EP1159356A1 - Wässriger acryl-bautenanstrichstoff mit verzweigtem polyol-additiv - Google Patents

Wässriger acryl-bautenanstrichstoff mit verzweigtem polyol-additiv

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Publication number
EP1159356A1
EP1159356A1 EP99950774A EP99950774A EP1159356A1 EP 1159356 A1 EP1159356 A1 EP 1159356A1 EP 99950774 A EP99950774 A EP 99950774A EP 99950774 A EP99950774 A EP 99950774A EP 1159356 A1 EP1159356 A1 EP 1159356A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
functionalized
alkanes
paint according
architectural
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99950774A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vijay Kadambande
Heinz-Peter Rink
Detlef Thiel
Ernst Häring
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Coatings GmbH
Original Assignee
BASF Coatings GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Coatings GmbH filed Critical BASF Coatings GmbH
Publication of EP1159356A1 publication Critical patent/EP1159356A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical

Definitions

  • the present invention relates to a novel waterborne architectural coating, a process for its Herstellun g and its
  • Auxiliaries are generally required to adjust and improve the properties of water-borne architectural paints based on polymer resin dispersions. This applies above all to the improvement of the flow, the extension of the open time, the lowering of the minimum film forming temperature (MFT) according to DEM 53787 and the avoidance of intense odors.
  • MFT minimum film forming temperature
  • a too short open time of a decorative paint can severely limit the area of application in practice.
  • large parts e.g. doors
  • this coat is to be resized after painting in webs, then the coat turns out to have already dried out due to insufficient open time or at least thickened by solvent and / or water release. This leads to formation of streaks and a streaky painting.
  • the resulting painting does not meet the requirements for the same reasons. The roller scar largely remains because of the rapid increase in consistency.
  • Minimum fume formation temperature but has hardly a positive influence on the open time and the course. It also smells unpleasant for a long time.
  • plasticizers on the other hand, leave the decorative paint film very slowly, but can only extend the open time insufficiently.
  • the object of the present invention is to provide a new water-thinnable architectural paint which no longer has the disadvantages of the prior art, but which, in addition to a significantly reduced minimum film-forming temperature and thus improved frost resistance, has a significantly longer open time combined with a better flow.
  • the new water-borne architectural paints should no longer cause odors.
  • the branched, cyclic and / or acyclic C -Ci6 alkanes b) to be used according to the invention which are functionalized with at least two hydroxyl groups, are referred to for the sake of brevity as "functionalized alkanes b)".
  • the functionalized alkanes b) which are essential to the invention are derived from branched, cyclic or acyclic alkanes having 9 to 16 carbon atoms, which each form the basic structure.
  • alkanes of this type with 9 carbon atoms examples include 2-methyloctane, 4-methyloctane, 2,3-dimethyl-heptane, 3,4-dimethyl-heptane, 2,6-dimethyl-heptane, 3,5-dimethyl-heptane, 2 -Methyl-4-ethylhexane or isopropylcyclohexane.
  • alkanes of this type with 10 carbon atoms are 4-ethyloctane. 2,3,4,5-tetramethylhexane. 2,3-diethyl-hexane or l-methyl-2-n-propyl-cyclohexane.
  • alkanes of this type with 11 carbon atoms examples include 2,4,5,6-tetramethyl-heptane or 3-methyl-6-ethyl-octane.
  • alkanes of this type with 12 carbon atoms are 4-methyl-7-ethyl-nonane, 4,5-diethyl-octane, 1-ethyl-butyl-cyclohexane, 3,5-diethyl-octane or 2,4-diethyl-octane .
  • alkanes of this type with 13 carbon atoms are 3,4-dimethyl-5-ethyl-nonane or 4,6-dimethyl-5-ethyl-nonane.
  • An example of a suitable alkane of this type with 14 carbon atoms is 3,4-dimethyl-7-ethyl-decane.
  • alkanes of this type with 15 carbon atoms are 3,6-diethyl-undecane or 3,6-dimethyl-9-ethyl-undecane.
  • alkanes of this type with 16 carbon atoms are 3,7-diethyl-dodecane or 4-ethyl-6-isopropyl-undecane.
  • alkanes with 10 to 14 and in particular 12 carbon atoms are particularly advantageous and are therefore used with preference.
  • the octane derivatives are particularly advantageous.
  • the functionalized alkanes b) which are derived from these branched, cyclic or acyclic alkanes as the basic frameworks, are liquid at room temperature. Either individual liquid functionalized alkanes b) or liquid mixtures of these compounds can thus be used. This is particularly the case when functionalized alkanes b) are used which are solid as individual compounds due to their high number of carbon atoms in the alkane backbone. The person skilled in the art can therefore select the corresponding functionalized alkanes b) in a simple manner.
  • the functionalized alkanes b) have a boiling point above 200, preferably above 220 and in particular above 240 ° C. In addition, they are said to have a low evaporation rate.
  • the functionalized alkanes b) are acyclic.
  • the functionalized alkanes b) have primary and / or secondary hydroxyl groups.
  • primary and secondary groups of this type are present in a compound.
  • the functionalized alkanes b) are therefore polyols b). These compounds can be used individually or together as mixtures become. There are particular advantages if the polyols b) are diols and / or triols, but in particular diols. They are therefore used with particular preference.
  • the functionalized alkanes b) described above are compounds known per se and can be prepared using customary and known synthetic methods of organic chemistry, such as base-catalyzed aldol condensation, or they are obtained as by-products of large-scale chemical syntheses, such as the preparation of 2-ethylhexanol.
  • the functionalized alkanes b) are generally present in the architectural paint according to the invention in an amount of 0.01 to 10, preferably 0.1 to 8, particularly preferably 0.5 to 5 and in particular 0.8 to 2% by weight, based on the total amount of building paint according to the invention. Although they can be contained here in large quantities, this is an advantageous range within which the advantages according to the invention are achieved safely and reliably. Within this range, that of 0.1 to 8% by weight is particularly advantageous because the architectural paints according to the invention which contain this amount of functionalized alkanes b) have a particularly advantageous profile of properties. However, very special advantages result from the use of 0.8 to 2% by weight of functionalized alkanes b).
  • the other essential component of the architectural paint according to the invention is the dispersion a).
  • the dispersion a) to be used according to the invention essentially consists of two components: an aqueous medium, in particular water and a polyacrylate.
  • aqueous medium denotes a solution consisting essentially of water, in which solid, liquid and / or gaseous organic and / or inorganic substances are dissolved and dispersed.
  • suitable substances of this type are customary and known water-miscible solvents, ammonia, amines or salts.
  • the polyacrylates dispersed in the aqueous medium are preferably polyacrylates produced by emulsion polymerization.
  • polyacrylates with a number average molecular weight Mn of 50,000 to 2,500,000, in particular 100,000 to 1,500,000, are advantageous and are therefore used with very particular preference.
  • emulsion polymerization method is customary and known in the field of polyacrylates and is described, for example, in the textbook by B. Vollmert, "Outline of Macromolecular Chemistry", Volume I, Structural Principles, Polymer Synthesis I [Polymerization], E. Vollmert-Verlag, Düsseldorf, 1979, pages 181 to 195, or in EP-A-0761 778.
