EP1232222A1 - Verwendung von wasserlöslichen zirkonverbindungen als trocknungsbeschleuniger in wässrigen beschichtungsmitteln - Google Patents

Verwendung von wasserlöslichen zirkonverbindungen als trocknungsbeschleuniger in wässrigen beschichtungsmitteln

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Publication number
EP1232222A1
EP1232222A1 EP00969276A EP00969276A EP1232222A1 EP 1232222 A1 EP1232222 A1 EP 1232222A1 EP 00969276 A EP00969276 A EP 00969276A EP 00969276 A EP00969276 A EP 00969276A EP 1232222 A1 EP1232222 A1 EP 1232222A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
zirconium
use according
compounds
group
coating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00969276A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Fichtner
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.)
Celanese Sales Germany GmbH
Original Assignee
Clariant 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 Clariant GmbH filed Critical Clariant GmbH
Publication of EP1232222A1 publication Critical patent/EP1232222A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09F—NATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING-OILS; OIL DRYING AGENTS, i.e. SICCATIVES; TURPENTINE
    • C09F9/00—Compounds to be used as driers, i.e. siccatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers

Definitions

  • the present invention relates to the use of water-soluble zirconium compounds as a drying accelerator in aqueous coating compositions.
  • Aqueous coating compositions are environmentally friendly and have recently become increasingly popular against solvent-based coating compositions.
  • the preparation of an aqueous-based coating composition generally uses polymer dispersions as binders.
  • a disadvantage of aqueous coating compositions is the dependence of the drying rate on the temperature and the air humidity. At low humidity, the drying rate is generally fast, sometimes even faster than with conventional coating agentsii. At high air humidity and low temperatures, however, e.g. In the mornings and evenings, as well as before or after rains, the drying speed is very slow because the evaporation of the water is severely hampered. Such coatings are then rainproof only after a very long service life. Accelerated drying of aqueous coating materials is particularly desirable for exterior applications such as paints for buildings, bridges, ships and road markings as well as exterior plasters.
  • the ionically stabilized binder is flocculated either after application of the coating agent, which contains a polyamine and ammonia as the volatile base, by evaporating the ammonia (US Pat. No. 5,527,853, EP-A-0 594 321, EP -A-0 728 822, EP-A-0 409 459) or by simultaneously spraying an acid solution (WO 94/29 391) or a salt solution with the coating agent (EP-A-0 200 249, US-A- 4,571,415, US-A-5,403,393).
  • the coating agent which contains a polyamine and ammonia as the volatile base
  • a change in viscosity on the surface of the coating composition can be achieved either by applying a thickener to the fresh coating, which leads to an increase in viscosity, as disclosed, for example, in EP-A-0 721 003, or by applying a base the fresh coating is applied, which contains a thickener, but which is not activated by setting a low pH.
  • the water absorption method uses water-absorbing substances such as Silica gels, ion exchangers, polymer gels, etc., used during the application of the coating agent.
  • EP-A-0 709 441 discloses the use of zirconium compounds in paints and adhesives.
  • the zirconium compounds are used as a desiccant, cross-linking reagent, thixotropic agent, radical scavenger in the decomposition reactions of coating films and complexing substance for ingredients that normally lead to the bleeding or discoloration of surfaces.
  • coating compositions which contain one or more water-soluble zirconium compounds show markedly accelerated drying. This is especially true at low temperatures. Surprisingly, no special requirements are imposed on the binders contained in the coating compositions.
  • the coating compositions contain, based on the binder, preferably up to 50% by weight, particularly preferably 0.5 to 10% by weight, and in particular 1 to 5% by weight of zirconium compounds, calculated as zirconium oxide.
  • the zirconium compounds used are preferably ammonium zirconium carbonate, zirconium acetoacetate, zirconium hydroxychloride, zirconium orthosulfate,
  • Zirconium propionate and / or potassium zirconium phosphate used.
  • Ammonium zirconium carbonate is particularly preferably used.
  • the zirconium compounds can be added to the coating agent as solids and / or as aqueous solutions.
