EP2283075A1 - Aqueous dispersions comprising at least one alkyd resin - Google Patents

Aqueous dispersions comprising at least one alkyd resin

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Publication number
EP2283075A1
EP2283075A1 EP09757360A EP09757360A EP2283075A1 EP 2283075 A1 EP2283075 A1 EP 2283075A1 EP 09757360 A EP09757360 A EP 09757360A EP 09757360 A EP09757360 A EP 09757360A EP 2283075 A1 EP2283075 A1 EP 2283075A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
monomers
aqueous dispersion
formula
alkyd resin
meth
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Withdrawn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
EP09757360A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thorben SCHÜTZ
Joachim Knebel
Mario Gomez
Christine Maria BREINER
Matthias Beller
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.)
Evonik Roehm GmbH
Original Assignee
Evonik Roehm 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 Evonik Roehm GmbH filed Critical Evonik Roehm GmbH
Publication of EP2283075A1 publication Critical patent/EP2283075A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D133/00Coating 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
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D167/00Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D167/08Polyesters modified with higher fatty oils or their acids, or with natural resins or resin acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/06Polyurethanes from polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen

Definitions

  • Aqueous dispersions comprising at least one alkyd resin
  • the present invention relates to aqueous dispersions comprising at least one alkyd resin. Furthermore, the present invention relates to processes for the preparation of these dispersions.
  • Coating agents in particular paints, have been produced synthetically for a long time.
  • Many of these coating compositions are based on so-called alkyd resins, which are generally prepared using polybasic acids, alcohols and fatty acids and / or fatty acid derivatives.
  • a particular group of these alkyd resins form crosslinked films upon exposure to oxygen, with crosslinking occurring through oxidation involving unsaturated groups.
  • Many of these alkyd resins include organic solvents or dispersants to coat the resins in a thin layer on the coating body.
  • the use of these solvents should be omitted for reasons of environmental protection and occupational safety. Therefore, corresponding resins based on aqueous dispersions have been developed, but their storage stability is limited.
  • the properties of many alkyd resins are not optimal. So the water intake is often too high. In addition, solvent resistance or hardness is too low for many applications.
  • a solution polymer based paint composition based on vinyl monomers is described for example in DE-A-101 06 561.
  • this composition comprises a high proportion of organic solvents.
  • aqueous dispersions based on (meth) acrylate polymers are also known.
  • the publication DE-A-41 05 134 describes aqueous dispersions which can be used as binders in paints.
  • the preparation of these binders is carried out over several stages, initially a solution polymer is produced, which is used after neutralization in an emulsion polymerization.
  • DE-A-25 13 516 describes aqueous dispersions which comprise polymers based on (meth) acrylates, some of the (meth) acrylates being derived from unsaturated alcohol radicals.
  • a disadvantage of the described dispersions is in particular their complicated preparation, wherein the polymers based on (meth) acrylates are obtained by solution polymerization. In this case, these polymers have a high proportion of acid groups, which is in the range of 5 to 20 wt .-%, based on the solution polymer.
  • the document DE-A-26 38 544 describes oxidatively drying aqueous dispersions which comprise emulsion polymers based on (meth) acrylates, some of the (meth) acrylates used being derived from unsaturated alcohol radicals.
  • chain transfer agents have been used to prepare the emulsion polymers so that emulsion polymer shows high solubility.
  • aqueous dispersions comprising oxidatively drying polymers are disclosed in F.-B. Chen, G. Bufkin, "Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation II", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4551-4570 (1985)
  • the polymers contain from 2 to 8% by weight of units derived from (Meth) acrylates with unsaturated, long-chain alcohol radicals are derived.
  • these polymers do not contain units obtained by polymerization of acid group-containing monomers. The durability of these dispersions and the hardness of the coatings are not sufficient for many applications.
  • US 5,750,751, EP-A-1 044 993 and WO 2006/013061 describe coating compositions comprising polymers based on vinyl monomers which are capable of crosslinking at room temperature.
  • the polymers can be obtained both by solution polymerization and by emulsion polymerization.
  • the monomer mixtures to be polymerized may include, inter alia, (meth) acrylates whose alcohol residues are modified by unsaturated fatty acids.
  • a disadvantage of the above-described coatings containing polymers based on (meth) acrylates is their high price.
  • coatings obtained from the coating agents set out above often exhibit low hardness. There is no evidence in these documents for the use of these polymers in alkyd resins.
  • Japanese Patent JP 59011376 describes emulsion polymers based on (meth) acrylates.
  • a disadvantage of the dispersions described in this document is their low storage life.
  • it has been found that the coatings obtained do not have sufficient stability for all requirements compared to all solvents.
  • US Pat. No. 6,599,972 discloses coating compositions based on polymers based on (meth) acrylates whose alcohol residue is derived from unsaturated fatty acid derivatives.
  • a disadvantage of the here in explicitly set out coating compositions is their shelf life and the stability of the coatings obtainable from the described compositions.
  • dispersions are also known from the prior art which, in addition to polymers based on (meth) acrylates, may also comprise alkyd resins.
  • document WO 98/22545 describes polymers with units derived from (meth) acrylates having unsaturated alcohol radicals. These polymers can be used together with alkyd resins.
  • solvents are used to prepare paints from the described polymers.
  • Aqueous dispersions are not described in WO 98/22545. Accordingly, these compositions suffer from the disadvantages set out above.
  • compositions comprising an alkyd resin modified with (meth) acrylate polymers, which is subsequently used in an emulsion polymerization.
  • the preparation of the compositions described is carried out over several steps, so that the preparation of the described resins is very expensive.
  • EP-A-1 578 864 discloses aqueous alkyd resins which have been modified with (meth) acrylate polymers.
  • To prepare the (meth) acrylic polymers large amounts of unsaturated fatty acids were used.
  • the complex production of these dispersions is disadvantageous.
  • the dispersions described lead to coatings with a relatively low hardness.
  • the coating compositions should have a very low residual monomer content. Furthermore, it was therefore an object of the present invention to provide a dispersion which has a particularly long shelf life and durability. Furthermore, the hardness of the coatings obtainable from coating agents should be able to be varied over a wide range. In particular, according to a particular aspect of the present invention
  • compositions that lead to very hard, scratch-resistant coatings.
  • the coatings obtainable from the coating compositions should have a high solvent resistance. This stability should be high compared to many different solvents. Another object is to provide coating compositions without volatile organic solvents.
  • the from the aqueous coatings available coatings should have a high weather resistance, in particular a high UV resistance.
  • the films obtainable from the coating compositions should have a low tackiness after a short time.
  • the coating compositions according to the invention should be able to be prepared easily and inexpensively.
  • the present invention accordingly provides aqueous dispersion comprising at least one alkyd resin and at least one polymer comprising repeating units which are selected from monomers A according to formula (I)
  • R is hydrogen or a methyl group
  • X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical of 1 to 6 carbon atoms, provided that at least one of the groups X 1 and X 2 represent a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms.
  • the dispersions according to the invention have a very low residual monomer content.
  • the hardness of the coatings obtainable from dispersions of the invention can be varied over a wide range. In particular, very hard, scratch-resistant coatings can be obtained.
  • the coatings obtainable from the dispersions of the invention show a surprisingly high resistance to solvents, which is particularly evident in tests with methyl isobutyl ketone (MIBK), ammonia solutions or ethanol.
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • the coatings obtained, in particular in tests according to the furniture test DIN 68861 -1 an excellent classification.
  • the dispersions according to the invention preferably have no volatile organic solvents.
  • the dispersions of the invention show a high storage stability, a high durability and a very good shelf life. In particular, hardly any aggregate formation occurs.
  • the coatings obtainable from the aqueous dispersions show a high weather resistance, in particular a high UV resistance.
  • the films obtainable from the aqueous dispersions have a low tackiness after a short time.
  • the dispersions of the invention can be produced inexpensively on a large scale.
  • the dispersions of the invention are environmentally friendly and can be processed and produced safely and without great effort.
  • the dispersions of the invention show a very high shear stability.
  • the aqueous dispersions of the invention comprise at least one alkyd resin.
  • Alkyd resins have long been known, and are generally understood to mean resins obtained by condensation of polybasic carboxylic acids and polyhydric alcohols, these compounds generally having long-chain alcohols (fatty alcohols), fatty acids or fatty acid-containing compounds, for example Fats or oils are modified (DIN 55945, 1968).
  • Alkyd resins are set forth, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5th Edition on CD-ROM. In addition to these classic alkyd resins and resins can be used, which have similar properties.
  • These resins are also characterized by a high content of groups which are derived from the long-chain alcohols (fatty alcohols), fatty acids or fatty acid-containing compounds described above, for example fats or oils.
  • these derivatives are not necessarily polyvalent carboxylic acids, but can, for example, by
  • the usable alkyd resins may preferably be mixed or diluted with water.
  • Preferred polybasic carboxylic acids for preparing the alkyd resins preferably to be used in the dispersion of the invention include di- and tricarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, 5- (nathium sulfo) isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, butanedioic acid, Maleic acid, fumaric acid, sebacic acid, adipic acid and azelaic acid. These acids can also be used as anhydrides for the production.
  • aromatic dicarboxylic acids for the preparation of the alkyd resins.
  • the proportion of polybasic carboxylic acids is preferably in the range of 2 to 50 wt .-%, particularly preferably 5 to 40 wt .-%, based on the weight of the starting materials used in the reaction mixture for the preparation of the resin.
  • polyhydric alcohols are used to prepare the alkyd resins. These alcohols include trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolethane, neopentyl glycol, ethylene glycol, 1, 3-butanediol, 1, 4-butanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 4-cyclohexyldimethanol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, Polytetrahydrofuran, polycaprolactone diol, polycaprolactone triol, trimethylol monoallyl ether, trimethylol diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol diallyl ether, pentaerythritol monoallyl ether, 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol, 2-methyl 1,3-propanedio
  • trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol and sorbitol are preferred.
  • especially preferred are alcohols having three or more hydroxy groups.
  • the proportion of polyhydric alcohols is preferably in the range of 2 to 50 wt .-%, particularly preferably 5 to 40 Wt .-%, based on the weight of the starting materials used in the reaction mixture for the preparation of the resin.
  • fatty acids in particular can be used to prepare the alkyd resins set forth above.
  • saturated and unsaturated fatty acids can be used, with particular preference being given to mixtures which contain unsaturated fatty acids.
  • Preferred fatty acids have 6 to 30, more preferably 10 to 26 and most preferably 12 to 22 carbon atoms.
  • the proportion of fatty acids is preferably in the range from 2 to 90% by weight, particularly preferably 10 to 70% by weight, based on the weight of the educts used in the reaction mixture for the preparation of the resin.
  • Suitable saturated fatty acids include, but are not limited to, caprylic, capric, lauric, myristic, palmitic, margaric, arachidic, behenic, lignoceric, cerotic, palmitoleic and stearic acids.
  • the preferred unsaturated fatty acids include, among others, undecylenic acid, palmitoleic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, icosenoic acid, cetoleic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, timnodonic acid, clupanodonic acid and / or cervonic acid.
  • fatty acids set forth above can also be used in the form of their esters, for example in the form of triglycerides.
  • the alkyd resins set forth above may contain other components. These include, for example, monovalent carboxylic acids, including valent alcohols or compounds which lead to emulsifying groups in the resins, such as polyethylene oxides.
  • the alkyd resins may contain hydroxycarboxylic acids, such as, for example, 2-, 3-, 4-hydroxybenzoic acid, ricinoleic acid, dihydroxypropionic acid, dihydroxysuccinic acid, dihydroxybenzoic acid, 2,2-dimethylolacetic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid. Dimethylol butyric acid and 2,2-Dimenthylolpentankla.
  • modified alkyd resins which have been modified with resins, in particular rosin, with styrene polymers, with acrylic polymers, with epoxides, with urethanes, with polyamides and / or with silicones.
  • resins in particular rosin, with styrene polymers, with acrylic polymers, with epoxides, with urethanes, with polyamides and / or with silicones.
  • alkyd resins modified with polymers obtainable by free-radical polymerization can be used with preference.
  • Such resins are known inter alia from the publications US 5,538,760, US 6,369,135 and DE-A-199 57 161.
  • the resins set forth in US Pat. No. 5,538,760 filed May 22, 1995 with the United States Patent Office (USPTO) No. 446,130 are incorporated herein for purposes of disclosure.
  • the resins set forth in US Pat. No. 6,369,135 B1 filed on Aug. 13, 1996 with the United States Patent Office (USPTO), application number 08 / 696,361, are incorporated herein by reference for purposes of disclosure. inserted application.
  • the resins set out in the publication DE-A-199 57 161 filed on 27.11.99 at the German Patent and Trademark Office with the application number DE 19957161.9 are incorporated in the present application for purposes of disclosure.