  • the polyacrylates to be used according to the invention are produced from
  • Monomer which carries at least one hydroxyl group per molecule and is essentially free of acid groups, or a mixture of such monomers,
  • a7) optionally a copolymerizable with (al), (a2), (a3), (a4), (a5) and (a6), of (al), (a2), (a3), (a4), (a5) and (a6) various, essentially acid group-free, ethylenically unsaturated monomer or a mixture of such monomers, where (al), (a2), (a3), (a4), (a5), (a6) and (a7) are selected in terms of type and quantity such that the polyacrylate has the desired OH number, acid number and the desired molecular weight having.
  • any (essentially) acid-free esters of (meth) acrylic acid or (copolymerizable with (a2), (a3), (a4), (a5), (a6) and (a7)) which are copolymerizable according to the invention can be used as the obligatory monomer (a1) a mixture of such (meth) acrylic acid esters can be used.
  • examples include alkyl acrylates and alkyl methacrylates with up to 20 carbon atoms in the alkyl radical, e.g.
  • Cyclohexyl (meth) acrylate isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentadienyl (meth) acrylate and tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate.
  • Ethyl triglycol (meth) acrylate and methoxyoligoglycol (meth) acrylate with a number average molecular weight Mn of preferably 550 or other ethoxylated and / or propoxylated hydroxyl group-free (meth) acrylic acid derivatives can also be used as monomer (al).
  • Optional monomer (a2) which can be copolymerized with (al), (a3), (a4), (a5), (a6) and (a7) and is different from (a5) is ethylenically unsaturated monomers which carry at least one hydroxyl group per molecule and are essentially free of acid groups or a mixture of such monomers is used.
  • Hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid or another alpha, beta-ethylenically unsaturated carboxylic acid are mentioned as examples. These esters can be derived from an alkylene glycol esterified with the acid, or they can be obtained by reacting the acid with an alkylene oxide.
  • As component (a2) are preferably hydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, in which the Hydroxyalkyl group contains up to 20 carbon atoms, reaction products of cyclic esters, such as epsilon-caprolactone and these hydroxyalkyl esters, or mixtures of these hydroxyalkyl esters or epsilon-caprolactone-modified hydroxyalkyl esters.
  • hydroxyalkyl esters examples include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate,
  • olefinically unsaturated polyols such as trimethylolpropane monoallyl ether
  • the proportion of trimethylolpropane monoallyl ether is usually up to 10% by weight, based on the total weight of the monomers (al) to (a7) used to prepare the polyacrylate resin.
  • the olefinically unsaturated polyols such as, in particular, trimethylolpropane monoallyl ether, can be used as sole monomers containing hydroxyl groups, but particularly in proportion in combination with other of the monomers mentioned (a2) containing hydroxyl groups.
  • each can carry at least one acid group, preferably one carboxyl group, per molecule, with (al), (a2), (a4),
  • (a5), (a6) and (a7) copolymerizable, ethylenically unsaturated monomer or a mixture of such monomers can be used.
  • Acrylic acid and / or methacrylic acid are particularly preferably used as monomer (a3).
  • other ethylenically unsaturated carboxylic acids with up to 6 carbon atoms in the molecule can also be used. Examples of such acids are ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid.
  • ethylenically unsaturated sulfonic or phosphonic acids or their partial esters can be used as component (a3).
  • Mono (meth) acryloyloxyethyl ester, mono (meth) acryloyloxyethyl succinate and mono (meth) acryloyloxyethyl phthalate can also be used as monomer (a3).
  • Optional aromatic monomers (a4) are vinylaromatic hydrocarbons such as styrene, alpha-alkylstyrenes such as alpha-methylstyrene, alpha-arylstyrenes such as 1,1-diphenylethene or nuclear-alkylated styrenes such as vinyltoluene.
  • the reaction product of acrylic acid and / or methacrylic acid with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid branched in the alpha position with 5 to 18 carbon atoms per molecule is used.
  • the reaction of acrylic or methacrylic acid with the glycidyl ester of a carboxylic acid with a tertiary alpha carbon atom can take place before, during or after the polymerization reaction.
  • the reaction product of acrylic and / or methacrylic acid with the glycidyl ester of versatic acid is preferably used as component (a5).
  • This glycidyl ester is commercially available under the name "Cardura E10".
  • vinyl esters of saturated aliphatic monocarboxylic acids having 9 to 11 carbon atoms which are branched on the alpha carbon atom are particularly preferably used.
  • the polyacrylates to be used according to the invention can also contain a polysiloxane macromonomer (a6) in copolymerized form.
  • Polysiloxane macromonomers (a6) are suitable which have a number average molecular weight Mn of 1,000 to 40,000, preferably 2,000 to 20,000, particularly preferably 2,500 to 10,000 and in particular 3,000 to 7,000 and on average 0.5 to 2.5, preferably 0.5 to 1 , 5, have ethylenically unsaturated double bonds per molecule.
  • Suitable are, for example, those in DE-A-38 07 571 on pages 5 to 7, that in DE-A 37 06095 in columns 3 to 7, and that in EP-B-0 358 153 on pages 3 to 7 6 and the polysiloxane macromonomers described in US Pat. No. 4,754,014 in columns 5 to 9.
  • Other acryloxysilane-containing vinyl monomers with the above-mentioned molecular weights and contents of ethylenically unsaturated double bonds are also suitable, for example compounds which can be prepared by reacting hydroxy-functional silanes with epichlorohydrin and then reacting the reaction product with methacrylic acid and / or hydroxyalkyl esters of (meth) acrylic acid.
  • polysiloxane macromonomers listed in DE-A 4421 823 are particularly preferably used as component (a6).
  • polysiloxane macromonomers suitable as component (a6) are also the compounds mentioned in the international patent application with the publication number WO 92/22615 on page 12, line 18, to page 18, line 10.
  • polysiloxane macromonomers (a6) are available on the market and are marketed, for example, under the Marubeni R AK5 brand by Toagosei.
  • Optional monomers (a7) which can all be copolymerized with (al), (a2), (a3), (a4), (a5) and (a6), from (al), (a2), (a3), (a4) , (a5) and (a6) different, essentially acid group-free ethylenically unsaturated monomers or mixtures of such monomers are used.
  • One or more vinyl esters of monocarboxylic acids having 5 to 18 carbon atoms in the molecule and branched in the alpha position can also be used as monomers (a7).
  • the branched monocarboxylic acids can be obtained by reacting formic acid or carbon monoxide and water with olefms in the presence of a liquid, strongly acidic catalyst; the olefins may be cracked products of paraffinic hydrocarbons, such as mineral oil fractions, and may contain both branched and straight chain acyclic and / or cycloaliphatic olefins.
  • a mixture of carboxylic acids is formed in which the carboxyl groups are predominantly located on a quaternary carbon atom.
  • Other olefinic starting materials are e.g. Propylene trimer, propylene tetramer and diisobutylene.
  • the vinyl esters can also be prepared from the acids in a manner known per se, e.g. by allowing the acid to react with acetylene.
  • suitable vinyl esters (a7) are vinyl acetate, vinyl propionate or vinyl butyrate.
  • Optional monomers (a7) also include (meth) acrylic acid esters or vinyl esters such as (meth) acrylic acid-pentane-2,4-dione-l-yl ester or
  • Acetoacetic acid vinyl ester into consideration through which lateral carbonyl groups, in particular activated carbonyl groups such as diketone groups, can be introduced into the polyacrylates.
