DK166029B - Bindemiddel til vandige grundingsmidler for traemaling - Google Patents

Description

i

DK 166029 B

Opfindelsen angår grundingsmidler til træmaling, hvilke forhindrer udløbning af i træ foreliggende materialer.

Det er kendt, at træstoffer, såsom tannin og lignin, der 5 foreligger i træsorter som redwood, cedar, mahogni og Intsia Bijuga, fører til pletdannelse af dækkende overtræk, f.eks. lakeringer især under påvirkning af fugtighed. For at forhindre dette påfører man før påføringen af lakeringen isolationslag, dvs. grundingsmidler, på træ-10 overfladen. Som bindemiddel for sådanne grundingsmidler har man indtil nu med godt resultat anvendt polyurethan-og epoxyharpiks-lakker. Disse overtrækssystemer er dog toxiske og forarbejdes hyppigt under tilsætning af opløsningsmidler, der belaster miljøet. Sådanne systemer tør-15 rer desuden delvist ret langsomt, således at det dækkende overtræk først kan påføres efter længere tørretid.

Fra US patentskrift nr. 3 847 857 kendes desuden vandige overtræk, der skal forhindre pletdannelsen af overtræk på 20 træ. Basis for disse overtræk er med vand fortyndelige vinylpolymerisater, der indeholder amino- eller kvaternæ-re ammoniumgrupper, hvortil der i mange tilfælde kan tilblandes polyvalente metalioner, såsom chrom-, wolfram-, bor- og molybdæn-ioner, samt toxiske forbindelser såsom 25 chromater. Produkterne af denne art kan dog i betragtning af, at de gulner ved at blive udsat for vind og vejr, kun anvendes i grundingsmidler, men også her er deres virkning hvad angår forhindring af pletdannelse ikke tilfredsstillende.

30

Endeligt har man allerede også forsøgt i forbindelse med overtrækning af træ at tilsætte basisk blysilicat, basisk blysilicochromat og/eller bariummethaborat til vandige dispersioner med henblik på forhindring af pletdannelse, 35 men disse pigmenter er meget toxiske og kan i givet fald kun anvendes til dækkende overtræk.

DK 166029B

2

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe bindemidler til grundinger af af træmalinger, der giver transparente, lysægte film, der forhindrer udløbning af stoffer, der foreligger i træet, og den deraf betingede pletdannelse.

5

Grundingsmidlerne ifølge opfindelsen, der er af den i indledningen til krav 1 angivne art, er ejendommelige ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

10 Det har vist sig, at grundingsmidlerne ifølge opfindelsen forhindrer pletdannelse ved udløbning af stoffer, der findes i træet.

De med sådanne, ikke toxiske bindemidler fremstillede 15 film er klart transparente og farveløse og kan anvendes som sådanne eller i pigmenteret form.

Vinylpolymerisatet indeholder fortrinsvis 40 til 60 vægt-% vandige dispersioner (A) fortrinsvis monoolefinisk 20 umættede carboxylsyreestere med 4 til 12 C-atomer, såsom vinylestere, acrylestere og/eller methacrylestere samt vinylaromatiske forbindelser, såsom fremforalt styren og/eller vinylhalogenider og/eller vinylidenhalogenider, såsom især vinylchlorid og/eller vinylidenchlorid indpo-25 lymeriseret. Som monoolefinisk umættet carboxylsyreester kommer fremfor alt methylacrylat og -methacrylat, ethyl-acrylat og -methacrylat, n-butylacrylat og -methacrylat, isobutylacrylat, 2-ethylhexylacrylat og -methacrylat samt vinylacetat, vinylpropionat og/eller vinylhexanoat, i be-30 tragtning. Af særlig interesse som vinylpolymerisater er copolymerisater af acrylestere med styren eller vinylestere samt desuden af acrylestere med methylmethacrylat eller vinylchlorid og/eller vinylidenchlorid. Sådanne copolymerisater kan yderligere i underordnede mængder, dvs.