  • the zirconium-containing coating agents can optionally also include film-forming agents, pigments, fillers (such as titanium dioxide, talc, calcite, dolomite), thickeners (such as cellulose ethers, acrylic acid, polyurethane thickeners), dispersants, wetting agents, preservatives,
  • the pigment volume concentration (PVC) is generally between 15 and 90%. To increase the stability of the coating agent, this can optionally be 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 1 wt .-%, based on the binder, ionic and / or nonionic emulsifiers are added.
  • the binders contained in the coating compositions are generally polymer dispersions based on homopolymers and / or copolymers. Suitable homopolymers and copolymers are all known homopolymers and copolymers which are available in dispersion form.
  • the copolymers contain 70 to 99.7% by weight, based on the total amount of monomers, of radically polymerizable olefinically unsaturated compounds from the group of acrylic and methacrylic acid esters of (CrC ⁇ 2 ) monoalcohols, preferably of (C- ⁇ -C 8 ) - monoalcohols, for example methanol, ethanol, iso-propanol, iso-butanol, n-butanol and 2-ethylhexyl alcohol, the vinyl aromatic monomers, the vinyl esters of (CrC ⁇ 2 ) alkane monocarboxylic acids, for example vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl n-butyrate, vinyl laurate, ® VeoVa 9 and ® VeoVa 10 (Shell-Chemie, vinyl esters ⁇ , ⁇ -dialkyl-branched monocarboxylic acids), the vinyl halides, for example vinyl chloride and vinylidene
  • the copolymers also preferably contain 0.3 to 10% by weight, particularly preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total amount of monomers, of ⁇ , ⁇ -mono-olefinically unsaturated mono- and dicarboxylic acids, for example acrylic acid, Methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid, and also their amides which are optionally substituted on the nitrogen atoms, for example acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide and N-butoxymethacrylamide.
  • ⁇ , ⁇ -mono-olefinically unsaturated mono- and dicarboxylic acids for example acrylic acid, Methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid, and also their amides which are optionally substituted on the nitrogen atoms, for example acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide and N-butoxymethacrylamide.
  • 0 to 20% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total amount of monomers, of functional monomers can be present in the copolymers, for example monomers containing hydroxyl groups, such as hydroxy alkyl acrylates and methacrylates, in particular hydroxyethyl methacrylate and hydroxypropyl methacrylate, and / or monomers containing acetylacetoxy groups that improve wet adhesion, in particular allylacetoacetate, acetylacetoxyethyl methacrylate and acetylacetoxybutyl methacrylate, and / or monomers and crosslinking-active agents such as epoxy groups containing siloxy groups , Glycidyl methacrylate, vinyltrimethoxysilane and methacryloxypropyltrimethoxysilane, and / or nitrogen-containing monomers from the group of the polymerizable monomers with an amino, ureido or N-heterocyclic group,
  • polymers containing keto groups can also contain up to 5% by weight, based on the total amount of monomers, of a di- or polyfunctional carboxylic acid hydrazide, for example adipic acid hydrazide.
  • the binders can optionally also contain emulsifiers, protective colloids, additives, auxiliaries and / or non-copolymerizable crosslinkers.
  • nonionic emulsifiers e.g. Suitable alkyl polyglycol ethers or ethoxylation products of polypropylene oxide.
  • Anionic emulsifiers such as e.g. Alkali or ammonium salts of alkyl, aryl or alkylarylsulfonates, sulfates, phosphates or phosphonates, in question.
  • Suitable protective colloids are natural substances such as gum arabic, starch and alginates, or modified natural substances such as cellulose derivatives, or synthetic polymers such as polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone, or mixtures thereof.
  • the coating compositions are preferably exterior plasters, interior plasters, exterior paints, interior paints, primers, wood paints or road marking paints.
  • the coating compositions of the present invention can also be adhesives, pastes, putties, sealants or pressure compensation layers for thermal insulation composite systems.
  • the zirconium-containing coating compositions can also be the pure binders, which can be used as fast-drying binders for all known purposes.