  • polyacrylates are advantageous which contain only the monomers (al) and (a3) in copolymerized form. They are therefore used with particular preference.
  • the polyacrylates to be used according to the invention are customary and known compounds which are available on the market.
  • dispersions to be used according to the invention are customary and known products available on the market.
  • An example of a suitable dispersion a) to be used according to the invention is sold under the brand name NeoCryl R XK 90 by Zeneca Resins.
  • the polyacrylates to be used according to the invention are present in the dispersions a) according to the invention in an amount of 20 to 70, preferably 30 to 60 and in particular 35 to 55% by weight, in each case based on the dispersion a).
  • the architectural paint according to the invention or the dispersion a) contained therein may contain minor amounts of other polymers in addition to the polyacrylate.
  • minor amounts means that the further polymers are to be used in amounts which do not change the property profile of the dispersion a) in such a way that the advantageous properties caused by the polyacrylate are impaired.
  • polyesters polyurethanes, acrylated polyurethanes, acrylated polyesters, polylactones, polycarbonates, polyethers and / or (meth) acrylate diols. They are known to the person skilled in the art and numerous suitable examples are commercially available.
  • the dispersion a) to be used according to the invention is contained in the architectural paint according to the invention in an amount of 20 to 80, preferably 30 to 70 and in particular 45 to 65% by weight, in each case based on the architectural paint.
  • the polyacrylate to be used according to the invention contains pendant carbonyl groups, it is advantageous if a crosslinking agent containing hydrazine groups is used, in particular in stoichiometric amounts.
  • a suitable crosslinking agent of this type is adipic acid dihydrazide.
  • the architectural paint according to the invention also contains additives, as are customary and known in the field of architectural paints, in effective amounts.
  • additives as are customary and known in the field of architectural paints, in effective amounts.
  • the type of additives and their amounts depend on the optical and technical effects which one wants to achieve with the architectural paint according to the invention.
  • the person skilled in the art can select the suitable additives and their amounts based on his experience, if necessary with the aid of simple preliminary tests.
  • suitable additives are gelling agents, defoamers, leveling agents, wetting agents, film-forming aids, e.g. Cellulose derivatives, waxes and in particular theological aids.
  • Suitable rheological aids are associative thickeners, especially those based on polyurethane. These have the following structural features:
  • hydrophobic groups that are capable of associative interaction in the aqueous medium.
  • suitable hydrophobic groups are long-chain alkyl radicals such as dodecyl, hexadecyl or octadecyl radicals or alkylaryl radicals such as octylphenyl or nonylphenyl radicals.
  • hydrophilic frameworks are polyacrylates, cellulose ethers or, in particular, polyurethanes, which contain the hydrophilic groups as polymer building blocks.
  • polyurethanes which contain polyether chains, preferably made of polyethylene oxide, as building blocks are particularly preferred as hydrophilic frameworks.
  • the di- and / or polyisocyanates preferably aliphatic diisocyanates, in particular optionally alkyl-substituted 1,6-hexamethylene diisocyanate, are used to link the hydroxyl-terminated polyether units to one another and to link the polyether units with the hydrophobic end group units, which are, for example, monofunctional alcohols and / or can be amines with the long-chain alkyl radicals and / or alkylaryl radicals mentioned above.
  • the architectural paint according to the invention contains pigments and fillers of any kind, for example color pigments such as azo pigments, phthalocyanine pigments, carbonyl pigments, dioxazine pigments, titanium dioxide, carbon black, iron oxides or chromium or cobalt oxides, effect pigments such as metal platelet pigments, especially aluminum platelet pigments, Barium sulfate, silicates such as talc or kaolin, silicas, oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or wood flour.
  • color pigments such as azo pigments, phthalocyanine pigments, carbonyl pigments, dioxazine pigments, titanium dioxide, carbon black, iron oxides or chromium or cobalt oxides
  • effect pigments such as metal platelet pigments, especially aluminum platelet pigments, Barium sulfate, silicates such as talc or kaolin, silicas, oxides
  • the production of the architectural paint according to the invention does not have any special procedural features, but rather the following usual methods such as combining the individual components and mixing them with stirring. In some cases it is possible to mix all of the components of the architectural paint according to the invention at once. Frequently, however, it proves to be advantageous to premix some of the constituents separately in order to subsequently combine the resulting mixture with the other constituents to form the architectural paint according to the invention.
  • the invention it is particularly advantageous to first premix the additives, with the exception of the pigments and the fillers, and to add the resulting additive mixture to the dispersion a) to be used according to the invention.
  • the resulting mixture is then mixed individually with the pigments and / or fillers.
  • the invention it is also particularly advantageous to first mix part of the additives with the pigments and / or fillers and the remaining additives separately, in order to then add the two mixtures to the dispersion a) to be used according to the invention.
  • the architectural paint according to the invention has a significantly reduced minimum film-forming temperature and thus improved frost resistance and a longer open time than conventional architectural paints, which have the same composition except for the coalescing agent.
  • the architectural paint according to the invention no longer causes unpleasant odors. It can therefore be easily stored and passed without special measures having to be taken.
  • the resulting practically odor-free architectural paint according to the invention could also be applied without problems even at low temperatures (for example 5 ° C.) be arbitrated.
  • the paint was evenly smooth and made an excellent visual impression.
  • Example 1 was repeated, except that 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol mono-isobutyrate was used instead of 2,4-diethyloctanediol-1,5.
  • the architectural paint not according to the invention had a long-lasting unpleasant smell, which had a disruptive effect during and after application. Batch-free finishing was not possible to the extent as with the architectural paint of Example 1 according to the invention.
  • the architectural paint according to the invention had the same advantageous properties as that of Example 1.
  • Example 2 was repeated, except that 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol mono-isobutyrate was used instead of 2,4-diethyloctanediol-1,5.
  • the architectural paint not according to the invention had an unpleasant smell and, due to a shorter oven time, a poor course.

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Abstract

Bautenanstrichstoff, enthaltend a) eine wässrige Dispersion mindestens eines Polyacrylats und b) mindestens ein verzweigtes, cyclisches und/oder acyclisches C9-C16-Alkan, das mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert ist.

Description

WÄSSRIGER ACRYL-BAUTENANSTRICHSTOFF MIT VERZWEIGTEM POLYOL-ADDITIV
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen wasserverdünnbaren Bautenanstrichstoff, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine
Verwendung.
Zur Einstellung und zur Verbesserung der Eigenschaften von wasserverdünnbaren Bautenanstrichstoffen auf der Basis von Polymerisatharzdispersionen sind in der Regel Hilfsmittel erforderlich. Dies gilt vor allem für die Verbesserung des Verlaufs, die Verlängerung der Offenzeit, die Erniedrigung der Mindestfilmbildetemperatur (MFT) nach DEM 53787 und die Vermeidung intensiver Gerüche.