35 indtil ca. 20 vægt-% indeholde acrylnitril samt indtil ca. 5 vægt-% indeholde for det meste 3 til 5 C-atomholdi-ge monoolefiniske umættede mono- og/eller dicarboxylsyrer

DK 166029B

3 eller disses amider, såsom især acrylsyre, methacrylsyre, acrylamid, methacrylamid samt fumarsyre og/eller itakon-syre, i indpolymeriseret tilstand. I mange tilfælde kommer som comonomere også hydroxylgruppeholdige acrylestere 5 som 2-hydroxyethylacrylat og -methacrylat og 3-hydroxy-propylacrylat og -methacrylat i betragtning, i mængder på indtil ca. 5 vægt-%, beregnet i forhold til copolymerisa-terne. Slutteligt kommer også vinylsulfonsyre og/eller dets vandopløselige salte, som natriumvinylsulfonat, i 10 betragtning som comonomere for vinylpolymerisater på basis af vinylchlorid og/eller vinylidenchlorid, i mængder på ca. 0,5 til 2 vægt-%, beregnet i forhold til vinylpo-lymerisatet. Vinylpolymerisaterne skal have en partikelstørrelse på 0,03 til 0,5, især mellem 0,075 til 0,25 am, 15 og en MFT på 0 til 50, især på 5 til 25 eC. De vandige dispersioner af vinylpolymerisaterne skal være stabile overfor polyvalente ioner og kunne fremstilles på i og for sig kendt måde.

20 Vinylpolymerisat-dispersioner af denne art kan også fås på markedet og indeholder for det meste med henblik på opnåelse af en stabilitet overfor polyvalente metalioner 0,75 til 5, fortrinsvis 1 til 2,5 vægt-%, ioniske og/eller ikke-ioniske emulgatorer fra denne gruppe, der inde-25 holder med ethylenoxid omsatte fedtalkoholer og -alkyl-phenoler, beregnet i forhold til polymerisatet. Desuden anvendes svovlbehandlede produkter af de med ethylenoxid omsatte p-alkylphenoler. Ethoxyleringsgraden andrager for det meste 8 til 35, og alkylgruppen i fedtalkoholerne og 30 alkylphenolerne indeholder i almindelighed 8 til 25 C-atomer.

Mængden af komponenten (A) som ca. 50 % vandig polymerdispersion ligger fortrinsvis i området mellem 75 til 90 35 vægt-%, beregnet i forhold til det totale grundingsmid-del.

DK 166029 B

4

Det vandopløselige polymere zinkaminkompleks (B) anvendes i almindelighed som 20 til 60 vægt-%, især som 30 til 45 vægt-% vandig opløsning, hvorved K-værdien af copolymer-andelen, bestemt i 1 % opløsning i tetrahydrofuran i he-5 nhold til DIN 53 726 ved 20 °C almindeligvis ligger i området fra 8 til 40, fortrinsvis mellem 10 til 25. Copoly-merandelen af det polymere zinkaminkompleks er opbygget af (a) 20 til 60 % af vægten deraf, især af 25 til 50 %, af 3 til 5 C-atomer indeholdende alfa,beta-ethylenisk 10 umættet mono- og/eller dicarboxylsyre, såsom især acryl-syre, methacrylsyre, itakonsyre og/eller fumarsyre eller maleinsyre og (b) 40 til 80 %, af vægten deraf, især af 75 til 50 %, af styren og/eller mindst én acrylsyre- eller methacrylsyreester af en 1 til 8 C-atomer indeholden-15 de alkanol, af den før angivne art, der er omsat med 2 til 6 mol, især med 3 til 5 mol, beregnet i forhold til copolymerisatets carboxylgrupper, ammoniak og 0,8 til 1,2, især 0, 9 til 1,1, ækvivalenter per carboxylgruppe i copolymerisatet af en zinkforbindelse. Som zinkforbindel-20 se kommer med henblik på fremstilling af det vandopløselige polymere zinkaminkompleks frem for alt zinkoxid samt desuden zinkacetat, zinkcarbonat og zinkhydroxid i betragtning. Til fremstilling af det vandige grundingsmid-del anvendes det vandopløselige polymere zinkaminkompleks 25 fortrinsvis som en ca. 40 % vandig opløsning i en mængde på 10 til 25 vægt-%, beregnet i forhold til det totale grundingsmiddel. Fremstillingen af den vandige opløsning af det polymere zinkaminkompleks kan f.eks. foregå på den måde, at man til en vandig opløsning af polymerisatet 30 først tilsætter ammoniakvand, hvis koncentration i almindelighed andrager 10 - 27 vægt-%, i et molforhold mellem ammoniak og carboxylgrupper, der fortrinsvis er 3:1 til 6:1, og derpå under omrøring indfører zinkforbindelsen, især zinkoxid, i opløsningen. Polymerandelen af det poly-35 mere zinkaminkompleks kan fremstilles på i og for sig kendt måde, f.eks. ved masse- eller opløsningsmiddelpolymerisation.