  • composition of comparative plaster 1 corresponds to the basic formulation given in Table 1, with a synthetic resin dispersion Mowilith ® DM 2452 (Table 1, component no. 8) from Clariant GmbH with a solids content of 50%, a pH of 6 and a viscosity as the binder of 400 mPas is used.
  • the monomer base of this dispersion is formed by vinyl acetate, vinyl ester of Versatieklare ® and acrylic acid esters. To make the plaster, the water is placed and the rest
  • composition of the synthetic resin plaster 1 differs from the basic formulation given in Table 1 only in that it additionally contains 20 parts by weight of a zirconium compound Bozefix PAS5200 from Clariant GmbH.
  • the same synthetic resin dispersion as in Comparative Example 1 is used as the binder.
  • the water is initially introduced and the remaining constituents are added in the order given, with mixing, the zirconium compound being added last. After the raw material has been dosed, the plaster is mixed until it is completely homogenized.
  • Comparative Example 2 Preparation of a comparative plaster 2 which contains no zirconium compound.
  • the composition of the comparative plaster 2 corresponds to the basic formulation given in Table 1, with a synthetic resin dispersion Mowilith ® LDM 1880 (Table 1, component no. 8) from Clariant GmbH with a solids content of 55%, a pH of 5 and a viscosity as the binder of 2000 mPas is used.
  • the monomer base of this dispersion is formed by vinyl acetate and ethylene.
  • Comparative plaster 2 is produced analogously to that of comparative plaster 1 as described in comparative example 1.
  • composition of the synthetic resin plaster 2 differs from that in
  • the substrate, the comparative plasters 1 and 2, the synthetic resin plasters 1 and 2 and the required tools are tempered to the test temperature of 5 ° C in a climatic chamber. At this temperature, the plasters are applied to a fiber cement board with the dimensions 10 cm x 15 cm by means of an eaves egg and then stripped to the grain size and structured.
  • test specimens are tested for their degree of dryness after various drying times at a test temperature of 5 ° C.
  • the test specimens are sprayed with 60 grams of water each.
  • the water mist is generated using a commercially available atomizer.
  • the test specimens are in the vertical position during spraying.
  • the flowing liquid is collected quantitatively. As long as the coating agent has not yet dried, particles are washed out by the test liquid, which causes the test liquid to turn white.
  • the drying condition of the coating material can be concluded from the intensity of the coloring.
  • the degree of drying of the plasters is assessed according to the 6 classes listed in Table 2.
  • the zirconium-containing synthetic plasters 1 and 2 show a higher degree of dryness than the comparative plasters 1 and 2 regardless of the binder (the synthetic resin plasters 1 and 2 contain different synthetic resin dispersions as binders) and regardless of the drying time.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von wasserlöslichen Zirkonverbindungen als Trocknungsbeschleuniger in wässrigen Beschichtungsmitteln. Als Zirkonverbindungen eignen sich dabei vorzugsweise Verbindungen wie Ammoniumzirkoncarbonat, Zirkoniumacetatoacetat, Zirkoniumhydroxychlorid, Zirkoniumorthosulfat, Zirkoniumpropionat und Kaliumzirkoniumphosphat. Vorzugsweise handelt es sich bei den Beschichtungsmitteln um Farben und Putze.

Description

Verwendung von wasserlöslichen Zirkonverbindungen als Trocknungsbeschleuniger in wässrigen Beschichtungsmitteln
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von wasserlöslichen Zirkonverbindungen als Trocknungsbeschleuniger in wässrigen Beschichtungsmitteln.
Konventionelle Systeme für schnell trocknende Beschichtungen sind im allgemeinen lösungsmittelhaltig. Bei diesen Beschichtungsmitteln auf Lösungsmittelbasis kann man die Geschwindigkeit der Trocknung durch Variation des Feststoffgehaltes und/oder des Lösungsmittels steuern. Wässrige Beschichtungsmittel sind umweltfreundlich und setzen sich in letzter Zeit mehr und mehr gegen Beschichtungsmittel auf Lösungsmittelbasis durch. Zur
Herstellung eines Beschichtungsmittels auf wässriger Basis verwendet man in der Regel Polymerdispersionen als Bindemittel.