  • modified alkyd resins can be obtained, inter alia, by polymerizing a monomer mixture in the presence of an alkyd resin.
  • the weight ratio of monomer mixture to alkyd resin is preferably in the range from 100: 1 to 1: 4, preferably 5: 1 to 1: 1.
  • alkyd resins are inter alia the acrylate-modified alkyd resins described in DE-A-199 57 161.
  • these alkyd resins have groups which are obtained by polymerization of (meth) acrylates.
  • acrylate-modified alkyd resins can be prepared by reacting in the presence of at least one water-miscible diol
  • At least one alkyd resin containing, based on its total amount, 0.1 to 10 wt .-% of pendant and / or terminal allyloxy groups, in
  • the lateral and / or terminal allyloxy groups set forth above may be present in the alkyd resin in an amount of from 0.1 to 10, preferably from 0.2 to 9, preferably from 0.3 to 8, more preferably 0, based on the alkyd resin , 4 to 7, very particularly preferably 0.5 to 6 and in particular 0.6 to 5% by weight.
  • the oxygen atom of the allyloxy group can be a constituent of a urethane group, an ester group or an ether group which links the allyl radical to the main chain of the alkyd resin.
  • Suitable compounds for introducing lateral and / or terminal allyloxy groups are allyl alcohol, 2-hydroxyethyl allyl ether, 3-hydroxypropyl allyl ether, trimethylolpropane mono- or diallyl ether, glycerol mono- or diallyl ether, pentaerythritol mono-, di-, triallyl ether, mannitol mono-, di-, tri- or tetraallyl ether, dihydroxypropionic acid, dihydroxysuccinic acid, dihydroxybenzoic acid, 2,2-dimethylolacetic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid or 2,2-dimethylolpentanoic acid allyl ester or allyl urethane, of which Trimethylolpropane monoallyl ether is advantageous.
  • the dispersion 1 in one stage (2) can be graft-mixed with methacrylic acid and at least one further olefinically unsaturated monomer. be lymerinstrument.
  • the other olefinically unsaturated monomers may contain, in addition to the olefinically unsaturated double bonds, reactive functional groups, with the exception of carboxyl groups, for example isocyanate-reactive, carbamate-reactive, N-methylol or N-methylol ether reactive or alkoxycarbonylaminoreactive groups.
  • reactive functional groups under the given reaction conditions and the subsequent storage of the dispersions according to the invention undergo no reactions with the carboxyl groups of methacrylic acid or with other optionally present reactive functional groups.
  • An example of reactive functional groups that meet these requirements is the hydroxyl group.
  • These monomers are known per se, examples being given in DE 199 57 161. These include in particular hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid or another alpha, beta-olefinically unsaturated carboxylic acids, esters of acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid or ethacrylic acid having up to 20 carbon atoms in the alkyl radical.
  • alkyd resins which are obtainable according to the document US Pat. No. 5,096,959 are preferred.
  • the resins set forth in US Pat. No. 5,096,959 B1 filed Oct. 30, 1990 in the United States Patent Office (USPTO) No. 609,024 are incorporated herein for purposes of disclosure.
  • These alkyd resins are modified by cycloaliphatic polycarboxylic acid, with cyclohexanedicarboxylic acids and cyclopentanedicarboxylic acids in particular being suitable for the modification.
  • alkyd resins modified with polyethylene glycol may be used.
  • PEG polyethylene glycol
  • Preferred alkyd resins modified with polyethylene glycol are known inter alia from the document EP-A-0 029 145.
  • the resins set out in document EP-A-0 029 145 filed on 30 Oct. 1980 at the European Patent Office with the application number EP 80106672.1 are incorporated in the present application for the purpose of disclosure.
  • a polyethylene glycol can first be reacted with epoxide-containing carboxylic acid.
  • the reaction product thus obtained can then be used in the reaction mixture for the preparation of the alkyd resin.
  • Preferred polyethylene glycols for modifying the alkyd resins have, for example, a number average molecular weight of 500 to 5000 g / mol.
  • Particularly preferred alkyd resin modified with polyethylene glycol can be further modified with copolymers obtainable by polymerization of methacrylic acid, unsaturated fatty acids and vinyl and / or vinylidene compounds.
  • alkyd resins modified with urethane groups are disclosed inter alia in WO 2006/09221 1 and EP-A-1 533 342.
  • the urethane alkyd resins described in EP-A-1 533 342 can be used which contain building blocks which contain cycloaliphatic dicarboxylic acids of unsaturated fatty acids A1, aliphatic or aromatic or aromatic-aliphatic monocarboxylic acids A2 which are free from olefinic double bonds A3 or their anhydrides, at least trivalent, preferably at least tetrahydric alcohols A4, and aromatic or aliphatic polyfunctional, especially difunctional onellen Isocyanaten A5 are derived.
  • the urethane alkyd resin is preferably prepared in a two-stage reaction, wherein the components A1 to A4 are esterified in the first stage, wherein the acid number of the first stage product is preferably at most 10 mg / g, more preferably at most 5 mg / g.
  • the hydroxyl-containing product of the first stage is reacted with the addition of a small amount (up to 1% of the mass of the first stage product, preferably up to 0.5% of its mass) of a tertiary amine with the isocyanate A5. under molecular enlargement.
  • Preferred urethane alkyd resins have a Staudinger index, measured in chloroform at 23 0 C of at least 9 cm 3 / g, preferably at least 11 cm 3 / g.
  • urethane-alkyd resins obtainable by reacting polyhydric alcohols A ', modified fatty acids B', fatty acids C, and polyfunctional isocyanates D '.
  • the modified fatty acids B ' can be neutralized by reacting unsaturated fatty acids B1' with saturated carboxylic acids B2 'are produced.
  • These urethane alkyds are known inter alia from WO 2006/092211.
  • the resins set out in document WO 2006/092211 filed on 20.02.06 at the European Patent Office with the application number PCT / EP2006 / 001503 are incorporated in the present application for the purposes of disclosure.
  • the modified fatty acid B ' preferably has an acid number of at least 80 mg / g.
  • the increase in the acid number by the grafting is particularly preferably in the range from 80 mg / g to 250 mg / g and most preferably in the range from 100 mg / g to 150 mg / g, the acid number being determined according to DIN EN ISO 2114 can be.
  • the iodine value of the fatty acids C used to prepare the urethane alkyd resins is preferably at least 80 g / 100 g and preferably at least 120 g / 100 g.
  • the components A ', B' and C are generally first reacted, the condensate preferably having a hydroxyl functionality of at least 1, 9, more preferably at least 2.
  • the condensate may have groups derived from polybasic carboxylic acids, especially the di- and tricarboxylic acids set forth above. This condensate is then reacted with a polyvalent isocyanate.
  • polyfunctional isocyanates include 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate and their technical mixtures, bis (4-isocyanatophenyl) methane, isophorone diisocyanate, bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and 1, 6-di-isocyanatohexane , and derived from these isocyanurates, allophanates and biurets.
  • alkyd resins based on urethanes.
  • urethane-alkyd resins can be obtained, for example, by reacting polyhydric alcohols with polyfunctional isocyanates.
  • Preferred urethane resins are known, for example, from EP-A-1 129 147. These can be obtained, for example, by reacting amide ester diols with polyols and polyfunctional isocyanates.
  • Amidesterdiole can be obtained by reacting vegetable oils with N 1 N- dialkanolamines.
  • the alkyd resin may have an iodine value according to DIN 53241 of at least 1 g of iodine / 100 g, preferably of at least 10 g of iodine / 100 g, more preferably of at least 15 g of iodine / 100 g.
  • the iodine value of the alkyd resin may range from 2 to 100 g of iodine per 100 g of alkyd resin, more preferably 15 to 50 g of iodine per 100 g of alkyd resin.
  • the iodine value can be determined by means of a dispersion, the value relating to the solids content.
  • the alkyd resin may have an acid number in the range of 0.1 to 100 mg KOH / g, preferably 1 to 40 mg KOH / g and most preferably in the range of 2 to 10 mg KOH / g.
  • the acid value can be determined in accordance with DIN EN ISO 2114 using a dispersion, the value relating to the solids content.
  • the hydroxyl number of the alkyd resin may preferably be in the range of 0 to 400 mg KOH / g, more preferably 1 to 200 mg KOH / g, and most preferably in the range of 3 to 150 mg KOH / g.
  • the hydroxyl number can are determined according to DIN EN ISO 4629 by means of a dispersion, wherein the value refers to the solids content.
  • aqueous dispersions according to the invention comprise at least one polymer comprising repeating units which are selected from monomers A according to formula (I)
  • R is hydrogen or a methyl group
  • X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X 1 and X 2 a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms, are derived.
  • polymer means that the dispersion contains compounds which can be obtained by reaction of monomers A with one another or with other monomers, this reaction being able to take place in one step or in stages.
  • the polymer may preferably be at least 2, more preferably at least 5 and most preferably at least 10 repeating units which may be derived from monomers A or comonomers. The upper limit of the number of repeating units depends on the type of reaction. For emulsion polymerization, values above 10 7
  • polymer is to be understood comprehensively, and within the scope of the invention also include compounds which are often referred to as oligomers.
  • the dispersion may contain one or more polymers which
  • Repeat units derived from monomers A may differ, for example, in the proportion of monomer A or in the chain length, the solubility behavior or other properties.
  • the polymer may preferably be obtained by radical polymerization. Accordingly, the term repeat unit results from the monomers used to prepare the polymer.
  • a dispersion according to the invention comprises at least one polymer which
  • R is hydrogen or a methyl group
  • X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical with 1 to With the proviso that at least one of X 1 and X 2 is a group of formula NR 'wherein R' is hydrogen or a radical of 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical with 9 to 25 carbon atoms are derived.
  • R is hydrogen or a methyl group
  • X 1 is oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6
  • Carbon atoms, Z is a linking group, R is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms and R 1 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms derived.
  • radical having 1 to 6 carbon atoms means a group having 1 to 6 carbon atoms and includes aromatic and heteroaromatic groups as well as alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy, alkenyl, alkanoyl, alkoxycarbonyl and heteroaliphatic groups
  • the said groups may be branched or unbranched, furthermore these groups may have substituents, in particular halogen atoms or hydroxyl groups.
  • the radicals R ' are preferably alkyl groups.
  • the preferred alkyl groups include the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 1-butyl, 2-butyl, 2-methylpropyl, tert-butyl group.
  • the group Z preferably represents a linking group comprising 1 to 10, preferably 1 to 5 and most preferably 2 to 3 carbon atoms. These include in particular linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radicals, such as, for example, a methylene, ethylene, propylene, isopropylene, n-butylene, isobutylene, t-butylene or cyclohexylene group, where the Ethylene group is particularly preferred.
  • the group R 1 in formula (I) is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms.
  • These groups include in particular alkenyl, cycloalkenyl, alkenoxy, cycloalkenoxy, alkenoyl and heteroalipatic groups. Furthermore, these groups may have substituents, in particular halogen atoms or hydroxyl groups.
  • the preferred groups include in particular alkenyl groups, such as, for example, the nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tridecenyl, tetradecenyl, pentadecenyl, hexadecenyl, heptadecenyl, octadecenyl, nonadecenyl, eicosenyl, heneicosenyl, , Docosenyl, octanediazyl, nonanediazyl, decanediazyl, undecanedienyl, dodecanedienyl, tridecanediazyl, tetradecanedienyl , Pentadecanediazyl, hexadecanedienyl, heptadecanediazyl, octadecanedienyl, nonadecanediazyl, eicosanedienyl,
  • the preferred monomers A of the formula (I) or (III) include, but are not limited to, heptadecenyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, heptadecane-dienyloxy-2-ethyl- (meth) acrylamide, heptadecane-triene-yloyloxy 2-ethyl (nneth) acrylic acid anide, heptadecenyloyloxy-2-ethyl (neth) acrylic acid anide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-palmitoleic acid anhydride, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-oleic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-icosenic acid amide, ( Meth) acryloyloxy-2-ethyl-cetolenic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-eth
  • the notation (meth) acryl stands for acrylic and methacrylic radicals, with methacrylic radicals being preferred.
  • Particularly preferred monomers A according to formula (I) or (III) are methacryloyloxy-2-ethyl-oleic acid amide, methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide and / or methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid anide.
  • the monomers A according to formula (I) which are used for the preparation of the polymer an iodine value in the range of 50 to 300 g of iodine / 100g, more preferably in the range of 100 to 200 g of iodine / 100g exhibit.
  • At least some of the monomers A according to formula (I) which are used for the preparation of the polymer have exactly one double bond in the unsaturated radical R 1 .
  • at least a portion of the monomers A of the formula (I) used to prepare the polymer may be two or more Have double bonds in the unsaturated radical R 1 .