DK 166029B

5

Bindemidlet ifølge opfindelsen til vandige grundingsmid-ler kan yderligere også indeholde sædvanlige filmdannelseshjælpemidler, såsom glycolether eller -estere, eller 5 benzin i mængder indtil 5 % samt pigmenter og/eller fyldstoffer, såsom titanhvidt, talkum og/eller kridt, indtil et PVK på 35 %. Grundingen kan udføres på sædvanlig måde, f.eks. ved sprøjtning, valsning, påstrygning, neddypning, udhældning eller rulning.

10

De i de følgende eksempler angivne dele og procenter er på vægtbasis.

EKSEMPEL 1 15 (a) Fremstilling af det polymere zinkaminkompleks I en opvarmelig, trykresistent rørekedel anbringer man 55,8 dele af en 25 % vandig ammoniakopløsning og opløser 20 deri under omrøring 34,4 dele af et efter angivelserne i DE-OS 30 34 171 fremstillet copolymerisat af lige dele af styren og acrylsyre med K-værdi 12. I opløsningen indfører man under omrøring 9,7 dele zinkoxid (kvalitet: Rotsiegel), lukker kedlen og opvarmer til 55 eC. Efter 25 opnåelse af denne temperatur omrører man i 3 timer, af-spænder kedlen og afkøler til stuetemperatur. Man opnår en 45 % vandig opløsning af et polymert zinkaminkompleks.

(b) Fremstilling af bindemidlet 30 85 dele af en kommerciel vandig dispersion af et copolymerisat af 50 dele styren, 48 dele isobutylacrylat og 2 dele methacrylsyre, der som emulgator indeholder 2,5 til 4,5 vægt-%, beregnet i forhold til copolymerisatet, af 35 ethoxyleret (EO-grad: 25) p-nonylphenol og det tilsvarende sulforerede produkt i forholdet 1:1, bringes til at foreligge i en rørekedel. Man tilsætter derpå i løbet af

DK 166029 B

6 5 minutter 2,5 dele n-butylglycol under omrøring og tilsætter derpå i løbet af 10 minutter 15 dele af den under (a) fremstillede vandige opløsning af det polymere zink-aminkompleks.

5

Man opnår et 47 % grundingsmiddel, hvis pH-værdi andrager 10.

EKSEMPEL 2 10 (a) Fremstilling af det polymere zinkaminkompleks

Man anbringer 28 dele 25 % vandig ammoniakopløsning i reaktoren og opløser deri under omrøring 34,4 dele af et 15 som i DE-OS 30 34 171 fremstillet copolymerisat af 60 dele methylmethacrylat, 15 dele methylacrylat og 25 dele acrylsyre. I denne opløsning indfører man under omrøring 4,85 dele zinkoxid (Rotsiegel) og fortsætter som angivet i eks. 1 under (a).

20 (b) Fremstilling af bindemidlet

Man anbringer 80 dele af en 50 % vandig dispersion af et copolymerisat af 50 dele n-butylacrylat, 47 dele meth-25 acrylsyremethylester, 1 del acrylsyre og 2 dele meth-acrylamid, der, beregnet på polymerisatet som emulgatorer indeholder 4 % af en 1:1 blanding af ethoxyleret (E0-grad: 25) p-nonylphenol og det tilsvarende sulforerede produkt, og tilsætter efter hinanden 2,5 dele n-butylgly-30 col og 20 dele af den som angivet under (a) fremstillede polymere zinkaminkompleksopløsning. Man opnår et grundingsmiddel med et tørstofindhold på 46 % og med en pH-værdi på 9,8.

35

DK 166029B

7 EKSEMPEL 3 (a) Fremstilling af det polymere zinkaminkompleks 5 Man anbringer 44,75 dele 25 % vandig ammoniakopløsning i reaktoren og opløser deri 34,4 dele af et som i DE-OS 30 34 171 fremstillet copolymerisat af 60 dele styren, 30 dele acrylsyre og 10 dele maleinsyreanhydrid med K-værdi 15. Til opløsningen tilsætter man 8,9 dele zinkoxid 10 (Rotsiegel) og går frem som angivet i eksempel 1 under (a) .