Ein Nachteil wässriger Beschichtungsmittel ist die Abhängigkeit der Trocknungsgeschwindigkeit von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit ist die Trocknungsgeschwindigkeit im allgemeinen schnell, manchmal sogar schneller als bei konventionellen Beschichtungsmittelii. Bei hohen Luftfeuchtigkeiten und tiefen Temperaturen allerdings, wie z.B. morgens und abends, sowie vor oder nach Regenfällen, ist die Trocknungsgeschwindigkeit sehr langsam, da das Verdunsten des Wassers stark behindert wird. Solche Beschichtungen sind dann erst nach sehr langen Standzeiten regenfest. Eine beschleunigte Trocknung von wässrigen Beschichtungsmitteln wird insbesondere für Außenanwendungen, wie zum Beispiel Farben für Gebäude, Brücken, Schiffe und Straßenmarkierungen sowie Außenputze, gewünscht.
Für schnell trocknende, wässrige Beschichtungsmittel gibt es drei verschiedene Prinzipien mit praktischer Relevanz. Nach dem Flockulierungsprinzip erfolgt die Flockulierung des ionisch stabilisierten Bindemittels entweder nach Auftragen des Beschichtungsmittels, das ein Polyamin und Ammoniak als flüchtige Base enthält, dadurch, daß der Ammoniak verdampft (US-A-5 527 853, EP-A-0 594 321 , EP-A-0 728 822, EP-A-0 409 459) oder dadurch, daß gleichzeitig mit dem Beschichtungsmittel eine Säurelösung (WO 94/29 391 ) oder eine Salzlösung versprüht wird (EP-A-0 200 249, US-A-4 571 415, US-A-5 403 393).
Eine Viskositätsänderung an der Oberfläche des Beschichtungsmittels kann dadurch erreicht werden, daß entweder ein Verdicker auf die frische Beschichtung appliziert wird, wodurch es zu einer Erhöhung der Viskosität kommt, wie zum Beispiel in der EP-A-0 721 003 offenbart, oder eine Base auf die frische Beschichtung appliziert wird, die einen Verdicker enthält, der jedoch durch Einstellung eines niedrigen pH-Wertes nicht aktiviert ist.
Bei der Wasser-Absorptions-Methode werden wasserabsorbierende Stoffe, wie z.B. Kiesegele, Ionenaustauscher, Polymergele, usw., während der Auftragung des Beschichtungsmittels eingesetzt.
Bei Beschichtungsmitteln, bei denen die Trocknung durch Verdampfen einer flüchtigen Base wie Ammoniak aktiviert wird, ist die Anwendungsbreite, beispielsweise durch Geruchsbelästigung, begrenzt. Beschichtungsmittel, die nach ihrer Applikation mit Salzen in Kontakt gebracht werden, haben den Nachteil, daß man auf die Verwendung von schwach stabilisierten Dispersionen eingeschränkt ist. Die verwendeten Salze müssen als Lösung mitversprüht werden oder nachträglich aufgesprüht bzw. aufgestreut werden. Im Fall des nachträglichen Aufbringens der Salze in fester oder gelöster Form können erhebliche Anteile z.B. durch Regen weggewaschen werden, wodurch die Effizienz des Verfahrens stark beeinträchtigt wird. Die durch Regen weggewaschenen Salzmengen gelangen meist ins Grundwasser. Daher ist diese Art der Trocknung unerwünscht. Aus der EP-A-0 709 441 ist die Verwendung von Zirkonverbindungen in Farben und Klebstoffen bekannt. Die Zirkonverbindungen finden dabei Verwendung als Sikkativ, Vernetzungsreagenz, Thixotropierungsmittel, Radikalfänger bei Zersetzungsreaktionen von Beschichtungsfilmen und Komplexierungssubstanzfür Inhaltsstoffe, die normalerweise zur Ausblutung bzw. Verfärbung von Oberflächen führen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Beschichtungsmittel, die eine oder mehrere wasserlösliche Zirkonverbindungen enthalten, eine deutlich beschleunigte Trocknung zeigen. Dies gilt insbesondere auch bei tiefen Temperaturen. An die in den Beschichtungsmitteln enthaltenen Bindemittel werden dabei überraschender-weise keine besonderen Anforderungen gestellt.