  • Preferably mixtures of the monomers A can be used, whereby these mixtures can contain both monomers A with exactly one double bond in the remainder of R 1 as well as monomers A with two or more double bonds in the remainder of R 1 .
  • the weight ratio of the monomers A of the formula (I) which have exactly one double bond in the unsaturated radical R 1 to the monomers A of the formula (I) which have two or more double bonds in the unsaturated radical R 1 can be in the range of 100 : 1 to 1:10, more preferably in the range of 10: 1 to 1: 5.
  • the monomers A according to formula (I) or (III) can be obtained in particular by multi-stage processes.
  • a first stage for example, one or more unsaturated fatty acids or fatty acid esters can be reacted with an amine, for example ethylenediamine, ethanolamine, propylenediamine or propanolamine, to form an amide.
  • an amine for example ethylenediamine, ethanolamine, propylenediamine or propanolamine
  • the hydroxy group or the amine group of the amide is reacted with a (meth) acrylate, for example methyl (meth) acrylate, to obtain the monomers of the formula (I) or (III).
  • Valuable information on the preparation of these monomers can be found, inter alia, in the example of the present application.
  • intermediates obtained for example carboxamides which have hydroxyl groups in the alkyl radical
  • intermediates obtained can be converted to the monomers A according to formula (I) without expensive purification.
  • Undecylenic acid, palmitoleic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, icosenoic acid, cetoleic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, timnodonic acid, clupanodonic acid, among others, are among the preferred unsaturated fatty acids which can be used to prepare the present monomers A according to formula (I) and / or cervonic acid. These acids can preferably also be used as esters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms, for example as ethyl, propyl, butyl and especially methyl esters.
  • the preferred amines for reacting the fatty acid or fatty acid ester include, in particular, ethylenediamine, ethanolamine, propanolamine and propylenediamine.
  • Advantages which in themselves are not obvious to the person skilled in the art can be achieved by polymers obtained by using a monomer mixture containing at least 2, preferably at least 5% by weight and more preferably at least 10% by weight of monomers A with 17 to 21 carbon atoms in the unsaturated radical R 1 , based on the total weight of the monomer mixture.
  • preferred polymers comprise repeat units derived from monomers B of the general formula (II)
  • R is hydrogen or a methyl group
  • X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X 1 and X 2 a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 2 is a saturated radical having 9 to 25 carbon atoms, are derived.
  • monomer B for the preparation of the polymers to be used according to the invention, preference is hereby given to monomer B according to the general formula (IV) wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 is oxygen or a group of formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, R is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms and R 2 is a saturated A radical having 9 to 25 carbon atoms is included.
  • R is hydrogen or a methyl group
  • X 1 is oxygen or a group of formula NR '
  • R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms
  • Z is a linking group
  • R is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms
  • R 2 is a saturated A radical having 9 to 25 carbon atoms is included.
  • the group R 2 in formula (II) or (IV) is a saturated radical having 9 to 25 carbon atoms.
  • These groups include in particular alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy, alkanoyl, alkoxycarbonyl and heteroaliphatic groups. Furthermore, these groups can
  • Substituents in particular halogen atoms or hydroxyl groups.
  • the preferred groups include in particular alkyl groups, such as the nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl, docosyl Group.
  • the preferred monomers B according to formula (II) or (IV) include inter alia pentadecyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, heptadecyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-laurinklareamid .
  • Particularly preferred monomers B according to formula (II) or (IV) include methacryloyloxy-2-ethyl-palmitic acid amide and methacryloyloxy-2-ethyl-stearic acid amide.
  • monomers B according to formula (II) which have 15 or 17 carbon atoms in the radical R 2 are preferably used for the preparation of the polymers to be used according to the invention.
  • 2 or more monomers B of the formula (II) which are used to prepare the polymer are used in the monomer mixture, which differ in the number of carbon atoms in the radical R 2 .
  • the weight ratio of the monomers B of the formula (II) having 15 carbon atoms in the saturated radical R 2 to the monomers B of the formula (II) having 17 carbon atoms in the saturated radical R 2 is preferably in the range of 100: 1 to 1:10, more preferably in the range of 10: 1 to 1: 2.
  • a monomer mixture can be used for the preparation of the polymers, the at least 0.5, preferably at least 1 wt .-% and particularly preferably at least 3 wt .-% of monomers B having 11 to 17 carbon atoms in the saturated radical R 2 , based on the total weight of the monomer mixture.
  • Monomers B of the formula (II) can be prepared in a similar manner to the monomers A of the formula (I) set out above, but using saturated fatty acids or fatty acid esters.
  • the preferred fatty acids include, but are not limited to, capric, lauric, myristic, palmitic, margaric, arachidic, behenic, lignoceric, cerotic and stearic acids. These acids can preferably also be used as esters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms, for example as ethyl, propyl, butyl and especially methyl esters.
  • Monomer mixtures comprising monomers A according to formula (I) and monomers B according to formula (II) can be obtained by mixing monomers A and monomers B.
  • these mixtures can be further obtained by reacting a fatty acid mixture or a fatty acid ester mixture which comprises unsaturated and saturated fatty acids or fatty acid esters with an amine and then with a (meth) acrylate or with a (meth) acrylamide in the manner described above a hydroxy group is reacted in the alkyl radical.
  • Preferred polymers may be obtained by a monomer mixture comprising monomer B as well as monomer A.
  • the weight ratio of the monomers A to the monomers B is not critical per se. However, surprising advantages can be achieved if the weight ratio of the monomers A to the monomers B is in the range from 100: 1 to 1:10, preferably in the range of 10: 1 to 1: 3, and more preferably in the range of 3: 1 to 1: 1.
  • a monomer mixture for the preparation of the polymers to be used according to the invention may comprise further monomers which are copolymerizable with the monomers A and B.
  • copolymerizable monomers include monomers having an acid group, monomers C comprising ester groups, which differ from the monomers of the formulas I or II, and styrene monomers.
  • Acid group-containing monomers are compounds which can be preferably radically copolymerized with the monomers A and B set forth above. These include, for example, monomers having a sulfonic acid group, such as vinylsulfonic acid; Monomers having a phosphonic acid group, such as vinylphosphonic acid and unsaturated carboxylic acids, such as methacrylic acid, acrylic acid, fumaric acid and maleic acid. Particularly preferred are methacrylic acid and acrylic acid.
  • the acid group-containing monomers can be used individually or as a mixture of two, three or more acid group-containing monomers.
  • Particularly preferred monomers C comprising ester groups include (meth) acrylates which are different from the monomers A or B, fumarates, maleates and / or vinyl acetate.
  • the term (meth) acrylates include methacrylates and acrylates as well as mixtures of both. These monomers are well known.
  • (meth) acrylates having 1 to 6 carbons in the alkyl radical which are derived from saturated alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate , n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate;
  • Cycloalkyl (meth) acrylates such as cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate;
  • (Meth) acrylates derived from unsaturated alcohols, such as 2-propynyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate and vinyl (meth) acrylate.
  • mixtures comprising methacrylates and acrylates.
  • mixtures of methyl methacrylate and acrylates having 2 to 6 carbons such as ethyl acrylate, butyl acrylate and hexyl acrylate can be used.
  • these comonomers include, for example, (meth) acrylates having at least 7 carbon atoms in the alkyl radical, which are derived from saturated alcohols, such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, 2-tert-butylheptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 3-iso-propylheptyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate,
  • saturated alcohols such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, 2-tert-butylheptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 3-iso-propylheptyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (
  • Aryl (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate or phenyl (meth) acrylate, wherein the aryl radicals may each be unsubstituted or substituted up to four times;
  • (Meth) acrylates having two or more (meth) acrylic groups glycol di (meth) acrylates such as ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetra- and polyethylene glycol di (meth) acrylate 1,1,3-butanediol (meth) acrylate, 1,4-butanediol (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, glycehndi (meth) acrylate; Dimethacrylates of ethoxylated bisphenol A; (Meth) acrylates having three or more double bonds, e.g
  • the monomers C comprising ester groups furthermore include vinyl esters, such as vinyl acetate; Maleic acid derivatives, such as, for example, maleic anhydride, esters of maleic acid, for example dimethyl maleate, methylmaleic anhydride; and fumaric acid derivatives such as dimethyl fumarate.
  • Another preferred group of comonomers are styrenic monomers, such as styrene, substituted styrenes having an alkyl substituent in the side chain, e.g.
  • ⁇ -methyl styrene and ⁇ -ethyl styrene substituted styrenes having an alkyl substituent on the ring, such as vinyl toluene and p-methyl styrene, halogenated styrenes, such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and tetrabromostyrenes.
  • polymers according to the invention which are obtained by the polymerization of monomer mixtures may comprise further monomers.
  • monomers include, for example, heterocyclic vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylpiperidine, 9-vinylcarbazole, 3-vinylcarbazole, A-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, vinylfuran, vinylthiophene, Vinyl thiolane, vinyl thiazoles and hydrogenated vinyl thiazoles, vinyl
  • Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride.
  • Preferred monomer mixtures for the preparation of the polymers to be used according to the invention comprise
  • the iodine value of the polymers to be used according to the invention is preferably in the range from 1 to 150 g of iodine per 100 g of polymer, more preferably in the range from 2 to 100 g of iodine per 100 g of polymer and most preferably from 5 to 40 g of iodine per 100 g of polymer in accordance with DIN 53241 -1.
  • the iodine number can in particular also be measured by means of a dispersion according to the invention.
  • the polymer to be used according to the invention has an acid number in the range of 0.1 to 40 mg KOH / g, preferably 1 to 20 mg KOH / g and most preferably in the range of 2 to 10 mg KOH / g.
  • the acid number can also be determined by dispersion according to DIN EN ISO 2114.
  • the hydroxyl number of the polymer to be used according to the invention may preferably be in the range from 0 to 200 mg KOH / g, more preferably 1 to 100 mg KOH / g and most preferably in the range from 3 to 50 mg KOH / g.
  • the hydroxyl number can also be determined by dispersion according to DIN EN ISO 4629.
  • the polymer to be used according to the invention may preferably contain from 2 to 60% by weight, more preferably from 10 to 50% by weight and most preferably from 20 to 40% by weight, based on the weight of the emulsion polymer dissolved in tetrahydrofuran ( THF) at 20 0 C is soluble.
  • a sample of the polymer dried under exclusion of oxygen is stored in a 200-fold amount of solvent, based on the weight of the sample, at 20 ° C. for 4 hours.
  • the sample may be dried, for example, under nitrogen or under vacuum.
  • the solution is separated from the insoluble fraction, for example by filtration.
  • the weight of the residue is determined.
  • a 0.5 g sample of a vacuum-dried emulsion polymer can be stored in 150 ml of THF for 4 hours.
  • a polymer to be employed may have a swelling of at least 1000%, more preferably at least 1400% and most preferably at least 1600% in tetrahydrofuran (THF) at 20 ° C.
  • the upper limit of the swelling is not critical per se, the swelling preferably being at most 5000%, more preferably at most 3000% and most preferably at most 2500%.
  • a dried under exclusion of oxygen sample of the emulsion polymer is stored at 20 0 C for 4 hours in a 200-fold amount of THF. As a result, the sample swells up. The swollen sample is separated from the supernatant solvent. Subsequently, the solvent is removed from the sample.
  • the particle radius of the polymers to be used according to the invention can be within a wide range.
  • emulsion polymers having a particle radius in the range of 1 to 500 nm, preferably 1 to 100 nm, preferably 5 to 59 nm can be used.
  • the radius of the particles is preferably in the range of 60 nm to 500 nm, particularly preferably 70 to 150 nm and most preferably 75 to 100 nm.
  • the radius of the particles can be determined by PCS (Photon Correlation Spectroscopy) with the data given refer to the d50 value (50% of the particles are smaller, 50% are larger).
  • PCS Photon Correlation Spectroscopy
  • a Beckman Coulter N5 Submicron Particle Size Analyzer can be used for this purpose.
  • the glass transition temperature of the polymer is preferably in the range of -30 0 C to 70 0 C, more preferably in the range of -20 to 40 0 C and most preferably in the range of 0 to 25 ° C.
  • the glass transition temperature can be influenced by the type and proportion of monomers used to make the polymer.
  • the glass transition temperature Tg of the polymer can be determined in a known manner by means of differential scanning calorimetry (DSC).
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the glass transition temperature Tg can also be calculated approximately in advance by means of the Fox equation. After Fox TG, Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956) applies: X 1
  • Tg Tg 1 Tg Tg n 2 wherein X n is the mass fraction designated n (wt .-% / 100) of monomer n and Tg n is the glass transition temperature in Kelvin of the homopolymer of the monomer. Further helpful information can be found in the Polymer Handbook 2 nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975), which gives Tg values for the most common homopolymers. In this case, the polymer may have one or more different glass transition temperatures. These data therefore apply to a segment which is obtainable by polymerization of a monomer mixture according to the invention.