(b) Fremstilling af bindemidlet 15 Til 85 dele af en polymerdispersion, som angivet i eksempel 1 under (b), tilsætter man i løbet af 6 minutter 2,5 dele n-butylglycol og i løbet af 15 minutter 15 dele af den under (a) angivne vandige opløsning af det polymere zinkaminkompleks. Tørstofindholdet af det fremkomne 20 grundingsmiddel andrager 49 vægt-%, og pH-værdien er 10,2.

De fremkomne bindemidler pigmenteres i henhold til følgende recept: 25 bindemiddel, 46 %, 114 dele, (som forlag for den begyndende dejfremstilling af fyldstoffer og pigmenter) natriumphosphat, 10 % vandig opløsning, 12 dele, vand 42 dele, 30 polyacrylsurt natrium (30 % vandig opløsning), 1 del, titandioxid (rutil), 194 dele, grundingsmiddel 46 %, 115 dele, kridt (5 yum), 150 dele, testbenzin (kogeområde 180 til 210 °C), 10 dele, 35 diisobutylester-blanding af adipin-, rav- og glutarsyre, 5 dele, fortykkelsesmiddel (25 % vandig opløsning), 8 dele,

DK 166029B

8 skumdæmpningsmiddel (siliconebasis), 5 dele, bindemiddel (46 %), 344 dele.

PVK af dette specielle grundingsmiddel andrager 29%. · 5 Undersøgelse af grundingsmidlerne:

De med bindemidlerne fra eksemplerne 1 til 3 fremstillede grundingsmidler påføres på redwood, Intsia Bijuga og 2 redwood i en mængde af 120 g/m . Efter 4 timers tørring 10 overtrækkes de grundede træoverflader med en vandig blank 2 dispersionsmaling (PVK 35 %) i en mængde af 120 g/m .

Den blanke dispersionsmaling har følgende sammensætning: 15 Vandig 50 % dispersion af et copolymerisat af 50 dele me-thylmethacrylat, 48 dele butylacrylat og 2 dele acrylsyre med MFT 14 °C, 470 dele, vand, 69 dele, polyacrylsurt natrium (30 % vandig opløsning) 1,2 dele, 20 natriumpolyphosphat (10 % vandig opløsning), 11,3 dele, ammoniak (25 % vandig opløsning), 1,5 dele, testbenzin (kogeområde 180 til 215 °C) 10 dele, titandioxid (rutil) 155,7 dele, kridt (5 ^um) 179 dele, 25 talkum (5 ^um) 61 dele, celluloseether (1 % vandig opløsning) 119 dele, fortykkelsesmiddel (polyurethanbasis, 15 % vandig opløsning), 0,8 dele, diisobutylesterblanding af adipin-, rav- og glutarsyre, 30 10 dele, skumdæmpningsmiddel (siliconebasis), 2,5 dele.

Efter 24 timers lagring ved stuetemperatur anbringes hver af de overtrukne træprøvestykker 48 timer i vand.

35 Til sammenligning grundes træmaterialeme af den angivne art med en 50 % vandig dispersion af et copolymerisat af 50 dele isobutylacrylat, 48 dele styren og 2 dele meth- 2 9

DK 166029 B

acrylsyre med en påført mængde af 120 g/m og forsynes, som før beskrevet, med et dækkende overtræk. Slutteligt blev med henblik på yderligere sammenligning trælegemerne alene overtrukket med den før angivne dispersionsmaling 2 5 med en påført mængde af 120 g/m .

Ved prøvningen bedømmes pletdannelsen af det pågældende dækkende overtræk og misfarvningen af vand, hvori de beskrevne træmaterialer var oplagret. Resultaterne er sam-10 menstillet i den følgende tabel.

15 20 25 30 35

10 DK 166029 B

«Η ν 0 0 ι ι μ χ m λ; di ι μ ø -μ i(d μ η μ c μ ΐ(0 G ω ^ to tu ø s η ø * ø ο hø -η Ο) μ G μ G η ø η a η a ø ε g μ c η > anse a ø a η η μ ø μ μ η η μ η μ G .* ø .* c ø μ τ> μ ø ø ϋ 0 ϋ ο β) Ό 0 Η μ G μ > Όί 0 μ 0 μ Ό μ G μ > Ό