Die Beschichtungsmittel enthalten bei der erfindungsgemäßen Verwendung dabei, bezogen auf das Bindemittel, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.-%, und insbesondere 1 bis 5 Gew.-% Zirkonverbindungen, berechnet als Zirkoniumoxid.
Als Zirkonverbindungen werden vorzugsweise Ammoniumzirkoncarbonat, Zirkoniumacetoacetat, Zirkoniumhydroxychlorid, Zirkoniumorthosulfat,
Zirkoniumpropionat und/oder Kaliumzirkoniumphosphat eingesetzt. Besonders bevorzugt wird Ammoniumzirkoncarbonat eingesetzt.
Die Zirkonverbindungen können dem Beschichtungsmittel als Feststoffe und/oder als wässrige Lösungen zugesetzt werden.
Die zirkonhaltigen Beschichtungsmittel können neben einem Bindemittel gegebenenfalls noch Filmbildemittel, Pigmente, Füllstoffe (wie z.B. Titandioxid, Talkum, Calcit, Dolomit), Verdickungsmittel (wie z.B. Celluloseether, Acrylsäure, Polyurethanverdicker), Dispergiermittel, Netzmittel, Konservierungsmittel,
Emulgatoren und/oder Entschäumer enthalten. Die Pigmentvolumenkonzentration (PVK) liegt im allgemeinen zwischen 15 und 90 %. Zur Erhöhung der Stabilität des Beschichtungsmittels können diesem gegebenenfalls noch 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, ionische und/oder nichtionische Emulgatoren zugesetzt werden.
Bei den in den Beschichtungsmitteln enthaltenen Bindemitteln handelt es sich im allgemeinen um Polymerdispersionen, die auf Homo- und/oder Copolymerisaten basieren. Als Homo- und Copolymerisate kommen dabei alle bekannten Homo- und Copolymerisate in Frage, die in Dispersionsform erhältlich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Copolymerisate 70 bis 99,7 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere, radikalisch polymerisierbare olefinisch ungesättigte Verbindungen aus der Gruppe der Acryl- und Methacrylsäureester von (CrCι2)-Monoalkoholen, vorzugsweise von (C-ι-C8)- Monoalkoholen, beispielsweise Methanol, Ethanol, iso-Propanol, iso-Butanol, n-Butanol und 2-Ethylhexylalkohol, der vinylaromatischen Monomere, der Vinylester von (CrCι2)-Alkanmonocarbonsäuren, beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-n-butyrat, Vinyllaurat, ®VeoVa 9 und ®VeoVa 10 (Shell- Chemie, Vinylester α,α-Dialkyl-verzweigter Monocarbonsäuren), der Vinylhalogenide, beispielsweise Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, der α,ß-mono- olefinisch ungesättigten Nitrile, beispielsweise Acrylnitril und Methacrylnitril, sowie der Alkylester von mono-olefinisch ungesättigten Dicarbonsäuren, beispielsweise Malein- und Fumarsäure-di-n-butylester.
Die Copolymerisate enthalten außerdem vorzugsweise 0,3 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere, α,ß-mono-olefinisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren, beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und Fumarsäure, sowie deren gegebenenfalls an den Stickstoffatomen substituierte Amide, beispielsweise Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid und N-Butoxymethacrylamid.