Insbesondere kann eine zu geringe Offenzeit eines Bautenanstrichstoffs in der Praxis den Anwendungsbereich stark einschränken. Werden nämlich großflächige Teile, beispielsweise Türen, mit einem wasserverdünnbaren Bautenanstrichstoff mit einem Anstrich versehen und soll dieser Anstrich, wie in der Praxis üblich, nach dem Anstrich in Bahnen noch einmal verschlichtet werden, dann erweist sich der Anstrich wegen zu geringer Offenzeit als bereits angetrocknet oder zumindest durch Lösemittel- und/oder Wasserabgabe verdickt. Ansatzbildung und ein streifiges Anstrichbild sind die Folge. Bei der Applikation mit der Rolle entspricht das resultierende Anstrichbild aus denselben Gründen nicht den Anforderungen. Die Rollennarbe bleibt wegen des zu schnellen Konsistenzanstiegs weitestgehend stehen.
Um dieser Probleme Herr zu werden, werden bekanntermaßen organische Lösemittel oder Weichmacher verwendet. Die Lösemittel sollen neben der Verbesserung der Filmbildung (Funktion als Koaleszenzmittel, den Verlauf und die Offenzeit positiv beeinflussen und - anders als die Weichmacher - den Bautenanstrichstoffilm möglichst rasch verlassen, ohne hierbei eine Geruchsbelästigung hervorzurufen. Keines der bisher bekannten Koaleszenzmittel erfüllt alle diese Anforderungen.
Das sehr häufig verwendete übliche und bekannte Koaleszenzmittel 2,2,4- Trimethyl-l,3-pentandiol-mono-isobutyrat senkt zwar die
Mindestfümbildetemperatur, hat aber kaum einen positiven Einfluß auf die Offenzeit und den Verlauf. Zudem riecht es langanhaltend unangenehm.
Übliche und bekannte Weichmacher dagegen verlassen den Bautenanstrichstoffilm zwar sehr langsam, können indes die Offenzeit nur unzureichend verlängern.
Die bisher bekannten Methoden diese wichtigen anwendungstechnischen Eigenschaften einzustellen und zu verbessern weisen noch immer Nachteile auf, die einem breiteren Einsatz der wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffe, insbesondere in der professionellen Applikation, im Wege stehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen wasserverdünnbaren Bautenanstrichstoff bereitzustellen, welcher die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern neben einer deutlich verringerten Mindestfilmbildetemperatur und damit einer verbesserten Frostbeständigkeit eine signifikant längere Offenzeit verbunden mit einem besseren Verlauf hat. Außerdem sollen die neuen wasserverdünnbaren Bautenanstrichstoffe keine Geruchsbelästigung mehr hervorrufen.
Demgemäß wurde der neue wasserverdünnbare Bautenanstrichstoff gefunden, welcher
a) eine wäßrige Dispersion mindestens eines Polyacrylats und b) mindestens ein verzweigtes, cyclisches und oder acyclisches C9-C16- Alkan, das mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert ist,
enthält.
Im folgenden wird der neue wasserverdünnbare Bautenanstrichstoff als „erfmdungsgemäßer Bautenanstrichstoff' bezeichnet.
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es nicht zu erwarten, daß die Lösung der Aufgabe mit Hilfe der erfindungsgemäß zu verwendenden verzweigten, cyclischen und/oder acyclischen C -C16-Alkanen b), die mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert sind, gelöst werden konnte, da zu befürchten war, daß auch diese Verbindungen die Nachteile der herkömmlichen Koaleszenzmittel aufweisen würden. Stattdessen wurde entgegen den Erwartungen gefunden, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden verzweigten, cyclischen und/oder acyclischen C9-Ci6-Alkane b), die mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert sind, keine Geruchsbelästigung hervorrufen und sich bestimmungsgemäß aus dem Bautenanstrichstoffilm mit einer Verdampfungsrate verflüchtigen, welche eine lange Offenzeit gewährleistet. Außerdem unterstützen sie die Filmbildung, indem sie die Mindestfilmbildetemperatur reduzieren und gleichzeitig den Gefrierpunkt der neuen Bautenanstrichstoffe absenken. Denn anders als ein Großteil der üblichen Koaleszenzmittel lösen sie einen Erstanstrich nicht in dem Maße an, daß sich die Oberflächeneigenschaften des Zweitanstrichs verschlechtern.
Im folgenden werden die erfindungsgemäß zu verwendenden verzweigten, cyclischen und/oder acyclischen C -Ci6-Alkane b), die mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert sind, der Kürze halber als „funktionalisierte Alkane b)" bezeichnet. Die erfindungswesentlichen funktionalisierten Alkane b) leiten sich ab von verzweigten, cyclischen oder acyclischen Alkanen mit 9 bis 16 Kohlenstoffatomen, welche jeweils das Grundgerüst bilden.
Beispiele geeigneter Alkane dieser Art mit 9 Kohlenstoffatomen sind 2- Methyloctan, 4-Methyloctan, 2,3-Dimethyl-heptan, 3,4-Dimethyl-heptan, 2,6- Dimethyl-heptan, 3,5-Dimethyl-heptan, 2-Methyl-4-ethyl-hexan oder Isopropyl- cyclohexan.
Beispiele geeigneter Alkane dieser Art mit 10 Kohlenstoffatomen sind 4- Ethyloctan. 2,3,4,5-Tetramethyl-hexan. 2,3-Diethyl-hexan oder l-Methyl-2-n- propyl-cyclohexan.
Beispiele geeigneter Alkane dieser Art mit 11 Kohlenstoffatomen sind 2,4,5,6- Tetramethyl-heptan oder 3-Methyl-6-ethyl-octan.
Beispiele geeigneter Alkane dieser Art mit 12 Kohlenstoffatomen sind 4-Methyl- 7-ethyl-nonan, 4,5-Diethyl-octan, 1-Ethyl-butyl-cyclohexan, 3,5-Diethyl-octan oder 2 ,4-Diethyl-octan.
Beispiele geeigneter Alkane dieser Art mit 13 Kohlenstoffatomen sind 3,4- Dimethyl-5-ethyl-nonan oder 4,6-Dimethyl-5-ethyl-nonan.
Ein Beispiel eines geeigneten Alkans dieser Art mit 14 Kohlenstoffatomen ist 3,4- Dimethyl-7-ethyl-decan.
Beispiele geeigneter Alkane dieser Art mit 15 Kohlenstoffatomen sind 3,6- Diethyl-undecan oder 3,6-Dimethyl-9-ethyl-undecan.
Beispiele geeigneter Alkane dieser Art mit 16 Kohlenstoffatomen sind 3,7- Diethyl-dodecan oder 4-Ethyl-6-isopropyl-undecan. Von diesen Grundgerüsten sind die Alkane mit 10 bis 14 und insbesondere 12 Kohlenstoffatomen besonders vorteilhaft und werden deshalb bevorzugt verwendet. Von diesen sind wiederum die Octanderivate ganz besonders vorteilhaft.
Für die vorliegende Erfindung ist es wesentlich, daß die funktionalisierten Alkane b), welche sich von diesen verzweigten, cyclischen oder acyclischen Alkanen als Grundgerüsten ableiten, bei Raumtemperatur flüssig sind. Somit können entweder einzelne flüssige funktionalisierte Alkane b) verwendet werden oder flüssige Gemische dieser Verbindungen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn funktionalisierte Alkane b) verwendet werden, welche wegen ihrer hohen Anzahl an Kohlenstoffatomen im Alkan-Grundgerüst als einzelne Verbindungen fest sind. Der Fachmann kann daher die entsprechenden funktionalisierten Alkane b) in einfacher Weise auswählen.