Gran 8 c 8 μ c a ø a ø c s c 8 μ c ø η ø μ ø μ ø ø ø η ø ·η (0 μ ø μ ø ø > -ο ε ø ό ø μ > ε a ε ε > ø ό ø μ > to ι μ ι μ ι μ iG c μ 0 μΐ0 μ ø >,0 Ο 0 0*0 0 n μ -η η 0 ι a hø -nå η ø ι a o>i ø a ø ø G a ø ε G a ø ø c ø μ a μ O) η η η μ η η μ η η η μ η μ høg 0 0 ε c 0 ^ø^gø ø ø ε g ø ίμ-ν. ό a η ae >ό μ c μ > ό ae >ό μμ Grøn c c μ μ c s c 8 μ c c c- μ μ c G 0 0 η 0 η øøøø μ0μ00 η øøøø tu η > -σ ε μ ό η μ > ø >α ø μ > μ ό η μ > ø ι μ ι μ ι μ G μ ι 0 μ ι 0 μ ι 0 Ο ø * ø 0*0 0 * 0· Η Η 0 η a Η 0 η a Η 0 η a ra a ø ε G a 0 ε g a ø ε c co a μ a η η μ η η μ η η μ HØG GØGGØ GØG GØ GØG GØ • Ό a Η 0 G 0 > Ό 0 G 0 > Ό 0 G 0 > Ό μ Gør-t a g a μ g a c a μ c a c a μ c t4 X 0 H 0 CØG ØØ GØCØØ CØGØØ W W > Ό ε Η Ό Η μ > Η Ό Η μ > Η Ό Η μ > m < ffl ι μ ι μ ι μ G μ i ø μ i ø μ ι ø Ο ø * ø ø * ø ø * ø η η ø η a η 0 η a η 0 η a w a ø ε g a ø ε c a ø ε c m a μ a Η-πμ ππμ ππμ høg GØGGØ GØG GØ Gøg gø . Ό a H 0 G 0 > Ό ØGØ>'G 0 C 0 > Ό ø g ø h a e a μ c a c a μ c a c a μ c X ø H 0 GØCØØ GØCØØ CØGØØ ω > ό ε η ό η μ > η ό η μ > η ό η μ > to ι μ ι μ ι μ G μ ι 0 μ ι 0 μ ι 0 ο ø*ra 0*0 0*0 η η 0 η a η 0 η a η 0 η a 0 a 0 ε c a ø ε g a ø ε c η a μ a η η μ η η μ η η μ HØG GØGGØ GØGGØ GØGGØ • Ό a Η 0 G 0 > Ό 0 C 0 > Ό 0 C 0 > Ό

ø c ø η a g a μ g aGaμG acaμG

X <0H(0 GØG ØØ GØG ØØ CØGØØ W > TJ ε Η Ό Η μ > Η Ό η μ > Η Ό Η μ >

H

0 ^ ό 8 Ό μ η μ ε μ ø ø Ό >

I G O

øh μ a λ ø ø μ c ^ ό μ Ό 0 η η c μ ο c >ϋ τι 0 0 ο ο 0 0 G Ό X (11 & Λ ϋ g ό χ 8 ό μ ό μ η 8 μ 0 0 0 ο ε ο μ ps s os

Claims (1)

1. DK 166029 B Patentkrav : Bindemiddel til vandige grundingsmidler for maling til 5 træ, kendetegnet ved, at det består af (A) 50 til 95 vægt-%, baseret på vægten af bindemidlet, af en vandig dispersion af et vinylpolymerisat med en partikelstørrelse på 0,03 til 0,5 μΐι og en minimum 10 filmdannende temperatur (MFT) på 0 til 50 °C, hvilken dispersion er stabil mod polyvalente ioner, (B) 5 til 50 vægt-%, baseret på vægten af bindemidlet, af et vandopløseligt polymert zinkaminkompleks af et co- 15 polymerisat med K-værdi 8 til 40 fremstillet af (a) 20 til 60 vægt-%, baseret på vægten af copolyme-risatet af en alfa,beta-monoethylenisk umættet mono- og/eller dicarboxylsyre, der indeholder 3 20 "til 5 C-atomer, og (b) 40 til 80 vægt-%, baseret på vægten af copolyme-risatet af styren og/eller mindst én (meth)-acrylsyreester af en alkanol, der indeholder 1 25 til 8 C-atomer, og hvor copolymerisatet er omsat med 2 til 6 mol, beregnet i forhold til copoly-merisatets carboxylgrupper, ammoniak og 0,8 til 1,2 ækvivalenter per carboxyl gruppe copolymer i-sat, af en zinkforbindelse. 30 35