Weiterhin können 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere, funktionelle Monomere in den Copolymerisaten enthalten sein, beispielsweise Hydroxylgruppen-haltige Monomere, wie Hydroxy- alkylacrylate und -methacrylate, insbesondere Hydroxyethylmethacrylat und Hydroxypropylmethacrylat, und/oder die Naßhaftung verbessernde Acetylacetoxy- gruppen-haltige Monomere, insbesondere Allylacetoacetat, Acetylacetoxy- ethylmethacrylat und Acetylacetoxybutylmethacrylat, und/oder vernetzend wirkende Monomere wie Epoxidgruppen-haltige und Silangruppen-haltige Monomere, insbesondere Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Vinyltrimethoxysilan und Methacryloxypropyltrimethoxysilan, und/oder Stickstoffhaltige Monomere aus der Gruppe der polymerisierbaren Monomere mit einer Amino-, Ureido- oder N-heterocyclischen-Gruppe, beispielsweise Dimethylaminoethylacrylat und -methacrylat, N-(2-Methacryloylethyl)- ethylenhamstoff, und/oder Ketogruppen-haltige Monomere, beispielsweise Diacetonacrylamid, Diacetonmethacrylamid, Acrolein und 2-Butanonmethacrylsäureester.
In selbstvernetzenden Dispersionen können Ketogruppen-haltige Polymerisate noch bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere, eines dioder polyfunktionellen Carbonsäurehydrazids, beispielsweise Adipinsäurehydrazid, enthalten.
Die Bindemittel können gegebenenfalls noch Emulgatoren, Schutzkolloide, Additive, Hilfsstoffe und/oder nichtcopolymerisierbare Vernetzer enthalten.
Als nichtionische Emulgatoren sind z.B. Alkylpolyglykolether oder Ethoxylierungs- produkte von Polypropylenoxid geeignet. Als ionogene Emulgatoren kommen in erster Linie anionische Emulgatoren, wie z.B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylsulfonaten, -sulfaten, -phosphaten oder -phosphonaten, in Frage.
Als Schutzkolloide eignen sich Naturstoffe, wie z.B. Gummiarabicum, Stärke und Alginate, oder modifizierte Naturstoffe, wie z.B. Cellulosederivate, oder synthetische Polymere, wie z.B. Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon, oder Gemische derselben. Vorzugsweise handelt es sich bei den Beschichtungsmitteln um Außenputze, Innenputze, Außenfarben, Innenfarben, Grundierungen, Holzanstrichmittel oder Straßenmarkierungsfarben.
Im weitesten Sinne kann es sich bei den Beschichtungsmitteln der vorliegenden Erfindung auch um Klebstoffe, Kleister, Kitte, Dichtungsmassen oder Druckausgleichsschichten für Wärmedämmverbundsysteme handeln.
Bei den zirkonhaltigen Beschichtungsmitteln kann es sich auch um die reinen Bindemittel handeln, die als schnell trocknende Bindemittel für alle bekannten Zwecke verwendet werden können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ohne dadurch jedoch beschränkt zu werden.
A) Herstellung von Kunstharzputzen
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen beschriebenen Kunstharzputze weisen die in Tabelle 1 angegebene Grundrezeptur auf.
Vergleichsbeispiel I .¬ Herstellung eines Vergleichsputzes 1 , der keine Zirkonverbindung enthält
Die Zusammensetzung des Vergleichsputzes 1 entspricht der in Tabelle 1 angegebenen Grundrezeptur, wobei als Bindemittel eine Kunstharzdispersion Mowilith® DM 2452 (Tabelle 1 , Bestandteil Nr. 8) der Clariant GmbH mit einem Feststoffgehalt von 50 %, einem pH-Wert von 6 und einer Viskosität von 400 mPas eingesetzt wird. Die Monomerbasis dieser Dispersion bilden Vinylacetat, Vinylester der Versatiesäure® und Acrylsäureester. Zur Herstellung des Putzes wird das Wasser vorgelegt und die übrigen
Bestandteile werden in der angegebenen Reihenfolge unter Mischen zugegeben. Nach Beendigung der Rohstoffdosierung wird der Putz bis zur vollständigen Homogenisierung gemischt. Tabelle 1 : Grundrezeptur eines Kunstharzputzes
Beispiel 1 :
Herstellung eines zirkonhaltigen Kunstharzputzes 1.
Die Zusammensetzung des Kunstharzputzes 1 unterscheidet sich von der in Tabelle 1 angegebenen Grundrezeptur lediglich dadurch, daß sie zusätzlich noch 20 Gewichtsteile einer Zirkonverbindung Bozefix PAS5200 der Clariant GmbH enthält. Als Bindemittel wird die gleiche Kunstharzdispersion wie in Vergleichsbeispiel 1 eingesetzt.