Für die Erfindung ist es außerdem wesentlich, daß die funktionalisierten Alkane b) einen Siedepunkt von über 200, vorzugsweise über 220 und insbesondere über 240 °C aufweisen. Darüberhinaus sollen sie eine niedrige Verdampfungsrate haben.
Für die erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoff ist es von Vorteil, wenn die funktionalisierten Alkane b) acyclisch sind.
Die funktionalisierten Alkane b) weisen primäre und oder sekundäre Hydroxylgruppen auf. Für die erfmdungsgemäßen Bautenanstrichstoffe ist es von Vorteil, wenn primäre und sekundäre Gruppen dieser Art in einer Verbindung vorhanden sind.
Bei den funktionalisierten Alkanen b) handelt es sich demnach um Polyole b). Diese Verbindungen können einzeln oder gemeinsam als Gemische verwendet werden. Besondere Vorteil ergeben sich, wenn die Polyole b) Diole und/oder Triole, insbesondere aber Diole sind. Sie werden deshalb ganz besonders bevorzugt verwendet.
Ganz besonders vorteilhafte erfmdungsgemäße Bautenanstrichstoffe werden erhalten, wenn die Polyole b) stellungsisomere Dialkyloctandiole, insbesondere Diethyloctandiole, sind. Herausragende Ergebnisse werden mit 2,4-Diethyl- octandiol-1,5 erzielt.
Die vorstehend beschriebenen funktionalisierten Alkane b) sind an sich bekannte Verbindungen und können mit Hilfe üblicher und bekannter Synthesemethoden der Organischen Chemie wie die basenkatalysierte Aldolkondensation hergestellt werden oder sie fallen als Nebenprodukte chemischer Großsynthesen wie der Herstellung von 2-Ethyl-hexanol an.
Die funktionalisierten Alkane b) sind im allgemeinen in dem erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoff in einer Menge von 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 8, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 und insbesondere 0,8 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des erfmdungsgemäßen Bautenanstrichstoffs, enthalten. Zwar können sie hierin in größeren Mengen enthalten sein, indes handelt es sich um einen vorteilhaften Bereich, innerhalb dessen die erfmdungsgemäßen Vorteile sicher und zuverlässig erzielt werden. Innerhalb dieses Bereichs ist derjenige von 0,1 bis 8 Gew.-% von besonderem Vorteil, weil die erfmdungsgemäßen Bautenanstrichstoffe, welche diese Menge an funktionalisierten Alkanen b) enthalten, ein besonders vorteilhaftes Eigenschaftsprofil aufweisen. Ganz besondere Vorteile resultieren indes aus der Verwendung von 0,8 bis 2 Gew.-% an funktionalisierten Alkanen b).
Der weitere wesentliche Bestandteil des erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoffs ist die Dispersion a) . Die erfmdungsgemäß zu verwendende Dispersion a) besteht im wesentlichen aus zwei Bestandteilen: einem wäßrigem Medium, insbesondere Wasser und einem Polyacrylat.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "wäßriges Medium" eine im wesentlichen aus Wasser bestehende Lösung, worin feste, flüssige und/oder gasförmige organische und/oder anorganische Stoffe gelöst und dispergiert vorliegen. Beispiele geeigneter Stoffe dieser Art sind übliche und bekannte mit Wasser mischbare Lösemittel, Ammoniak, Amine oder Salze.
Bei den in dem wässrigen Medium dispergierten Polyacrylaten handelt es sich vorzugsweise um durch Emulsionspolymerisation hergestellte Polyacrylate. Hierbei sind Polyacrylate eines zahlenmittleren Molekulargewichts Mn von 50.000 bis 2.500.000, insbesondere 100.000 bis 1.500.000, von Vorteil und werden deshalb ganz besonders bevorzugt verwendet.
Die Methode der Emulsionspolymerisation ist auf dem Gebiet der Polyacrylate üblich und bekannt und wird beispielsweise in dem Lehrbuch von B. Vollmert, "Grundriß der Makromolekularen Chemie", Band I, Strukturprinzipien, Polymersynthesen I [Polymerisation], E. Vollmert- Verlag, Karlsruhe, 1979, Seiten 181 bis 195, oder in der Patentschrift EP-A- 0761 778 beschrieben.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyacrylate werden hergestellt aus
al) einem von (a2), (a3), (a4), (a5), (a6) und (a7) verschiedenen, mit (a2), (a3), (a4), (a5), (a6) und (a7) copolymerisierbaren, im wesentlichen Säuregruppenfreien (Meth)acrylsäureester oder einem Gemisch aus solchen Monomeren, a2) gegebenenfalls einem mit (al), (a3), (a4), (a5), (a6) und (a7) copoly- merisierbaren, von (a5) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten
Monomer, das mindestens eine Hydroxylgruppe pro Molekül trägt und im wesentlichen säuregruppenfrei ist, oder einem Gemisch aus solchen Mono- meren,
a3) einem mindestens eine Säuregruppe, die in die entsprechende Säureaniongruppe überfuhrbar ist, pro Molekül tragenden, mit (al), (a2), (a4), (a5), (a6) und (a7) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomer oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
a4) gegebenenfalls einem oder mehreren vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen,
a5) gegebenenfalls mindestens einem Umsetzungsprodukt aus Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül (z.B. die unter den Namen Cardura® im Handel erhältlichen Glycidylester) oder anstelle des Umsetzungsproduktes einer äquivalenten Menge Acryl- und/oder Methacrylsäure, die dann während oder nach der
Polymerisationsreaktion mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure (z.B. die unter den Namen Cardura® im Handel erhältlichen Glycidylester) mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül umgesetzt wird,
a6) gegebenenfalls mindestens einem Polysiloxanmakromonomer sowie
a7) gegebenenfalls einem mit (al), (a2), (a3), (a4), (a5) und (a6) copolymerisierbaren, von (al), (a2), (a3), (a4), (a5) und (a6) verschiedenen, im wesentlichen Säuregruppenfreien, ethylenisch ungesättigten Monomer oder einem Gemisch aus solchen Monomeren, wobei (al), (a2), (a3), (a4), (a5), (a6) und (a7) in Art und Menge so ausgewählt werden, daß das Polyacrylat die gewünschte OH-Zahl, Säurezahl und das gewünschte Molekulargewicht aufweist.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Polyacrylat kann als obligatorisches Monomer (al) jeder mit (a2), (a3), (a4), (a5), (a6) und (a7) copolymerisierbare, im wesentlichen Säuregruppenfreie Ester der (Meth)Acrylsäure oder ein Gemisch aus solchen (Meth)Acrylsäureestern eingesetzt werden. Als Beispiele werden Alkylacrylate und Alkylmethacrylate mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n- Butyl-, sec.-Butyl-, tert.-Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat oder -methacrylat oder cycloaliphatische (Meth)acrylsäureester, wie z.B. Cyclohexyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Dicyclopentadienyl(meth)acrylat und tert.-Butylcyclohexyl(meth)acrylat, genannt.
Als Monomer (al) können auch Ethyltriglykol(meth)acrylat und Methoxyoligoglykol(meth)acrylat mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn von vorzugsweise 550 oder andere ethoxylierte und/oder propoxylierte hydroxylgruppenfreie (Meth)acrylsäurederivate eingesetzt werden.