  • the architecture of the polymer is not critical to many applications and properties. Accordingly, the polymers, in particular the emulsion polymers, can represent random copolymers, gradient copolymers, block copolymers and / or graft copolymers. Block copolymers or gradient copolymers can be obtained, for example, by discontinuously changing the monomer composition during chain growth. According to a preferred aspect of the present invention, the emulsion polymer is a random copolymer in which the monomer composition is substantially constant throughout the polymerization. However, since the monomers may have different copolymerization parameters, the exact composition may vary across the polymer chain of the polymer.
  • the polymer preferably the emulsion polymer, may be a homogeneous polymer which, for example, forms particles with a constant composition in an aqueous dispersion.
  • the emulsion polymer may consist of one or more segments. which are obtainable by polymerization of the monomers or monomer mixtures set out above.
  • the polymer may comprise multiple segments.
  • an emulsion polymer having a core-shell structure which may have one, two, three or more shells may be employed.
  • the segment which is obtainable by polymerization of the monomer mixture shown above preferably forms the outermost shell of the core-shell polymer.
  • the shell may be connected to the core or inner shells via covalent bonds.
  • the shell can also be polymerized on the core or an inner shell.
  • the segment obtainable by polymerization of the monomers or monomer mixtures set forth above can be often separated and isolated from the core by suitable solvents.
  • the weight ratio of segment obtainable by polymerization of the monomer mixture shown above to core may range from 2: 1 to 1: 6, more preferably 1: 1 to 1: 3.
  • the core may preferably be formed from polymers comprising from 50 to 100% by weight, preferably from 60 to 90% by weight, of units derived from (meth) acrylates. Preference is given to esters of (meth) acrylic acid whose alcohol radical preferably comprises 1 to 30 carbon atoms, particularly preferably 1 to 20 carbon atoms and very particularly preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • (meth) acrylates which are derived from saturated alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate.
  • saturated alcohols such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate.
  • a mixture comprising methacrylates and acrylates can be used to produce the core.
  • methacrylates and acrylates having 2 to 6 carbons, such as ethyl acrylate, butyl acrylate and xylacrylat be used.
  • the polymers of the core may comprise the previously described comonomers.
  • the core may be crosslinked. This crosslinking can be achieved by the use of monomers having two, three or more free-radically polymerizable double bonds.
  • the shell of emulsion polymers to be used preferably comprises 15 to 50% by weight of units derived from monomers A of formula (I) which have at least one double bond in the radical R 1 .
  • the core may preferably have a glass transition temperature in the range from -30 to 200 ° C., more preferably in the range from -20 to 150 ° C.
  • the shell may preferably have a glass transition temperature in the range of -30 0 C to 70 0 C, more preferably in the range of -20 to 40 ° C and most preferably in the range of 0 to 25 0 C.
  • the glass transition temperature of the core may be greater than the glass transition temperature of the shell.
  • the glass transition temperature may suitably rature of the core at least 10 0 C, preferably at least 20 0 C above the glass transition temperature of the shell.
  • ATRP Atom Transfer Radical Polymerization
  • NMP Nonroxide Mediated Polymerization
  • RAFT Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer
  • the polymerization is carried out as emulsion polymerization.
  • an aqueous phase is prepared for this purpose, which may comprise, in addition to water, customary additives, in particular emulsifiers and protective colloids for stabilizing the emulsion.
  • Monomers are then added to this aqueous phase and polymerized in the aqueous phase.
  • a monomer mixture over a period of time can be added continuously or batchwise.
  • the emulsion polymerization can be carried out, for example, as a mini or as a microemulsion. Described in more detail in Chemistry and Technology of Emulsion Polymerization, AM van Herk (editor), Blackwell Publishing, Oxford 2005 and J. O'Donnell, EW Kaier, Macromolecular Rapid Communications 2007, 28 (14), 1445-1454.
  • a miniemulsion is common by the Use of costabilizers or swelling agents characterized in that often long-chain alkanes or alkanols are used.
  • the droplet size in miniemulsions is preferably in the range of 0.05 to 20 microns.
  • the droplet size in the case of microemulsions is preferably in the range below 1 ⁇ m, whereby particles below a size of 50 nm can be obtained in this way.
  • Microemulsions often use additional surfactants, for example hexanol or similar compounds.
  • the dispersing of the monomer-containing phase in the aqueous phase can be carried out by known means. These include, in particular, mechanical methods and the use of ultrasound.
  • the composition of the monomer mixture can be changed stepwise, wherein before changing the composition, the polymerization is preferably up to a conversion of at least 80 wt .-%, particularly preferably at least 95 wt .-%, each based on the Total weight of the monomer mixture used is polymerized.
  • the tracking of the progress of the polymerization in each step may be carried out in a known manner, for example gravimetrically or by gas chromatography.
  • the monomer mixture for producing the core preferably comprises from 50 to 100% by weight of (meth) acrylates, with a mixture of acrylates and methacrylates being particularly preferably used.
  • After the production of the core may be grafted onto this preferably a monomer mixture or polymerized onto the core, which comprises 15 to 40 wt .-% of monomers A according to formula (I).
  • the emulsion polymerization is preferably carried out at a temperature in the range from 0 to 120 ° C., more preferably in the range from 30 to 100 ° C.
  • polymerization temperatures in the range from greater than 60 to less than 90 ° C., expediently in the range from greater than 70 to less than 85 ° C., preferably in the range from greater than 75 to less than 85 ° C., have proven to be particularly favorable.
  • Suitable organic initiators are, for example, hydroperoxides, such as tert-butyl hydroperoxide or cumene hydroperoxide.
  • Suitable inorganic initiators are hydrogen peroxide and the alkali metal and the ammonium salts of peroxydisulfuric, in particular ammonium, sodium and potassium peroxodisulfate.
  • Suitable redox initiator systems are, for example, combinations of tertiary amines with peroxides or sodium disulfite and alkali metal and the ammonium salts of peroxodisulfuric acid, in particular sodium and potassium peroxodisulfate.
  • the stabilization of the approach is preferably carried out by means of emulsifiers and / or protective colloids.
  • the emulsion is stabilized by emulsifiers to obtain a low dispersion viscosity.
  • the total amount of emulsifier is preferably 0.1 to 15 wt .-%, in particular 1 to 10 wt .-% and particularly preferably 2 to 5 wt .-%, based on the total weight of the monomers used.
  • a part of the emulsifiers may be added during the polymerization.
  • Particularly suitable emulsifiers are anionic or nonionic emulsifiers or mixtures thereof, in particular alkyl sulfates, preferably those having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, alkyl and alkylaryl ether sulfates having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical and 1 to 50 ethylene oxide units;
  • Sulfonates preferably alkyl sulfonates having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, alkylaryl sulfonates having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, esters and half-esters of sulfosuccinic acid with monohydric alcohols or alkylphenols having 4 to 15 carbon atoms in the alkyl radical; optionally, these alcohols or alkylphenols may also be ethoxylated with 1 to 40 ethylene oxide units; Partial phosphoric acid esters and their alkali metal and ammonium salts, preferably alkyl and alkylaryl phosphates having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl or alkylaryl radical and 1 to 5 ethylene oxide units; Alkylpolyglykolether, preferably having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl and 8 to 40 ethylene oxide units;
  • Alkylarylpolyglykolether preferably having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl or alkylaryl radical and 8 to 40 ethylene oxide units; Ethylene oxide / propylene oxide copolymers, preferably block copolymers, desirably with 8 to 40 ethylene oxide or propylene oxide units, respectively.
  • the particularly preferred anionic emulsifiers include, in particular, fatty alcohol ether sulfates, diisooctyl sulfosuccinate, lauryl sulfate, C15 paraffin sulfonate, these compounds generally being usable as the alkali metal salt, in particular as the sodium salt.
  • These compounds can be obtained commercially in particular under the trade names Disponil® FES 32, Aerosol® OT 75, Texapon® K1296 and Statexan® K1 from the companies Cognis GmbH, Cytec Industries, Inc. and Bayer AG.
  • Suitable nonionic emulsifiers include tertiary
  • Octylphenolethoxylat with 30 ethylene oxide units and Fettal kholpolyethylen- glycol ether which preferably have 8 to 20 carbon atoms in the alkyl radical and 8 to 40 ethylene oxide units.
  • These emulsifiers are commercially available under the trade names Triton® X 305 (Fluka), Tergitol® 15-S-7 (Sigma-Aldrich Co.), Marlipal® 1618/25 (Sasol Germany) and Marlipal® O 13/400 (Sasol Germany) available. Preference is given to using mixtures of anionic emulsifier and nonionic emulsifier.
  • the weight ratio of anionic emulsifier to nonionic emulsifier in the range of 20: 1 to 1: 20, preferably 2: 1 to 1: 10 and more preferably 1: 1 to 1: 5 are.
  • the emulsifiers can also be used in admixture with protective colloids.
  • Suitable protective colloids include u. a. partially hydrolyzed polyvinyl acetates, polyvinylpyrrolidones, carboxymethyl, methyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl cellulose, starches, proteins, poly (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylamide, polyvinylsulfonic acids, melamine-formaldehyde sulfonates, naphthalene-formaldehyde sulfonates, styrene-maleic acid and vinyl ether-maleic acid - Re-copolymers.
  • protective colloids are used, this is preferably carried out in an amount of 0.01 to 1, 0 wt .-%, based on the total amount of the monomers.
  • the protective colloids can be initially charged or added before the start of the polymerization.
  • the initiator can be initially charged or added. Furthermore, it is also possible to submit a portion of the initiator and to meter in the remainder.
  • the polymerization is preferably started by heating the batch to the polymerization temperature and metering in the initiator, preferably in aqueous solution.
  • the dosages of emulsifier and monomers can be carried out separately or as a mixture.
  • dosing Mixtures of emulsifier and monomer are used in such a way that emulsifier and monomer are premixed in a mixer upstream of the polymerization reactor.
  • the residues of emulsifier and of monomer, which were not initially charged are metered in separately from one another after the start of the polymerization.
  • the dosage can be started 15 to 35 minutes after the start of the polymerization.
  • Preferred emulsion polymers having a high content of insoluble polymers can be obtained in the manner set forth above, wherein the reaction parameters to obtain a high molecular weight are known.
  • the use of molecular weight regulators can be dispensed with.
  • the adjustment of the particle radii can be influenced inter alia by the proportion of emulsifiers. The higher this proportion, especially at the beginning of the polymerization, the smaller the particles are obtained.
  • an aqueous alkyd resin can be mixed with the polymer described above.
  • an alkyd resin dispersion can also be initially charged, in which subsequently a polymer comprising repeating units derived from monomers A according to formula (I) is prepared.
  • At least a portion of the polymers comprising recurring units derived from monomers A of formula (I) may be covalently bonded to the alkyd resin.
  • at least a portion of the polymers comprising repeating units derived from monomers A of formula (I) not covalently bonded to the alkyd resin can be achieved through the use of alkyd resins having radically polymerizable double bonds.
  • (meth) acrylic acid or the compounds described above for introducing lateral and / or terminal allyloxy groups can be used in the preparation of the alkyd resin in order to achieve this.
  • a composition comprising at least one monomer A of formula (I) can be reacted.
  • the monomer A can be grafted onto the alkyd resin or polymerized in the form of a shell on a part of the alkyd resin.
  • a polymer which comprises monomers A of the formula (I).
  • a dispersion with this polymer can then be prepared an alkyd resin.
  • a reaction of the monomers A can be effected in particular by water-soluble initiators, which have been described above. Valuable information on the reaction of monomers with alkyd resins can be found inter alia in US Pat. No. 5,538,760, US Pat. No. 6,369,135 and DE-A-199 57 161.
  • the proportions by weight of alkyd resin and polymers comprising repeating units derived from monomers A according to formula (I) can be in a wide range, which can generally be adapted to the desired property profile.
  • the weight ratio of alkyd resin to polymers comprising recurring units derived from monomers A of formula (I) is in the range of 20: 1 to 1:20, more preferably 5: 1 to 1: 5, and most particularly preferably 3: 1 to 1: 3, based on the dry weight of the respective components.
  • the aqueous dispersions obtained by the process according to the invention can be used as coating agents.
  • the aqueous dispersions preferably have a solids content in the range from 10 to 70% by weight, particularly preferably from 20 to 60% by weight.
  • a polymer dispersion which has a dynamic viscosity in the range from 0.1 to 180 mPas, preferably from 1 to 80 mPas and very particularly preferably from 10 to 50 mPas, measured in accordance with DIN EN ISO 2555 25 ° C (Brookfield).
  • the dispersions of the invention may contain additives or further components in order to adapt the properties of the coating composition to specific requirements.
  • additives include in particular drying aids, so-called siccatives, flow improvers, pigments and dyes.