Zur Herstellung des Putzes wird das Wasser vorgelegt und die übrigen Bestandteile werden in der angegebenen Reihenfolge unter Mischen zugegeben, wobei die Zirkonverbindung als letztes zugegeben wird. Nach Beendigung der Rohstoffdosierung wird der Putz bis zur vollständigen Homogenisierung gemischt.
Vergleichsbeispiel 2: Herstellung eines Vergleichsputzes 2, der keine Zirkonverbindung enthält.
Die Zusammensetzung des Vergleichsputzes 2 entspricht der in Tabelle 1 angegebenen Grundrezeptur, wobei als Bindemittel eine Kunstharzdispersion Mowilith® LDM 1880 (Tabelle 1 , Bestandteil Nr. 8) der Clariant GmbH mit einem Feststoffgehalt von 55 %, einem pH-Wert von 5 und einer Viskosität von 2000 mPas eingesetzt wird. Die Monomerbasis dieser Dispersion bilden Vinylacetat und Ethylen. Die Herstellung des Vergleichsputzes 2 erfolgt analog der des Vergleichsputzes 1 wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben.
Beispiel 2:
Herstellung eines zirkonhaltigen Kunstharzputzes 2.
Die Zusammensetzung des Kunstharzputzes 2 unterscheidet sich von der in
Tabelle 1 angegebenen Grundrezeptur lediglich dadurch, daß sie zusätzlich noch 20 Gewichtsteile einer Zirkonverbindung Bozefix PAS5200 der Clariant GmbH enthält. Als Bindemittel wird die gleiche Kunstharzdispersion wie in
Vergleichsbeispiel 2 eingesetzt.
Zur Herstellung des Putzes wird das Wasser vorgelegt und die übrigen
Bestandteile werden in der angegebenen Reihenfolge unter Mischen zugegeben, wobei die Zirkonverbindung als letztes zugegeben wird. Nach Beendigung der
Rohstoffdosierung wird der Putz bis zur vollständigen Homogenisierung gemischt. B) Anwendungstechnische Prüfung der Vergleichsputze 1 und 2 sowie der zirkonhaltigen Kunstharzputze 1 und 2.
a) Herstellung von Prüfkörpern
Das Substrat, die Vergleichsputze 1 und 2, die Kunstharzputze 1 und 2 sowie das benötigte Werkzeug werden in einer Klimakammer auf die Prüftemperatur von 5°C temperiert. Bei dieser Temperatur werden die Putze mittels einer Traufei auf eine Faserzementplatte mit den Maßen 10 cm x 15 cm appliziert und anschließend auf die Kornstärke abgezogen und strukturiert.
b) Ausprüfung der Prüfkörper
Die Prüfkörper werden nach verschiedenen Trocknungszeiten bei einer Prüftemperatur von 5°C auf ihren Trocknungsgrad hin untersucht. Dazu werden die Prüfkörper jeweils mit 60 Gramm Wasser besprüht. Die Erzeugung des Wassernebels erfolgt dabei mittels eines handelsüblichen Zerstäubers. Die Prüfkörper befinden sich während des Besprühens in der Senkrechten. Die herablaufende Flüssigkeit wird quantitativ aufgefangen. Solange das Beschichtungsmittel noch nicht getrocknet ist werden durch die Prüfflüssigkeit Partikel ausgewaschen, wodurch sich die Prüfflüssigkeit weißlich verfärbt. Aus der Intensität der Einfärbung kann auf den Trocknungszustand des Beschichtungsmittels geschlossen werden.
Die Beurteilung des Trocknungsgrades der Putze erfolgt gemäß den in Tabelle 2 angeführten 6 Klassen.