Als fakultatives Monomer (a2) können mit (al), (a3), (a4), (a5), (a6) und (a7) copolymerisierbare und von (a5) verschiedene, ethylenisch ungesättigte Monomere, die mindestens eine Hydroxylgruppe pro Molekül tragen und im wesentlichen säuregruppenfrei sind oder ein Gemisch aus solchen Monomeren eingesetzt werden. Als Beispiele werden Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer anderen alpha,beta-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure genannt. Diese Ester können sich von einem Alkylenglykol ableiten, das mit der Säure verestert ist, oder sie können durch Umsetzung der Säure mit einem Alkylenoxid erhalten werden. Als Komponente (a2) werden vorzugsweise Hydroxyalkylester der Acrylsäure oder Methacrylsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 20 Kohlenstoffatome enthält, Umsetzungsprodukte aus cyclischen Estern, wie z.B. epsilon-Caprolacton und diesen Hydroxyalkylestem, oder Mischungen aus diesen Hydroxyalkylestern bzw. epsilon-caprolactonmodifizierten Hydroxyalkylestem eingesetzt.
Als Beispiele für derartige Hydroxyalkylester werden 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat,
4-Hydroxybutylacrylat, 4-Hydroxybutylmethacrylat, Methylpropandiolmonoacrylat, Methylpropandiolmonomethacrylat,
Hydroxystearylacrylat und Hydroxystearylmethacrylat genannt. Entsprechende Ester von anderen ungesättigten Säuren, wie z.B. Ethacrylsäure, Crotonsäure und ähnliche Säuren mit bis zu etwa 6 C-Atomen pro Molekül, können auch eingesetzt werden.
Ferner können als Monomere (a2) auch olefmisch ungesättigte Polyole eingesetzt werden, wie etwa Trimethylolpropanmonoallylether. Der Anteil an Trimethylolpropanmonoallylether beträgt üblicherweise bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polyacrylatharzes eingesetzten Monomeren (al) bis (a7). Daneben ist es aber auch möglich, bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polyacrylatharzes eingesetzten Monomeren, Trimethylolpropanmonoallylether zum fertigen Polyacrylatharz zuzusetzen. Die olefmisch ungesättigten Polyole, wie insbesondere Trimethylolpropanmonoallylether, können als alleinige hydroxylgruppenhaltige Monomere, insbesondere aber anteilsmäßig in Kombination mit anderen der genannten hydroxylgruppenhaltigen Monomeren (a2), eingesetzt werden.
Als obligatorisches Monomer (a3) kann jedes mindestens eine Säuregruppe, vorzugsweise eine Carboxylgruppe, pro Molekül tragende, mit (al), (a2), (a4),
(a5), (a6) und (a7) copolymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Monomer oder ein Gemisch aus solchen Monomeren eingesetzt werden. Als Monomer (a3) werden besonders bevorzugt Acrylsäure und/oder Methacrylsäure eingesetzt. Es können aber auch andere ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren mit bis zu 6 C-Atomen im Molekül eingesetzt werden. Als Beispiele für solche Säuren werden Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure genannt. Weiterhin können beispielsweise ethylenisch ungesättigte Sulfon- oder Phosphonsäuren, bzw. deren Teilester, als Komponente (a3) eingesetzt werden. Als Monomer (a3) können auch Maleinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester, Bernsteinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester und Phthalsäuremono(meth)acryloyloxyethylester eingesetzt werden.
Als fakultative Monomere (a4) werden vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, alpha-Alkylstyrole wie alpha-Methylstyrol, alpha-Arylstyrole wie 1,1- Diphenylethen oder kernalkylierte Styrole wie Vinyltoluol, eingesetzt.
Als fakultatives Monomer (a5) wird das Umsetzungsprodukt aus Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül eingesetzt. Die Umsetzung der Acryl- oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer Carbonsäure mit einem tertiären alpha-Kohlenstoffatom kann vor, während oder nach der Polymerisationsreaktion erfolgen. Bevorzugt wird als Komponente (a5) das Umsetzungsprodukt von Acryl- und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester der Versatiesäure eingesetzt. Dieser Glycidylester ist unter dem Namen "Cardura E10" im Handel erhältlich.
Besonders bevorzugt werden - wegen der guten Verfügbarkeit - Vinylester von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen, die am alpha-C-Atom verzweigt sind, eingesetzt.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyacrylate können auch ein Polysiloxanmakromonomer (a6) einpolymerisiert enthalten. Geeignet sind Polysiloxanmakromonomere (a6), die ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1.000 bis 40.000, bevorzugt von 2.000 bis 20.000, besonders bevorzugt 2.500 bis 10.000 und insbesondere 3.000 bis 7.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5, bevorzugt 0,5 bis 1,5, ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen.
Geeignet sind beispielsweise die in der DE-A-38 07 571 auf den Seiten 5 bis 7, die in der DE-A 37 06095 in den Spalten 3 bis 7, die in der EP-B-0 358 153 auf den Seiten 3 bis 6 und die in der US-A 4,754,014 in den Spalten 5 bis 9 beschriebenen Polysiloxanmakromonomere. Ferner sind auch andere Acryloxysilan-enthaltende Vinylmonomere mit den obengenannten Molekulargewichten und Gehalten an ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen geeignet, beispielsweise Verbindungen, die herstellbar sind durch Umsetzung hydroxyfunktioneller Silane mit Epichlorhydrin und anschließender Umsetzung des Reaktionsproduktes mit Methacrylsäure und/oder Hydroxyalkylestem der (Meth)acrylsäure.
Besonders bevorzugt werden als Komponente (a6) die in der DE-A 4421 823 angeführten Polysiloxanmakromonomere eingesetzt.
Beispiele für als Komponente (a6) geeignete Polysiloxanmakromonomere sind auch die in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 92/22615 auf Seite 12, Zeile 18, bis Seite 18, Zeile 10, genannten Verbindungen.
Die Polysiloxanmakromonomere (a6) sind am Markt erhältlich und werden beispielsweise unter der Marke MarubeniR AK5 von der Firma Toagosei vertrieben. Als fakultative Monomere (a7) können alle mit (al), (a2), (a3), (a4), (a5) und (a6) copolymerisierbaren, von (al), (a2), (a3), (a4), (a5) und (a6) verschiedenen, im wesentlichen Säuregruppenfreien ethylenisch ungesättigten Monomere oder Gemische aus solchen Monomeren eingesetzt werden.
Als Monomere (a7) können auch ein oder mehrere Vinylester von in alpha- Stellung verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 18 C-Atomen im Molekül eingesetzt werden. Die verzweigten Monocarbonsäuren können erhalten werden durch Umsetzung von Ameisensäure oder Kohlenmonoxid und Wasser mit Olefmen in Anwesenheit eines flüssigen, stark sauren Katalysators; die Olefme können Crack-Produkte von paraffinischen Kohlenwasserstoffen, wie Mineralölfraktionen, sein und können sowohl verzweigte wie geradkettige acyclische und/oder cycloaliphatische Olefme enthalten. Bei der Umsetzung solcher Olefme mit Ameisensäure bzw. mit Kohlenmonoxid und Wasser entsteht ein Gemisch aus Carbonsäuren, bei denen die Carboxylgruppen vorwiegend an einem quaternären Kohlenstoffatom sitzen. Andere olefinische Ausgangsstoffe sind z.B. Propylentrimer, Propylentetramer und Diisobutylen. Die Vinylester können aber auch auf an sich bekannte Weise aus den Säuren hergestellt werden, z.B. indem man die Säure mit Acetylen reagieren läßt. Weitere Beispiele geeigneter Vinylester (a7) sind Vinylacetat, Vinbylpropionat oder Vinylbutyrat.
