hergestellt wurde, wies eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung von 10, aber eine ICI-Viskosität von nur 60 mPas auf. Die hochglänzende Anstrichfarbe, die mit dem assoziativen Verdickungsmittel von Durchlauf Nr. C2 bei einer Konzentration von 0,74 Gew.-% hergestellt wurde, wies ebenso eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung von 10, aber erneut eine ICI-Viskosität von nur 60 mPas auf.
Im Gegensatz dazu zeigt die hochglänzende Anstrichfarbe, die das assoziative Verdickungsmittel von Durchlauf Nr. 24 von Tabelle 1 von Beispiel 1 bei einer Konzentration von 1,17 Gew.-% enthält, eine Leneta-Egalisierung von 10, aber eine ICI-Viskosität von 105 mPas.
Beispiel 5
Die Eierschalenanstrichfarbe Nr. 3 von Referenzbeispiel 3 wurde mit den assoziativen Verdickungsmitteln der Durchläufe Nr. C1, C2 und 24 von Tabelle 1 von Beispiel 1 hergestellt. Die Eierschalenanstrichfarbe, die die hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose von Durchlauf Nr. C1 in einer Menge von 0,71 Gew.-% enthielt, zeigte eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung von 10, aber eine ICI-Viskosität von nur 80 mPas. Die Eierschalenanstrichfarbe, die die hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose von Durchlauf Nr. C2 in einer Menge von 0,98 Gew.-% enthielt, zeigte ebenso eine ausgezeichnete Leneta-Egalisierung von 10, aber erneut eine ICI-Viskosität von nur 85 mPas. Im Gegensatz dazu wies die Eierschalenanstrichfarbe, die mit der hydrophob modifizierten Hydroxyethylcellulose von Durchlauf Nr. 24 von Tabelle 1 von Beispiel 1 bei einer Konzentration von 1,34 Gew.-% hergestellt wurde, eine Leneta-Egalisierung von 10, aber eine signifikant erhöhte ICI-Viskosität von 130 mPas auf.

Claims

Hydrophob modifiziertes Cellulosederivat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer hydrophob modifizierten Hydroxyethylcellulose, einer hydrophob modifizierten Methylhydroxyethylcellulose und einer hydrophob modifizierten Ethylhydroxyethylcellulose, wobei das Molekulargewicht der Cellulosehauptkette des hydrophob modifizierten Cellulosederivats (ohne Substitution) M_w 5000 bis 50.000 beträgt, der Hydroxyethyl-MS 2,5 bis 5,0 beträgt, die hydrophobe Gruppe ein C₁₀-C₂₀-Alkyl allein oder in Kombination mit C₁-C₆-Alkyl ist, die Menge an C₁₀-C₂₀-Alkylsubstitution zwischen 0,3 und 6,0 Gew.-% liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht und die Art und Menge der hydrophoben Substitution des hydrophob modifizierten Cellulosederivats so ausgewählt ist, daß eine Styrol/Acryl-basierende halbglänzende Anstrichfarbe, die nicht mehr als 1,5 Gew.-% des hydrophob modifizierten Cellulosederivats enthält und eine Leneta-Egalisierung von mindestens 9 aufweist, eine ICI-Viskosität von mindestens 120 mPas aufweist.
Hydrophob modifiziertes Cellulosederivat nach Anspruch 1, wobei das hydrophob modifizierte Cellulosederivat eine hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose ist, wobei der Hydroxyethyl-MS 2,5 bis 5,0 beträgt, die hydrophobe Substitution eine C₁₆-Alkylsubstitution ist, die in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Gew.-% vorliegt, und wobei das Molekulargewicht (ohne Substitution) M_w 21.000 bis 46.000 beträgt.
Hydrophob modifiziertes Cellulosederivat nach Anspruch 1, wobei das hydrophob modifizierte Cellulosederivat eine hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose ist, wobei der Hydroxyethyl-MS 3,5 bis 4,1 beträgt, die hydrophobe Substitution eine C₁₂-Alkylsubstitution ist, die in einer Menge von 2,5 bis 6,0 Gew.-% vorliegt, und wobei das Molekulargewicht (ohne Substitution) M_w 12.000 bis 24.000 beträgt.
Hydrophob modifiziertes Cellulosederivat nach Anspruch 1, wobei das hydrophob modifizierte Cellulosederivat eine hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose ist, wobei der Hydroxyethyl-MS 3,0 bis 4,0 beträgt, die hydrophobe Substitution eine kombinierte C₄- und C₁₂-Alkylsubstitution ist, wobei die C₄-Alkylsubstitution 0,05 bis 0,10 Gew.-% beträgt und die C₁₂-Alkylsubstitution 3,5 bis 5,5 Gew.-% beträgt, und wobei das Molekulargewicht (ohne Substitution) M_w 10.000 bis 20.000 beträgt.
Wässerige Schutzschichtzusammensetzung, enthaltend ein hydrophob modifiziertes Cellulosederivat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als ein assoziatives Verdickungsmittel.
Wässerige Schutzschichtzusammensetzung nach Anspruch 5, enthaltend zusätzlich mindestens ein weiteres assoziatives Verdickungsmittel.
Wässerige Schutzschichtzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das zusätzliche assoziative Verdickungsmittel ein hydrophob modifiziertes Polyethylenglykol oder ein assoziatives Polyurethanverdickungsmittel ist.
Wässerige Schutzschichtzusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die wässerige Schutzschichtzusammensetzung eine halbglänzende Anstrichfarbe, eine hochglänzende Anstrichfarbe oder eine Eierschalenanstrichfarbe ist.
Wässerige Schutzschichtzusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Beschichtungszusammensetzung auf einem Acryllatex, einem Styrol-Acryl-Latex oder Phenyl-Acryl-Latex basiert.
Verwendung eines assoziativen Verdickungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung einer wässerigen Schutzschichtzusammensetzung.
Produkt, beschichtet mit einer wässerigen Schutzschichtzusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 bis 9.