  • siccatives can be added to the aqueous dispersions.
  • organometallic compounds for example metal soaps of transition metals, such as, for example, cobalt, manganese, lead, zirconium; Alkali or alkaline earth metals, such as lithium, potassium and calcium.
  • transition metals such as, for example, cobalt, manganese, lead, zirconium
  • Alkali or alkaline earth metals such as lithium, potassium and calcium.
  • cobalt naphthalate and cobalt acetate can be used individually or as a mixture, with particular preference being given to mixtures containing cobalt, zirconium and lithium salts.
  • coating compositions of the present invention have a minimum film formation temperature of at most 50 0 C, particularly preferably at most 35 ° C and most preferably at most 25 ° C, the measured overall DIN ISO 2115 can be measured.
  • an aqueous dispersion of the invention may have an iodine number according to DIN 53241 of at least 1 g of iodine / 100 g, preferably of at least 10 g of iodine / 100 g, more preferably of at least 15 g of iodine / 100 g.
  • the iodine number of the aqueous dispersion can be in the range from 2 to 100 g of iodine per 100 g of aqueous dispersion, particularly preferably 15 to 50 g of iodine per 100 g of aqueous dispersion.
  • the iodine value can be determined by means of a dispersion, the value relating to the solids content.
  • the aqueous dispersion may have an acid number in the range of 0.1 to 100 mg KOH / g, preferably 1 to 40 mg KOH / g and most preferably in the range of 2 to 10 mg KOH / g.
  • the acid value can be determined in accordance with DIN EN ISO 2114 using a dispersion, the value relating to the solids content.
  • the hydroxyl number of an aqueous dispersion according to the invention may preferably be in the range from 0 to 400 mg KOH / g, more preferably 1 to 200 mg KOH / g and most preferably in the range from 3 to 150 mg KOH / g.
  • the hydroxyl value can be determined in accordance with DIN EN ISO 4629 using a dispersion, the value relating to the solids content.
  • the aqueous dispersions of the present invention can be used in particular as a coating agent or as an additive. These include in particular paints, impregnating agents, adhesives and / or primers.
  • the aqueous dispersions can particularly preferably be used for the production of paints or impregnating agents for applications on wood and / or metal.
  • the coatings obtainable from the coating compositions according to the invention show a high resistance to solvents, with only small amounts in particular being dissolved out of the coating by solvents.
  • Preferred coatings show a high resistance, in particular to methyl isobutyl ketone (MIBK).
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • the weight loss after treatment with MIBK is preferably at most 50% by weight, preferably at most 35% by weight.
  • the uptake of MIBK is preferably at most 300% by weight, particularly preferably at most 250% by weight, based on the weight of the coating used. These values are measured at a temperature of about 25 ° C and an exposure time of at least 4 hours, wherein a completely dried coating is measured.
  • the drying takes place in the presence of oxygen, for example air, in order to allow crosslinking.
  • the coatings obtained from the coating compositions of the invention show high mechanical resistance.
  • the pendulum hardness is preferably at least 15 s, preferably at least 25 s, measured in accordance with DIN ISO 1522.
  • the fatty acid methyl ester mixture comprised 6% by weight of saturated C12 to C16 fatty acid methyl esters, 2.5% by weight of saturated C17 to C20 fatty acid methyl esters, 52% by weight of monounsaturated C18 fatty acid methyl ester, 1.5% by weight of monounsaturated C20 to C24 fatty acid methyl ester, 36% by weight of polyunsaturated C18 fatty acid methyl ester, 2% by weight of polyunsaturated C20 to C24 fatty acid methyl esters.
  • the reaction mixture was heated to 150 0 C. Within 2 h, 19.5 ml of methanol were distilled off. The resulting reaction product contained 86.5% fatty acid ethanolamides. The resulting reaction mixture was further processed without purification. After cooling, 1919 g (19.2 mol) of methyl methacrylate, 3.1 g of LiOH and an inhibitor mixture consisting of 500 ppm hydroquinone monomethyl ether and 500 ppm phenothiazine were added.
  • reaction apparatus While stirring, the reaction apparatus was purged with nitrogen for 10 minutes. Thereafter, the reaction mixture was heated to boiling. The methyl methacrylate / methanol azeotrope was separated and then the head temperature gradually increased to 100 0 C. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to about 70 0 C and filtered.
  • the emulsion prepared had a solids content of 40 ⁇ 1%, a pH of 5.6, a viscosity of 37 mPas and an r N5 value of 70-75 nm.
  • the properties of the coating composition thus obtained were investigated by various methods. For this purpose, tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films.
  • Solvent resistance was determined using methyl isobutyl ketone (MIBK), swelling a sample with MIBK at room temperature for 4 hours. The sample was then removed from the solvent and excess solvent removed. Subsequently, the sample was dried for 1 hour at about 140 0 C. The weight loss is used to calculate the proportion of the sample removed by the solvent.
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • the swelling in ethanol indicated in Table 1 was similar to the experimental description set out above, but using ethanol as Solvent determined.
  • the value refers to the weight of the coating obtained after the experiment, the weight due to the weight loss being less than the weight of the starting sample.
  • a test specimen of untreated solid pine wood (dimensions: 45-50mmx45-50mmx17mm) can be used.
  • the test piece was coated and placed in water at room temperature so that only the coated area was in contact with water. From the increase in weight of the specimen, the water consumption is calculated. Furthermore, a furniture test was carried out in accordance with DIN 68861 -1.
  • Example 1 was substantially repeated except that 66.29 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 were mixed with 57.2 g of a polyurethane alkyd resin (commercially available from Worlee under the name E150W). Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1.
  • Example 1 the alkyd resin used in Example 1 was tested without admixture of the previously described polymer based on (meth) acrylates. Dried films have been tested for medium resistance, water absorption and scratch resistance. The results obtained are shown in Table 1.
  • BA butyl acrylate
  • MMA methyl methacrylate
  • MAS methacrylic acid
  • APS ammonium peroxodisulfate
  • APS disponil FES 32
  • Example 1 was essentially repeated except that 117.15 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 were mixed with 33.7 g of a urethane-modified cosolvent-free short oil alkyd emulsion. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films.
  • Example 3 was essentially repeated except that 66.29 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 were mixed with 57.2 g of a urethane-modified cosolvent-free short oil alkyd emulsion. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1.
  • Example 3 was essentially repeated except that 33.7 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 was mixed with 117.15 g of a urethane-modified cosolvent-free short oil alkyd emulsion. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1. Comparative Example 3
  • Example 3 the alkyd resin used in Example 3 was tested without admixture of the previously described polymer based on (meth) acrylates. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1.

Abstract

The present invention relates to an aqueous dispersion, comprising at least one alkyd resin and at least one polymer comprising recurring groups that are derived from monomers A according to formula (I), where R is hydrogen or a methyl group, X1 and X2 independently of each other are oxygen or a group of the formula NR', where R' is hydrogen or a group having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X1 and X2 is a group of the formula NR', where R' is hydrogen or a group having 1 to 6 carbon atoms, Z is a compound group, and R1 is an unsaturated group having 9 to 25 carbon atoms.

Description

200800099 200800099
Wässrige Dispersionen aufweisend mindestens ein Alkyd-HarzAqueous dispersions comprising at least one alkyd resin
Die vorliegende Erfindung betrifft wässrige Dispersionen, die mindestens ein Alkyd-Harz aufweisen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung dieser Dispersionen.The present invention relates to aqueous dispersions comprising at least one alkyd resin. Furthermore, the present invention relates to processes for the preparation of these dispersions.
Beschichtungsmittel, insbesondere Lacke werden seit langer Zeit synthetisch hergestellt. Viele dieser Beschichtungsmittel basieren auf so genannten Alkyd- Harzen, die im Allgemeinen unter Verwendung von mehrwertigen Säuren, Alkoholen und Fettsäuren und/oder Fettsäurederivaten hergestellt werden. Eine besondere Gruppe dieser Alkyd-Harze bilden bei Sauerstoffeinwirkung vernetzte Filme, wobei die Vernetzung durch Oxidation mit Beteiligung von ungesättig- ten Gruppen erfolgt. Viele dieser Alkyd-Harze umfassen organische Lösungsoder Dispersionsmittel, um die Harze in einer dünnen Schicht auf Beschich- tungskörper auftragen zu können. Auf die Verwendung dieser Lösungsmittel sollte jedoch aus Gründen des Umweltschutzes sowie der Arbeitssicherheit verzichtet werden. Daher wurden entsprechende Harze auf Basis von wässri- gen Dispersionen entwickelt, deren Lagerstabilität jedoch begrenzt ist. Des Weiteren sind die Eigenschaften vieler Alkyd-Harze nicht optimal. So ist die Wasseraufnahme vielfach zu hoch. Darüber hinaus ist die Lösungsmittelbeständigkeit oder die Härte für viele Anwendungen zu gering.Coating agents, in particular paints, have been produced synthetically for a long time. Many of these coating compositions are based on so-called alkyd resins, which are generally prepared using polybasic acids, alcohols and fatty acids and / or fatty acid derivatives. A particular group of these alkyd resins form crosslinked films upon exposure to oxygen, with crosslinking occurring through oxidation involving unsaturated groups. Many of these alkyd resins include organic solvents or dispersants to coat the resins in a thin layer on the coating body. However, the use of these solvents should be omitted for reasons of environmental protection and occupational safety. Therefore, corresponding resins based on aqueous dispersions have been developed, but their storage stability is limited. Furthermore, the properties of many alkyd resins are not optimal. So the water intake is often too high. In addition, solvent resistance or hardness is too low for many applications.
Dementsprechend wurden Versuche unternommen die zuvor dargelegten klassischen Lacke auf Alkyd-Basis zu ersetzen. Eine auf Lösungspolymeren basierende Lackzusammensetzung auf Basis von Vinylmonomeren wird beispielsweise in DE-A-101 06 561 beschrieben. Allerdings umfasst diese Zusammensetzung einen hohen Anteil an organischen Lösungsmitteln. Des Weiteren sind auch wässrige Dispersionen auf Basis von (Meth)acrylat- Polymeren bekannt. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE-A-41 05 134 wässrige Dispersionen, die als Bindemittel in Lacken einge- setzt werden können. Die Herstellung dieser Bindemittel erfolgt jedoch über mehrere Stufen, wobei zunächst ein Lösungspolymerisat erzeugt wird, welches nach einer Neutralisation in einer Emulsionspolymerisation eingesetzt wird.Accordingly, attempts have been made to replace the previously outlined alkyd-based paints. A solution polymer based paint composition based on vinyl monomers is described for example in DE-A-101 06 561. However, this composition comprises a high proportion of organic solvents. Furthermore, aqueous dispersions based on (meth) acrylate polymers are also known. For example, the publication DE-A-41 05 134 describes aqueous dispersions which can be used as binders in paints. However, the preparation of these binders is carried out over several stages, initially a solution polymer is produced, which is used after neutralization in an emulsion polymerization.
Darüber hinaus werden in DE-A-25 13 516 wässrige Dispersionen beschrie- ben, die Polymere auf Basis von (Meth)acrylaten umfassen, wobei ein Teil der (Meth)acrylate von ungesättigten Alkoholresten abgeleitet ist. Nachteilig an den beschriebenen Dispersionen ist insbesondere deren aufwendige Herstellung, wobei die Polymere auf Basis von (Meth)acrylaten durch Lösungspolymerisation erhalten werden. Hierbei weisen diese Polymere einen hohen Anteil an Säuregruppen auf, der im Bereich von 5 bis 20 Gew.-% liegt, bezogen auf das Lösungspolymer.In addition, DE-A-25 13 516 describes aqueous dispersions which comprise polymers based on (meth) acrylates, some of the (meth) acrylates being derived from unsaturated alcohol radicals. A disadvantage of the described dispersions is in particular their complicated preparation, wherein the polymers based on (meth) acrylates are obtained by solution polymerization. In this case, these polymers have a high proportion of acid groups, which is in the range of 5 to 20 wt .-%, based on the solution polymer.
Die Druckschrift DE-A-26 38 544 beschreibt oxidativ trocknende wässrige Dispersionen, die Emulsionspolymere auf Basis von (Meth)acrylaten umfassen, wobei ein Teil der eingesetzten (Meth)acrylate von ungesättigten Alkoholresten abgeleitet ist. Allerdings wurden Kettenüberträger zur Herstellung der Emulsionspolymere eingesetzt, so dass Emulsionspolymer eine hohe Löslichkeit zeigt.The document DE-A-26 38 544 describes oxidatively drying aqueous dispersions which comprise emulsion polymers based on (meth) acrylates, some of the (meth) acrylates used being derived from unsaturated alcohol radicals. However, chain transfer agents have been used to prepare the emulsion polymers so that emulsion polymer shows high solubility.