Als fakultative Monomere (a7) kommen außerdem (Meth)Acrylsäureester oder Vinylester wie (Meth)Acrylsäure-pentan-2,4-dion-l-yl-ester oder
Acetessigsäurevinylester in Betracht, durch welche sich seitenständige Carbonylgruppen, insbesondere aktivierte Carbonylgruppen wie Diketongruppen, in die Polyacrylate einführen lassen.
Erfindungsgemäß sind Polyacrylate von Vorteil, welche ausschließlich die Monomeren (al) und (a3) einpolymerisiert enthalten. Sie werden deshalb besonders bevorzugt verwendet. Die erfmdungsgemäß zu verwendenden Polyacrylate sind übliche und bekannte Verbindungen, welche am Markt erhältlich sind.
Desgleichen sind die erfmdungsgemäß zu verwendenden Dispersionen a) übliche und bekannte, am Markt erhältliche Produkte. Ein Beispiel einer geeigneten erfmdungsgemäß zu verwendenden Dispersion a) wird unter der Marke NeoCrylR XK 90 von der Firma Zeneca Resins vertrieben.
Die erfmdungsgemäß zu verwendenden Polyacrylate sind in den erfindungsgemäßen Dispersionen a) in einer Menge von 20 bis 70, vorzugsweise 30 bis 60 und insbesondere 35 bis 55 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Dispersion a), enthalten.
Der erfmdungsgemäße Bautenanstrichstoff bzw. die hierin enthaltene Dispersion a) kann außer dem Polyacrylat noch weiterer Polymere in untergeordneten Mengen enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „untergeordnete Mengen", daß die weiteren Polymeren in Mengen verwendet werden sollen, die das Eigenschaftsprofil der Dispersion a) nicht in der Weise verändern, daß die durch das Polyacrylat bedingten vorteilhaften Eigenschaften beeinträchtigt werden.
Beispiele geeigneter Polymere, welche neben dem Polyacrylat verwendet werden können, sind Polyester, Polyurethane, acrylierte Polyurethane, acrylierte Polyester, Polylactone, Polycarbonate, Polyether und/oder (Meth)Acrylatdiole. Sie sind dem Fachmann bekannt, und zahlreiche geeignete Beispiele sind marktgängig.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Dispersion a) ist in dem erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoff in einer Menge von 20 bis 80, vorzugsweise 30 bis 70 und insbesondere 45 bis 65 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Bautenanstrichstoff, enthalten. Sofern das erfindungsgemäß zu verwendende Polyacrylat seitenständige Carbonylgruppen enthält, ist es von Vorteil, wenn ein hydrazingruppenhaltiges Vernetzungsmittel, insbesondere in stöchiometrischen Mengen, mit verwendet wird. Ein Beispiel eines geeigneten Vernetzungsmittels dieser Art ist Adipinsäuredihydrazid.
Der erfindungsgemäße Bautenanstrichstoff enthält außerdem Additive, wie sie auf dem Gebiet der Bautenanstrichstoffe üblich und bekannt sind, in wirksamen Mengen. Die Art der Additive und ihre Mengen richten sich nach den optischen und technischen Effekten, welche man mit dem erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoff erzielen will. Somit kann der Fachmann die geeigneten Additive und ihre Mengen aufgrund seiner Erfahrung, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher Vorversuche, auswählen.
Beispiele geeigneter Additive sind Mamerungsmittel, Entschäumer, Verlaufsmittel, Netzmittel filmbildende Hilfsmittel, z.B. Cellulose-Derivate, Wachse und insbesondere Theologische Hilfsmittel.
Beispiele geeigneter rheologischer Hilfsmittel sind Assoziativ-Verdicker, insbesondere auf Polyurethanbasis. Diese weisen die folgenden Strukturmerkmale auf:
ein hydrophiles Gerüst, das eine ausreichende Wasserlöslichkeit sicherstellt und
hydrophobe Gruppen, die zu einer assoziativen Wechselwirkung im wäßrigen Medium befähigt sind. Beispiele geeigneter hydrophober Gruppen sind langkettige Alkylreste wie Dodecyl-, Hexadecyl- oder Octadecyl-Reste oder Alkylarylreste wie Octylphenyl- oder Nonylphenyl-Reste.
Beispiele geeigneter hydrophiler Gerüste sind Polyacrylate, Celluloseether oder, insbesondere, Polyurethane, welche die hydrophilen Gruppen als Polymerbausteine enthalten. Hierbei sind als hydrophile Gerüste Polyurethane besonders bevorzugt, welche Polyetherketten, vorzugsweise aus Polyethylenoxid, als Bausteine enthalten.
Bei der Synthese solcher Polyetherpolyurethane dienen die Di- und/oder Polyisocyanate, vorzugsweise aliphatische Diisocyanate, insbesondere gegebenenfalls alkylsubstituiertes 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat, zur Verknüpfung der Hydroxylgruppen-terminierten Polyetherbausteinen untereinander und zur Verknüpfung der Polyetherbausteine mit den hydrophoben Endgruppenbausteinen, welche beispielsweise monofunktionelle Alkohole und/oder Amine mit den oben genannten langkettigen Alkylresten und/oder Alkylarylresten sein können.
Desweiteren enthält der erfindungsgemäße Bautenanstrichstoff Pigmente und Füllstoffe jeglicher Art, beispielsweise Farbpigmente wie Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Carbonylpigmente, Dioxazinpigmente, Titandioxid, Farbruß, Eisenoxide oder Chrom- bzw. Kobaltoxide, Effektpigmente wie Metallplättchenpigmente, insbesondere Aluminiumplättchenpigmente, und Perlglanzpigmente oder Füllstoffe wie Kreide, Calciumsulfate, Bariumsulfat, Silikate wie Talk oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Textilfasern, Cellulosefasern, Polyethylenfasern oder Holzmehl.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoffs weist keine verfahrenstechnischen Besonderheiten auf, sondern es werden hierfür die üblichen Methoden wie das Zusammengeben der einzelnen Bestandteile und ihr Vermischen unter Rühren angewandt. In manchen Fällen ist es möglich, sämtliche Bestandteile des erfmdungsgemäßen Bautenanstrichstoffs auf einmal miteinander zu vermischen. Häufig erweist es sich aber als vorteilhaft, einen Teil der Bestandteile separat vorzumischen, um die resultierende Mischung anschließend mit den anderen Bestandteilen zum erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoff zu vereinen.
Erfmdungsgemäß ist es von besonderem Vorteil, zunächst die Additive, ausgenommen die Pigmente und die Füllstoffe, separat vorzumischen und die resultierende Additivmischung zu der erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersion a) hinzuzugeben. Der resultierenden Mischung werden dann die Pigmente und/oder Füllstoffe einzeln zugemischt.
Erfmdungsgemäß ist es außerdem von besonderem Vorteil, zunächst einen Teil der Additive mit den Pigmenten und/oder Füllstoffen sowie die restlichen Additive separat zu vermischen, um danach die beiden Mischungen zu der erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersion a) hinzuzugeben.