Tabelle 2: Klassifizierung der Trocknungsgrade
Die Trocknungsgrade der Vergleichsputze 1 und 2 sowie der Kunstharzputze 1 und 2 gemäß den 6 Klassen der Tabelle 2 nach 4 bzw. 7 Stunden Trocknungszeit bei einer Trocknungstemperatur von 5°C sind in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3: Trocknungsgrade der untersuchten Putze
Wie aus Tabelle 3 zu ersehen ist, zeigen die zirkonhaltigen Kunstharzputze 1 und 2 unabhängig vom Bindemittel (die Kunstharzputze 1 und 2 enthalten verschiedene Kunstharzdispersionen als Bindemittel) und unabhängig von der Trocknungszeit immer einen höheren Trocknungsgrad als die Vergleichsputze 1 und 2.

Claims

Patentansprüche:
1. Verwendung von einer oder mehreren wasserlöslichen Zirkonverbindungen als Trocknungsbeschleuniger in wässrigen Beschichtungsmitteln.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an Zirkonverbindungen, berechnet als Zirkoniumoxid und bezogen auf die in den Beschichtungsmitteln enthaltenen Bindemittel, bis zu 50 Gew.-% beträgt.
3. Verwendung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehait an Zirkonverbindungen 0,5 bis 10 Gew.-% beträgt.
4. Verwendung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zirkonverbindungen Ammoniumzirkoncarbonat, Zirkoniumacetoacetat, Zirkoniumhydroxychlorid, Zirkoniumorthosulfat, Zirkoniumpropionat und/oder Kaliumzirkoniumphosphat eingesetzt werden.
5. Verwendung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zirkonverbindung Ammoniumzirkoncarbonat eingesetzt wird.
6. Verwendung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkonverbindungen den
Beschichtungsmitteln als Feststoffe und/oder als wässrige Lösungen zugesetzt werden.
7. Verwendung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmittel neben dem
Bindemittel Filmbildemittel, Pigmente, Füllstoffe, Verdickungsmittel, Dispergiermittel, Netzmittel, Konservierungsmittel, Emulgatoren und/oder Entschäumer enthalten.
8. Verwendung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den in den Beschichtungsmitteln enthaltenen Bindemitteln um Polymerdispersionen handelt, die auf einem oder mehreren Homo- und/oder Copolymerisaten basieren.
9. Verwendung gemäß Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Copolymerisate, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren a) 70 bis 99,7 Gew.-% an einer oder mehreren radikalisch polymerisierbaren olefinisch ungesättigten Verbindungen aus der Gruppe der Acryl- und Methacrylsäureester von (CrCι2)-Monoalkoholen, der vinyl- aromatischen Monomere, der Vinylester von (C Cι2)- Alkanmonocarbonsäuren, der Vinylhalogenide, der ,ß-monoolefinisch ungesättigte Nitrile und/oder der Alkylester von monoolefinisch ungesättigten Dicarbonsäuren, b) 0,3 bis 10 Gew.-% an einer oder mehreren Verbindungen aus der
Gruppe der ,ß-mono-olefinisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, und/oder deren Amiden oder N-substituierten Amiden, und c) 0 bis 20 Gew.-% an Verbindungen aus der Gruppe der Hydroxylgruppen-haltigen Monomere, der Acetylacetoxygruppenhaltigen Monomere, der Epoxidgruppen-haltigen Monomere, der Silangruppen- haltigen Monomere, der stickstoffhaltigen Monomere und/oder der Ketogruppen-haltigen Monomere, enthalten.
10. Verwendung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittel Emulgatoren, Schutzkolloide, Additive, Hilfsstoffe und/oder nichtcopolymerisierbare Vernetzer enthalten.
11. Verwendung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Beschichtungsmitteln um eine Außenfarbe, eine Innenfarbe, eine Straßenmarkierungsfarbe, eine
Grundierung, ein Holzanstrichmittel, einen Außenputz oder einen Innenputz handelt.
12. Verwendung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Beschichtungsmitteln um Klebstoffe, Kleister, Kitte, Dichtungsmassen oder Druckausgleichsschichten für Wärmedämmverbundsysteme handelt.
13. Verwendung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Beschichtungsmitteln um die reinen Bindemittel handelt, die als solche verwendet werden.
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