Des Weiteren werden wässrige Dispersionen, die oxidativ trocknende Polymere umfassen, in F. -B. Chen, G. Bufkin, „Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation II", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4551 -4570 (1985) dargelegt. Die Polymere enthalten 2 bis 8 Gew.-% an Einheiten, die von (Meth)acrylaten mit ungesättigten, langkettigen Alkoholresten abgeleitet sind. Allerdings enthalten diese Polymere keinen Einheiten, die durch Polymerisation von Säuregruppen-enthaltenden Monomeren erhalten werden. Die Haltbarkeit dieser Dispersionen sowie die Härte der Lacke sind für viele Anwendungen nicht ausreichend.Further, aqueous dispersions comprising oxidatively drying polymers are disclosed in F.-B. Chen, G. Bufkin, "Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation II", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4551-4570 (1985) The polymers contain from 2 to 8% by weight of units derived from (Meth) acrylates with unsaturated, long-chain alcohol radicals are derived. However, these polymers do not contain units obtained by polymerization of acid group-containing monomers. The durability of these dispersions and the hardness of the coatings are not sufficient for many applications.
Darüber hinaus beschreiben die Druckschriften US 5,750,751 , EP-A-1 044 993 und WO 2006/013061 Beschichtungsmittel, die Polymere auf Basis von Vinyl- monomeren umfassen, die bei Raumtemperatur vernetzen können. Die PoIy- mere können sowohl durch Lösungspolymerisation als auch durch Emulsionspolymerisation erhalten werden. Die zu polymerisierenden Monomermischun- gen können unter anderem (Meth)acrylate umfassen, deren Alkoholreste durch ungesättigte Fettsäuren modifiziert sind. Ein Nachteil der zuvor dargelegten Lacke, die Polymerisate auf Basis von (Meth)acrylaten enthalten, ist deren ho- her Preis. Weiterhin zeigen Beschichtungen, die aus den zuvor dargelegten Beschichtungsmitteln erhalten wurden, vielfach eine geringe Härte. In diesen Dokumenten finden sich keine Hinweise auf die Verwendung dieser Polymere in Alkyd-Harzen.In addition, US 5,750,751, EP-A-1 044 993 and WO 2006/013061 describe coating compositions comprising polymers based on vinyl monomers which are capable of crosslinking at room temperature. The polymers can be obtained both by solution polymerization and by emulsion polymerization. The monomer mixtures to be polymerized may include, inter alia, (meth) acrylates whose alcohol residues are modified by unsaturated fatty acids. A disadvantage of the above-described coatings containing polymers based on (meth) acrylates is their high price. Furthermore, coatings obtained from the coating agents set out above often exhibit low hardness. There is no evidence in these documents for the use of these polymers in alkyd resins.
Weiterhin beschreibt die japanische Druckschrift JP 59011376 Emulsionspolymere auf Basis von (Meth)acrylaten. Nachteilig an den in dieser Druckschrift beschriebenen Dispersionen ist deren geringe Lagerfähigkeit. Darüber hinaus zeigt sich, dass die erhaltenen Beschichtungen nicht gegenüber allen Lösungsmitteln eine für gehobene Ansprüche ausreichende Stabilität aufweisen.Furthermore, Japanese Patent JP 59011376 describes emulsion polymers based on (meth) acrylates. A disadvantage of the dispersions described in this document is their low storage life. In addition, it has been found that the coatings obtained do not have sufficient stability for all requirements compared to all solvents.
Darüber hinaus sind aus US 6,599,972 Beschichtungszusammensetzungen auf Basis von Polymeren bekannt, auf die (Meth)acrylaten basieren, deren Alkoholrest von ungesättigten Fettsäurederivaten abgeleitet ist. Nachteilig an den hier- in explizit dargelegten Beschichtungszusammensetzungen ist deren Lagerfähigkeit sowie die Stabilität der aus den beschriebenen Zusammensetzungen erhältlichen Beschichtungen.Furthermore, US Pat. No. 6,599,972 discloses coating compositions based on polymers based on (meth) acrylates whose alcohol residue is derived from unsaturated fatty acid derivatives. A disadvantage of the here in explicitly set out coating compositions is their shelf life and the stability of the coatings obtainable from the described compositions.
Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik auch Dispersionen bekannt, die neben Polymeren auf Basis von (Meth)acrylaten auch Alkyd-Harze umfassen können. Beispielsweise beschreibt das Dokument WO 98/22545 Polymere mit Einheiten, die von (Meth)acrylaten mit ungesättigten Alkoholresten abgeleitet sind. Diese Polymere können zusammen mit Alkyd-Harzen eingesetzt wer- den. Allerdings werden Lösungsmittel eingesetzt, um aus den beschriebenen Polymeren Lacke herzustellen. Wässrige Dispersionen werden in WO 98/22545 nicht beschrieben. Dementsprechend sind diese Zusammensetzungen mit den zuvor dargelegten Nachteilen behaftet.In addition, dispersions are also known from the prior art which, in addition to polymers based on (meth) acrylates, may also comprise alkyd resins. For example, document WO 98/22545 describes polymers with units derived from (meth) acrylates having unsaturated alcohol radicals. These polymers can be used together with alkyd resins. However, solvents are used to prepare paints from the described polymers. Aqueous dispersions are not described in WO 98/22545. Accordingly, these compositions suffer from the disadvantages set out above.
Des Weiteren sind aus US 4,010,126 Zusammensetzungen bekannt, die ein mit (Meth)acrylat-Polymeren modifiziertes Alkyd-Harz umfassen, welches anschließend in einer Emulsionspolymerisation eingesetzt wird. Die Herstellung der beschriebenen Zusammensetzungen erfolgt über mehrere Schritte, so dass die Herstellung der beschriebenen Harze sehr aufwendig ist.Furthermore, US Pat. No. 4,010,126 discloses compositions comprising an alkyd resin modified with (meth) acrylate polymers, which is subsequently used in an emulsion polymerization. The preparation of the compositions described is carried out over several steps, so that the preparation of the described resins is very expensive.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift EP-A-O 267 562 Dispersionen, die modifizierte Alkyd-Harze umfassen. Zur Herstellung der Alkyd-Harze werden insbesondere Copolymere eingesetzt, die durch Lösungspolymerisation von (Meth)acrylaten und ungesättigten Fettsäuren erhalten werden. Hierbei werden diese Fettsäuren in das Copolymer über deren Doppelbindungen eingebaut. Die Herstellung dieser Harze erfolgt über mehrere Schritte, wobei insbesondere große Mengen an Lösungsmitteln eingesetzt werden. Darüber hinaus sind große Mengen an Ethylenglycolmonobutylether erforderlich, um die Dispersio- nen zu erhalten. Ähnliche Dispersionen werden ebenfalls in DE-A-34 32 482 beschrieben, wobei diese Dispersionen die gleichen Nachteile aufweisen, wie die in EP-A-O 267 562 dargelegten.Furthermore, document EP-AO 267 562 describes dispersions comprising modified alkyd resins. For the preparation of alkyd resins in particular copolymers are used, which are obtained by solution polymerization of (meth) acrylates and unsaturated fatty acids. These fatty acids are incorporated into the copolymer via their double bonds. The preparation of these resins is carried out over several steps, in particular, large amounts of solvents are used. In addition, large quantities of ethylene glycol monobutyl ether are required to to receive. Similar dispersions are likewise described in DE-A-34 32 482, these dispersions having the same disadvantages as those set forth in EP-A-0 267 562.
Des Weiteren sind aus EP-A-1 578 864 wässrige Alkyd-Harze bekannt, die mit (Meth)acrylat-Polymeren modifiziert wurden. Zur Herstellung der (Meth)acryl- Polymere wurden große Mengen an ungesättigten Fettsäuren eingesetzt. Allerdings ist die komplexe Herstellung dieser Dispersionen von Nachteil. Darüber hinaus führen die beschriebenen Dispersionen zu Beschichtungen mit ei- ner relativ geringen Härte.Furthermore, EP-A-1 578 864 discloses aqueous alkyd resins which have been modified with (meth) acrylate polymers. To prepare the (meth) acrylic polymers, large amounts of unsaturated fatty acids were used. However, the complex production of these dispersions is disadvantageous. In addition, the dispersions described lead to coatings with a relatively low hardness.
In Anbetracht des Standes der Technik ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung Beschichtungsmittel und Beschichtungen mit hervorragenden Eigenschaften bereitzustellen. Insbesondere sollten die Beschichtungsmittel einen sehr geringen Restmonomergehalt aufweisen. Weiterhin war es mithin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dispersion bereitzustellen, die eine besonders lange Lagerfähigkeit und Haltbarkeit aufweist. Des Weiteren sollte die Härte der Beschichtungen, die aus Beschichtungsmitteln erhältlich sind, über einen weiten Bereich variiert werden können. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sollten insbesondereIn view of the prior art, it is an object of the present invention to provide coating compositions and coatings having excellent properties. In particular, the coating compositions should have a very low residual monomer content. Furthermore, it was therefore an object of the present invention to provide a dispersion which has a particularly long shelf life and durability. Furthermore, the hardness of the coatings obtainable from coating agents should be able to be varied over a wide range. In particular, according to a particular aspect of the present invention
Zusammensetzungen bereitgestellt werden, die zu sehr harten, kratzfesten Beschichtungen führen.Be provided compositions that lead to very hard, scratch-resistant coatings.
Des Weiteren sollten die aus den Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit aufweisen. Hierbei sollte diese Stabilität gegenüber vielen unterschiedlichen Lösungsmitteln hoch sein. Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen Beschichtungsmittel ohne flüchtige organische Lösungsmittel zur Verfügung zu stellen. Die aus den wässrigen Dispersionen erhältlichen Beschichtungen sollten eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit aufweisen. Darüber hinaus sollten die aus den Beschichtungsmitteln erhältlichen Filme nach kurzer Zeit eine geringe Klebrigkeit aufweisen. Weiterhin sollten die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel leicht und kostengünstig hergestellt werden können.Furthermore, the coatings obtainable from the coating compositions should have a high solvent resistance. This stability should be high compared to many different solvents. Another object is to provide coating compositions without volatile organic solvents. The from the aqueous coatings available coatings should have a high weather resistance, in particular a high UV resistance. In addition, the films obtainable from the coating compositions should have a low tackiness after a short time. Furthermore, the coating compositions according to the invention should be able to be prepared easily and inexpensively.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch wässrige Dispersionen mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Dispersionen werden in Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Hinsichtlich der Verfahren zur Herstellung stellen die Ansprüche 24 und 25 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgaben zur Verfügung.These and other objects which are not explicitly mentioned, but which can be readily deduced or deduced from the contexts discussed hereinbelow, are solved by aqueous dispersions having all the features of patent claim 1. Advantageous modifications of the dispersions according to the invention are protected by subclaims. With respect to the methods of manufacture, claims 24 and 25 provide a solution to the underlying problems.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend wässrige Dispersion umfassend mindestens ein Alkyd-Harz und und mindestens ein Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Mo- nomeren A gemäß Formel (I)The present invention accordingly provides aqueous dispersion comprising at least one alkyd resin and at least one polymer comprising repeating units which are selected from monomers A according to formula (I)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 und X2 unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Gruppen X1 und X2 eine Gruppe der Formel NR' bedeutet, worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, Z eine Verbindungsgruppe, und R1 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, abgeleitet sind.wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical of 1 to 6 carbon atoms, provided that at least one of the groups X 1 and X 2 represent a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können des Weiteren unter anderem die folgenden Vorteile erzielt werden:Furthermore, the measures according to the invention make it possible, inter alia, to achieve the following advantages:
Die erfindungsgemäßen Dispersionen weisen einen sehr geringen Restmonomergehalt auf.The dispersions according to the invention have a very low residual monomer content.
Die Härte der Beschichtungen, die aus erfindungsgemäßen Dispersionen erhältlich sind, kann über einen weiten Bereich variiert werden. So können insbesondere sehr harte, kratzfeste Beschichtungen erhalten werden. Die aus den erfindungsgemäßen Dispersionen erhältlichen Beschichtungen zeigen eine überraschend hohe Lösungsmittelbeständigkeit, die sich insbesondere in Versuchen mit Methyl isobutylketon (MIBK), Ammoniaklösungen oder Ethanol zeigt. So zeigen die erhaltenen Beschichtungen insbesondere bei Versuchen gemäß dem Möbeltest DIN 68861 -1 eine hervorragende Einstufung.The hardness of the coatings obtainable from dispersions of the invention can be varied over a wide range. In particular, very hard, scratch-resistant coatings can be obtained. The coatings obtainable from the dispersions of the invention show a surprisingly high resistance to solvents, which is particularly evident in tests with methyl isobutyl ketone (MIBK), ammonia solutions or ethanol. Thus, the coatings obtained, in particular in tests according to the furniture test DIN 68861 -1 an excellent classification.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen weisen vorzugsweise keine flüchtigen organischen Lösungsmittel auf. Darüber hinaus zeigen die erfindungsgemäßen Dispersionen eine hohe Lagerungsbeständigkeit, eine hohe Haltbarkeit und eine sehr gute Lagerfähigkeit. Insbesondere tritt kaum eine Aggregatbildung auf.The dispersions according to the invention preferably have no volatile organic solvents. In addition, the dispersions of the invention show a high storage stability, a high durability and a very good shelf life. In particular, hardly any aggregate formation occurs.