Der erfmdungsgemäß Bautenanstrichstoff weist eine deutlich verringerte Mindestfilmbildetemperatur und damit eine verbesserte Frostbeständigkeit sowie eine längere Offenzeit auf als herkömmliche Bautenanstrichstoffe, die bis auf das Koaleszenzmittel dieselbe Zusammensetzung haben. Außerdem ruft der erfindungsgemäße Bautenanstrichstoff keine Geruchsbelästigung mehr hervor. Es läßt sich daher problemlos lagern und verstreichen, ohne daß hierfür besondere Maßnahmen getroffen werden müßten.
Beispiele und Vergleichsversuche
Beispiel 1 Herstellung einer erfmdungsgemäßen Lasur mit dem Farbton Nußbaum
55 Gewichsteile einer 45 gew.-%-igen Polyacrylat-Dispersion wurden in einem Labordissolver vorgelegt.
3,5 Gewichtsteile Propylenglykol, 1,5 Gewichtsteile Butyldiglykol. 0,5 Gewichtsteile Siliconentschäumer (BYK® 024 der Firma Byk Chemie GmbH), 0,4 Gewichtsteile Netzmittel (SurfynolR 104 E der Firma Air Products), 1 Gewichtsteil 2,4-Diethyloctandiol-l,5, 2,2 Gewichtsteile eines Assoziativ- Verdickers auf Polyurethanbasis (RheolateR 278 der Firma Rheox Europe SANV) und 1 Gewichtsteil deionisiertes Wasser wurden separat miteinander vermischt, und die resultierende Mischung wurde unter Rühren zu der Dispersion hinzugegeben.
Zur resultierenden Dispersion wurden die folgenden Pigmenφräparationen einzeln hinzugegeben:
1,4 Gewichtsteile transparentes Eisenoxidrot (Luconyl 2817 der Firma
BASF Aktiengesellschaft)
0,7 Gewichtsteile transparentes Eisenoxidgelb (Lucony il 1916 der Firma BASF Aktiengesellschaft)
0,2 Gewichtsteile transparenter Farbruß (LuconylR 0060 der Firma BASF Akiengesellschaft).
Hiernach wurden noch 32,6 Gewichtsteile deionisiertes Wasser zugesetzt.
Der resultierende praktisch geruchsfreie erfindungsgemäße Bautenanstrichstoff ließ sich auch bei niedrigen Temperaturen (z.B 5°C problemlos applizieren. Auch auf größeren Flächen konnte nach Materialauflage mit Pinsel oder Rolle ansatzfrei verschlichtet werden. Der Anstrich verlief gleichmäßig glatt und machte einen hervorragenden optischen Eindruck.
Vergleichsversuch VI
Herstellung einer nicht erfmdungsgemäßen Lasur mit dem Farbton Nußbaum
Beispiel 1 wurde wiederholt, nur daß anstelle von 2,4-Diethyloctandiol-l,5 das 2,2,4-Trimethyl-l ,3-pentandiol-mono-isobutyrat verwendet wurde.
Der nicht erfindungsgemäße Bautenanstrichstoff wies einen lang anhaltenden unangenehmen Geruch auf, der sich bei und nach der Applikation störend bemerkbar machte. Ein ansatzfreies Verschlichten war nicht in dem Ausmaß wie bei dem erfmdungsgemäßen Bautenanstrichstoff des Beispiels 1 möglich.
Beispiel 2
Herstellung eines erfindungsgemäßen wäßrigen Seidenglanzlacks
53 Gewichtsteile der Polyacrylat-Dispersion des Beispiels 1 wurden in einem Labordissolver vorgelegt.
3,5 Gewichtsteile deionisiertes Wasser, 0,5 Gewichtsteile Netzmittel (Pigmentsverteiler S der Firma BASF AG), 2 Gewichtsteile Propylenglykol, 1 Gewichtsteil Butyldiglykol, 0,5 Gewichtsteile des Siliconentschäumers des Beispiels 1, 22 Gewichtsteile Titandioxid (KronosR 2190 der Firma Kronos Titan GmbH), 5 Gewichtsteile Füllstoff (Calciumcarbonat, Kreide HydrocarbR der Firma OMYA GmbH) und 1 Gewichtsteil des Assoziativ- Verdickers des Beispiels 1 wurden unter Rühren einzelnen zur Polyacrylat-Dispersion hinzugegeben und so lange gerührt, bis eine Körnigkeit <15 μm erreicht war. Danach wurde noch 1 ,5 Gewichtsteile deionisiertes Wasser hinzugegeben.
2,9 Gewichtsteile Propylenglykol, 0,5 Gewichtsteile Butyldiglykol, 1 Gewichtsteil 2,4-Diethyloctandiol-l,5, 1,8 Gewichtsteile des Assoziativ-Verdickers des Beispiels 1 und 2,0 Gewichtsteile einer Polyethylenwachs-Dispersion (25 %ig; Lanco-GliddR Wl der Firma Langer & Co. GmbH) wurden separat miteinander vermischt.
Die resultierende Mischung wurde in die vorstehend beschriebene Dispersion eingerührt.
Der erfmdungsgemäße Bautenanstrichstoff wies die gleichen vorteilhaften Eigenschaften auf wie der des Beispiels 1.
Vergleichsversuch V2
Herstellung eines nicht erfindungsgemäßen wäßrigen Seidenglanzlacks
Beispiel 2 wurde wiederholt, nur daß anstelle von 2,4-Diethyloctandiol-l,5 das 2,2,4-Trimethyl-l,3-pentandiol-mono-isobutyrat verwendet wurde. Der nicht erfindungsgemäße Bautenanstrichstoff wies einen unangenehmen Geruch und wegen einer geringeren Ofenzeit einen schlechten Verlauf auf.

Claims

Patentansprüche
1. Bautenanstrichstoff, enthaltend
a) eine wäßrige Dispersion mindestens eines Polyacrylats und
b) mindestens ein verzweigtes, cyclisches und oder acyclisches C9- C16- Alkan, das mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert ist.
2. Der Bautenanstrichstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionalisierte Alkan b) bei Raumtemperatur flüssig ist.
3. Der Bautenanstrichstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionalisierte Alkan b) einen Siedepunkt von über 200 °C hat.
4. Der Bautenanstrichstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionalisierte Alkan b) acyclisch ist.
5. Der Bautenanstrichstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionalisierte Alkan b) primäre und/oder sekundäre, insbesondere primäre und sekundäre, Hydroxylgruppen aufweist.
6. Der Bautenanstrichstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionalisierten Alkane b) Diole und/oder Triole b) sind.
7. Der Bautenanstrichstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionalisierten Alkane b) stellungsisomere Dialkyloctandiole, insbesondere Diethyloctandiole, sind.
8. Der Bautenanstrichstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionalisierten Alkane b) 2,4-Diethyl-octandiol-l,5 enthalten oder hieraus bestehen.
9. Der Bautenanstrichstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionalisierten Alkane b) hierin in einer Menge von 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 8, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 und insbesondere 0,8 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des erfindungsgemäßen Bautenanstrichstoffs, enthalten sind.
10. Verwendung verzweigter, cyclischer und oder acyclischer Cg-C^- Alkane, welche mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionaHsiert sind, auf dem Gebiet der Bautenanstrichstoffe.
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