Die aus den wässrigen Dispersionen erhältlichen Beschichtungen zeigen eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit. Des Weiteren weisen die aus den wässrigen Dispersionen erhältlichen Filme nach kurzer Zeit eine geringe Klebrigkeit auf.The coatings obtainable from the aqueous dispersions show a high weather resistance, in particular a high UV resistance. Of Furthermore, the films obtainable from the aqueous dispersions have a low tackiness after a short time.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen lassen sich kostengünstig in großem 5 Maßstab herstellen. Die erfindungsgemäßen Dispersionen sind umweltfreundlich und können sicher und ohne großen Aufwand verarbeitet und hergestellt werden. Hierbei zeigen die erfindungsgemäßen Dispersionen eine sehr hohe Scherstabilität.The dispersions of the invention can be produced inexpensively on a large scale. The dispersions of the invention are environmentally friendly and can be processed and produced safely and without great effort. Here, the dispersions of the invention show a very high shear stability.
lo Die erfindungsgemäßen wässrigen Dispersionen umfassen mindestens ein Alkyd-Harz. Alkyd-Harze sind seit langem bekannt, wobei hierunter im Allgemeinen Harze verstanden werden, die durch Kondensation von mehrwertigen Carbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen erhalten werden, wobei diese Verbindungen im Allgemeinen mit langkettigen Alkoholen i5 (Fettalkoholen), Fettsäuren bzw. Fettsäure-enthaltende Verbindungen, beispielsweise Fetten oder Ölen, modifiziert sind (DIN 55945; 1968). Alkyd- Harze werden beispielsweise in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5. Auflage auf CD-ROM dargelegt. Neben diesen klassischen Alkyd-Harzen können auch Harze eingesetzt werden, die ähnliche Eigenschaften aufweisen.The aqueous dispersions of the invention comprise at least one alkyd resin. Alkyd resins have long been known, and are generally understood to mean resins obtained by condensation of polybasic carboxylic acids and polyhydric alcohols, these compounds generally having long-chain alcohols (fatty alcohols), fatty acids or fatty acid-containing compounds, for example Fats or oils are modified (DIN 55945, 1968). Alkyd resins are set forth, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5th Edition on CD-ROM. In addition to these classic alkyd resins and resins can be used, which have similar properties.
20 Diese Harze zeichnen sich ebenfalls durch einen hohen Gehalt an Gruppen auf, die von den zuvor dargelegten langkettigen Alkoholen (Fettalkoholen), Fettsäuren bzw. Fettsäure-enthaltende Verbindungen, beispielsweise Fetten oder Ölen, abgeleitet sind. Allerdings weisen diese Derivate nicht zwingend mehrwertige Carbonsäuren auf, sondern können beispielsweise durchThese resins are also characterized by a high content of groups which are derived from the long-chain alcohols (fatty alcohols), fatty acids or fatty acid-containing compounds described above, for example fats or oils. However, these derivatives are not necessarily polyvalent carboxylic acids, but can, for example, by
25 Umsetzung von Polyolen mit Isocyanaten erhalten werden. Die einsetzbaren Alkyd-Harze können vorzugsweise mit Wasser gemischt oder verdünnt werden. Bevorzugte mehrwertige Carbonsäuren zur Herstellung der in der erfindungsgemäßen Dispersion bevorzugt zu verwendenden Alkyd-Harze sind unter anderem Di- und Tricarbonsäuren, wie beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, 5-(Nathumsulfo)-isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimellitsäure, 1 ,4-Cyclohexandicarbonsäure, Butandisäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Sebazinsäure, Adipinsäure und Azelainsäure. Diese Säuren können auch als Anhydride zur Herstellung eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden aromatischen Dicarbonsäuren zur Herstellung der Alkyd- Harze eingesetzt. Der Anteil an mehrwertigen Carbonsäuren liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der in der Reaktionsmischung eingesetzten Edukte zur Herstellung des Harzes.25 reaction of polyols with isocyanates can be obtained. The usable alkyd resins may preferably be mixed or diluted with water. Preferred polybasic carboxylic acids for preparing the alkyd resins preferably to be used in the dispersion of the invention include di- and tricarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, 5- (nathium sulfo) isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, butanedioic acid, Maleic acid, fumaric acid, sebacic acid, adipic acid and azelaic acid. These acids can also be used as anhydrides for the production. Particular preference is given to using aromatic dicarboxylic acids for the preparation of the alkyd resins. The proportion of polybasic carboxylic acids is preferably in the range of 2 to 50 wt .-%, particularly preferably 5 to 40 wt .-%, based on the weight of the starting materials used in the reaction mixture for the preparation of the resin.
Des Weiteren werden zur Herstellung der Alkyd-Harze mehrwertige Alkohole eingesetzt. Zu diesen Alkoholen gehören unter anderem Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Trimethylolethan, Neopentylglycol, Ethylenglycol, 1 ,3-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,4-Cyclohexyldimethanol, Diethy- lenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Polytetrahydrofuran, Polycapro- lactondiol, Polycaprolactontriol, Trimethylolmonoallylether, Trimethyloldially- lether, Pentaerythrittriallylether, Pentaerythritdiallylether, Pentaerythritmonoal- lylether, 2-Ethyl-2-(hydroxymethyl)-l,3-propanediol, 2-Methyl 1 ,3-propanediol. 2,2,4-Thmethylpentandiol, 2,2,4-Thmethyl-l,3-pentandiol, 2,2'-Bis(4- hydroxycyclohexy)propan (hydriertes Bisphenol A), Propylenglycol, Dipropy- lenglycol, Polypropylenglycol, Glycerin, und Sorbit. Hiervon sind insbesondere Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und Sorbit bevorzugt. Gemäß einem besonderen Aspekt sind insbesondere Alkohole mit drei oder mehr Hydroxygruppen bevorzugt. Der Anteil an mehrwertigen Alkoholen liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der in der Reaktionsmischung eingesetzten Edukte zur Herstellung des Harzes.Furthermore, polyhydric alcohols are used to prepare the alkyd resins. These alcohols include trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolethane, neopentyl glycol, ethylene glycol, 1, 3-butanediol, 1, 4-butanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 4-cyclohexyldimethanol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, Polytetrahydrofuran, polycaprolactone diol, polycaprolactone triol, trimethylol monoallyl ether, trimethylol diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol diallyl ether, pentaerythritol monoallyl ether, 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol, 2-methyl 1,3-propanediol. 2,2,4-thymethylpentanediol, 2,2,4-thymethyl-1,3-pentanediol, 2,2'-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane (hydrogenated bisphenol A), propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, glycerol, and sorbitol. Of these, in particular trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol and sorbitol are preferred. In a particular aspect, especially preferred are alcohols having three or more hydroxy groups. The proportion of polyhydric alcohols is preferably in the range of 2 to 50 wt .-%, particularly preferably 5 to 40 Wt .-%, based on the weight of the starting materials used in the reaction mixture for the preparation of the resin.
Darüber hinaus können insbesondere Fettsäuren zur Herstellung der zuvor dargelegten Alkyd-Harze eingesetzt werden. Hierbei können insbesondere gesättigte und ungesättigte Fettsäuren eingesetzt werden, wobei insbesondere Mischungen bevorzugt sind, die ungesättigte Fettsäuren enthalten. Bevorzugte Fettsäuren weisen 6 bis 30, besonders bevorzugt 10 bis 26 und ganz besonders bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatomen auf. Der Anteil an Fettsäuren liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der in der Reaktionsmischung eingesetzten Edukte zur Herstellung des Harzes.In addition, fatty acids in particular can be used to prepare the alkyd resins set forth above. In particular, saturated and unsaturated fatty acids can be used, with particular preference being given to mixtures which contain unsaturated fatty acids. Preferred fatty acids have 6 to 30, more preferably 10 to 26 and most preferably 12 to 22 carbon atoms. The proportion of fatty acids is preferably in the range from 2 to 90% by weight, particularly preferably 10 to 70% by weight, based on the weight of the educts used in the reaction mixture for the preparation of the resin.
Zu den geeigneten gesättigten Fettsäuren gehören unter anderem Kaprylsäu- re, Kaprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Palmitolsäure und Stearinsäure.Suitable saturated fatty acids include, but are not limited to, caprylic, capric, lauric, myristic, palmitic, margaric, arachidic, behenic, lignoceric, cerotic, palmitoleic and stearic acids.
Zu den bevorzugten ungesättigten Fettsäuren gehören unter anderem Undecy- lensäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Icosensäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachi- donsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure und/oder Cervonsäure.The preferred unsaturated fatty acids include, among others, undecylenic acid, palmitoleic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, icosenoic acid, cetoleic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, timnodonic acid, clupanodonic acid and / or cervonic acid.
Des Weiteren können die zuvor dargelegten Fettsäuren auch in Form ihrer Es- ter, beispielsweise in Form von Triglyceriden eingesetzt werden.Furthermore, the fatty acids set forth above can also be used in the form of their esters, for example in the form of triglycerides.
Darüber hinaus können die zuvor dargelegten Alkyd-Harze weitere Komponenten aufweisen. Hierzu gehören beispielsweise einwertige Carbonsäuren, ein- wertige Alkohole oder Verbindungen, die zu emulgierenden Gruppen in den Harzen führen, wie beispielsweise Polyethylenoxide. Weiterhin können die Al- kyd-Harze Hydroxycarbonsäuren aufweisen, wie zum Beispiel 2-, 3-, 4- Hydroxybenzoesäure, Rizinolsäure, Dihydroxypropionsäure, Dihydroxy- bernsteinsäure, Dihydroxybenzoesäure, 2,2-Dimethylolessigsäure, 2,2- Dimethylolpropionsäure, 2,2-Dimethylolbuttersäure und 2,2- Dimenthylolpentansäure.In addition, the alkyd resins set forth above may contain other components. These include, for example, monovalent carboxylic acids, including valent alcohols or compounds which lead to emulsifying groups in the resins, such as polyethylene oxides. In addition, the alkyd resins may contain hydroxycarboxylic acids, such as, for example, 2-, 3-, 4-hydroxybenzoic acid, ricinoleic acid, dihydroxypropionic acid, dihydroxysuccinic acid, dihydroxybenzoic acid, 2,2-dimethylolacetic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid. Dimethylol butyric acid and 2,2-Dimenthylolpentansäure.
Weiterhin können auch modifizierte Alkyd-Harze eingesetzt werden, die mit Harzen, insbesondere Kolophonium, mit Styrolpolymeren, mit Acrylpolymeren, mit Epoxiden, mit Urethanen, mit Polyamiden und/oder mit Siliconen modifiziert sind. Diese Modifikationen sind unter anderem in der zuvor dargelegten Patentliteratur und in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5. Auflage auf CD-ROM dargelegt. Durch diese Ausgestaltungen können insbesondere die Antrocknung, die Haftfestigkeit, die Bewitterungsstabilität, die Lagerfähigkeit, die Chemikalienbeständigkeit, die Durchhärtung, die Standfestigkeit des Nassfilms und die Abriebfestigkeit verändert werden.Furthermore, it is also possible to use modified alkyd resins which have been modified with resins, in particular rosin, with styrene polymers, with acrylic polymers, with epoxides, with urethanes, with polyamides and / or with silicones. These modifications are set forth, inter alia, in the patent literature set forth above and in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5th Edition on CD-ROM. By these embodiments, in particular, the drying, the adhesive strength, the weatherability, the storability, the chemical resistance, the curing, the wet film strength, and the abrasion resistance can be changed.
Beispielsweise können bevorzugt Alkyd-Harze eingesetzt werden, die mit Po- lymeren modifiziert sind, die durch radikalische Polymerisation erhältlich sind. Derartige Harze sind unter anderem aus den Druckschriften US 5,538,760, US 6,369,135 und DE-A- 199 57 161 bekannt. Die in der Druckschrift US 5,538,760 eingereicht am 22.05.95 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 446,130 dargelegten Harze werden zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt. Die in der Druckschrift US 6,369,135 B1 eingereicht am 13.08.96 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 08/696,361 dargelegten Harze werden zu Zwecken der Offenbarung in die vor- liegende Anmeldung eingefügt. Die in der Druckschrift DE-A- 199 57 161 eingereicht am 27.11.99 beim Deutschen Patent- und Markenamt mit der Anmeldenummer DE 19957161.9 dargelegten Harze werden zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt.For example, alkyd resins modified with polymers obtainable by free-radical polymerization can be used with preference. Such resins are known inter alia from the publications US 5,538,760, US 6,369,135 and DE-A-199 57 161. The resins set forth in US Pat. No. 5,538,760 filed May 22, 1995 with the United States Patent Office (USPTO) No. 446,130 are incorporated herein for purposes of disclosure. The resins set forth in US Pat. No. 6,369,135 B1 filed on Aug. 13, 1996 with the United States Patent Office (USPTO), application number 08 / 696,361, are incorporated herein by reference for purposes of disclosure. inserted application. The resins set out in the publication DE-A-199 57 161 filed on 27.11.99 at the German Patent and Trademark Office with the application number DE 19957161.9 are incorporated in the present application for purposes of disclosure.
Gemäß den Druckschriften US 5,538,760 und US 6,369,135 können modifizierte Alkyd-Harze unter anderem dadurch erhalten werden, dass man eine Mo- nomermischung in Gegenwart einer AI kyd-Harzes polymerisiert. Das Gewichtsverhältnis von Monomermischung zu Alkyd-Harz liegt hierbei vorzugsweise im Bereich von 100:1 bis 1 :4, bevorzugt 5:1 bis 1 :1.According to the documents US Pat. No. 5,538,760 and US Pat. No. 6,369,135, modified alkyd resins can be obtained, inter alia, by polymerizing a monomer mixture in the presence of an alkyd resin. The weight ratio of monomer mixture to alkyd resin is preferably in the range from 100: 1 to 1: 4, preferably 5: 1 to 1: 1.
Besonders zweckmäßig sind unter anderem die in DE-A- 199 57 161 beschriebenen acrylatmodifizierten Alkydharze. Diese Alkyd-Harze weisen neben einem Alkyd-Kern Gruppen auf, die durch Polymerisation von (Meth)acrylaten erhal- ten werden.Particularly useful are inter alia the acrylate-modified alkyd resins described in DE-A-199 57 161. In addition to an alkyd core, these alkyd resins have groups which are obtained by polymerization of (meth) acrylates.
Diese acrylatmodifizierten Alkydharze sind herstellbar, indem man in der Gegenwart mindestens eines wassermischbaren DiolsThese acrylate-modified alkyd resins can be prepared by reacting in the presence of at least one water-miscible diol
(1 ) mindestens ein Alkydharz, das, bezogen auf seine Gesamtmenge, 0,1 bis 10 Gew.-% seitenständige und/oder endständige Allyloxygruppen enthält, in(1) at least one alkyd resin containing, based on its total amount, 0.1 to 10 wt .-% of pendant and / or terminal allyloxy groups, in
Wasser dispergiert, wodurch die Dispersion 1 resultiert,Dispersing water, resulting in dispersion 1,
(2) eine Mischung aus Methacrylsäure und mindestens einem weiteren carbon- säuregruppenfreien olefinisch ungesättigten Monomeren in der Dispersion 1 pfropfmischpolymersiert, wodurch die Dispersion 2 resultiert, und (3) einmal oder n-mal(2) a mixture of methacrylic acid and at least one other carboxylic acid-group-free olefinically unsaturated monomer grafted in the dispersion 1, resulting in the dispersion 2, and (3) once or n times
(3.1 ) mindestens ein säuregruppenfreies olefinisch ungesättigtes Monomer und/oder (3.2) mindestens eine Mischung aus mindestens einem säuregruppenhaltigen olefinisch ungesättigten Monomeren und mindestens einem säuregruppenfrei- en olefinisch ungesättigten Monomeren in der aus dem jeweils vorangehenden Verfahrensschritt (2) oder (2) bis (n-1 ) resultierenden Dispersion 2 oder 2 bis n-1 pfropfmischpolymerisiert, mit der Maßgabe, dass im Verfahrensschritt (3) oder dessen Wiederholungen (3) bis (n) Säuregruppen in einer Menge eingebaut werden, die insgesamt höchstens 90 Mol-% der im Verfahrensschritt (2) eingebauten Menge an Säuregruppen entspricht.(3.1) at least one acid group-free olefinically unsaturated monomer and / or (3.2) at least one mixture of at least one acid group-containing olefinically unsaturated monomer and at least one acid group-free olefinically unsaturated monomer in the dispersion 2 or 2 to n-2 resulting from the respective preceding process step (2) or (2) to (n-1) 1 graft copolymerized, with the proviso that in process step (3) or its repeats (3) to (n) acid groups are incorporated in an amount corresponding to a total of at most 90 mol% of the incorporated in step (2) amount of acid groups.
Die zuvor dargelegten seitenständigen und/oder endständigen Allyloxygruppe können in dem Alkydharz in einer Menge von, jeweils bezogen auf das Alkyd- harz, 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,2 bis 9, bevorzugt 0,3 bis 8, besonders bevorzugt, 0,4 bis 7, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 6 und insbesondere 0,6 bis 5 Gew-% enthalten sein. Das Sauerstoffatom der Allyloxygruppe kann Bestand- teil einer Urethangruppe, einer Estergruppe oder einer Ethergruppe sein, die den Allylrest mit der Hauptkette des Alkydharzes verbindet.The lateral and / or terminal allyloxy groups set forth above may be present in the alkyd resin in an amount of from 0.1 to 10, preferably from 0.2 to 9, preferably from 0.3 to 8, more preferably 0, based on the alkyd resin , 4 to 7, very particularly preferably 0.5 to 6 and in particular 0.6 to 5% by weight. The oxygen atom of the allyloxy group can be a constituent of a urethane group, an ester group or an ether group which links the allyl radical to the main chain of the alkyd resin.
Beispiele geeigneter Verbindungen zur Einführung von seitenständigen und/oder endständigen Allyloxygruppen sind Allylalkohol, 2- Hydroxyethylallylether, 3-Hydroxypropylallylether, Trimethylolpropanmono- oder -diallylether, Glycerinmono- oder -diallylether, Pentaerythritmono-, -dioder -triallylether, Mannitmono-, -di-, -tri- oder tetraallylether, Dihydroxypropi- onsäure-, Dihydroxybernsteinsäure-, Dihydroxybenzoesäure-, 2,2- Dimethylolessigsäure-, 2,2-Dimethylolpropionsäure-, 2,2- Dimethylolbuttersäure- oder 2,2-Dimenthylolpentansäureallylester oder AIIyIu- rethan, von denen Trimethylolpropanmonoallyether von Vorteil ist. Zur Modifikation mit Acrylaten kann die Dispersion 1 in einer Stufe (2) mit Methacrylsäure und mindestens ein weiteres olefinisch ungesättigtes Monomer pfropfmischpo- lymerisiert werden. Die weiteren olefinisch ungesättigten Monomeren können außer den olefinisch ungesättigten Doppelbindungen noch reaktive funktionelle Gruppen - ausgenommen Carboxylgruppen -, beispielsweise isocyanatreaktive, carbamatreaktive, N-methylol- oder N-methyloletherreaktive oder alkoxycarbo- nylaminoreaktive Gruppen enthalten. Wesentlich ist hierbei, dass diese reaktiven funktionellen Gruppen unter den gegebenen Reaktionsbedingungen und der nachfolgenden Lagerung der erfindungsgemäßen Dispersionen keine Reaktionen mit den Carboxylgruppen der Methacrylsäure oder mit anderen gegebenenfalls vorhandenen reaktiven funktionellen Gruppen eingehen. Ein Bei- spiel für reaktive funktionelle Gruppen, die diese Anforderungen erfüllen, ist die Hydroxylgruppe. Diese Monomere sind an sich bekannt, wobei Beispiele in DE 199 57 161 dargelegt sind. Hierzu gehören insbesondere Hydroxyalkylester der Acrylsäure, der Methacrylsäure oder einer anderen alpha, betaolefi- nisch ungesättigten Carbonsäuren, Ester der Acrylsäure, der Methacrylsäu- re, der Crotonsäure- oder der Ethacrylsäure mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest.Examples of suitable compounds for introducing lateral and / or terminal allyloxy groups are allyl alcohol, 2-hydroxyethyl allyl ether, 3-hydroxypropyl allyl ether, trimethylolpropane mono- or diallyl ether, glycerol mono- or diallyl ether, pentaerythritol mono-, di-, triallyl ether, mannitol mono-, di-, tri- or tetraallyl ether, dihydroxypropionic acid, dihydroxysuccinic acid, dihydroxybenzoic acid, 2,2-dimethylolacetic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid or 2,2-dimethylolpentanoic acid allyl ester or allyl urethane, of which Trimethylolpropane monoallyl ether is advantageous. For modification with acrylates, the dispersion 1 in one stage (2) can be graft-mixed with methacrylic acid and at least one further olefinically unsaturated monomer. be lymerisiert. The other olefinically unsaturated monomers may contain, in addition to the olefinically unsaturated double bonds, reactive functional groups, with the exception of carboxyl groups, for example isocyanate-reactive, carbamate-reactive, N-methylol or N-methylol ether reactive or alkoxycarbonylaminoreactive groups. It is essential here that these reactive functional groups under the given reaction conditions and the subsequent storage of the dispersions according to the invention undergo no reactions with the carboxyl groups of methacrylic acid or with other optionally present reactive functional groups. An example of reactive functional groups that meet these requirements is the hydroxyl group. These monomers are known per se, examples being given in DE 199 57 161. These include in particular hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid or another alpha, beta-olefinically unsaturated carboxylic acids, esters of acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid or ethacrylic acid having up to 20 carbon atoms in the alkyl radical.
Weiterhin sind Alkyd-Harze bevorzugt, die gemäß der Druckschrift US 5,096,959 erhältlich sind. Die in der Druckschrift US 5,096,959 B1 eingereicht am 30.10.90 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 609,024 dargelegten Harze werden zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt. Diese Alkyd-Harze sind durch cycloaliphatische Polycarbonsäure modifiziert, wobei zur Modifikation insbesondere Cyclohexandicarbonsäuren und Cyclopentandicarbonsäuren geeignet sind.Furthermore, alkyd resins which are obtainable according to the document US Pat. No. 5,096,959 are preferred. The resins set forth in US Pat. No. 5,096,959 B1 filed Oct. 30, 1990 in the United States Patent Office (USPTO) No. 609,024 are incorporated herein for purposes of disclosure. These alkyd resins are modified by cycloaliphatic polycarboxylic acid, with cyclohexanedicarboxylic acids and cyclopentanedicarboxylic acids in particular being suitable for the modification.
Darüber hinaus können Alkyd-Harze eingesetzt werden, die mit Polyethy- lenglycol modifiziert sind. In einer großen Anzahl von Patentschriften wird die Herstellung wasseremulgierbarer Alkydharze durch Modifizierung mit Polyethy- lenglycol (PEG) beschrieben. Bei den meisten Verfahren werden etwa 10 bis 30 % PEG durch Um- oder Veresterung direkt in das Alkydharz eingebaut (s. unter anderem die USA-Patentschriften Nr. 2,634,245; 2,853,459; 3,133,032; 3,223,659; 3,379,548; 3,437,615; 3,437,618; 10 3,442,835; 3,457,206;In addition, alkyd resins modified with polyethylene glycol may be used. In a large number of patents, the Preparation of water-emulsifiable alkyd resins by modification with polyethylene glycol (PEG) described. In most processes, about 10 to 30% PEG is incorporated directly into the alkyd resin by transesterification or esterification (see, inter alia, U.S. Patent Nos. 2,634,245, 2,853,459, 3,133,032, 3,223,659, 3,379,548, 3,437,615, 3,437,618, 10,442,835, 3,457,206 ;
3,639,315; die deutsche Offenlegungsschrift 14 95 032 oder die britischen Patentschriften Nr. 1 ,038,696 und Nr. 1 ,044,821 ).3,639,315; German Offenlegungsschrift 14 95 032 or British Pat. Nos. 1, 038,696 and 1, 044,821).
Bevorzugte Alkyd-Harze, die mit Polyethylenglycol modifiziert sind, sind un- ter anderem aus der Druckschrift EP-A-O 029 145 bekannt. Die in der Druckschrift EP-A-O 029 145 eingereicht am 30.10.80 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer EP 80106672.1 dargelegten Harze werden zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt. Gemäß dieser Druckschrift kann zunächst ein Polyethylenglycol mit epoxidgruppenhaltigen Carbonsäure umgesetzt werden. Das so erhaltene Reaktionsprodukt kann anschließend in der Reaktionsmischung zur Herstellung des Alkyd-Harzes eingesetzt werden. Bevorzugte Polyethylenglycole zur Modifikation der Alkydharze weisen beispielsweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 bis 5000 g/mol auf.Preferred alkyd resins modified with polyethylene glycol are known inter alia from the document EP-A-0 029 145. The resins set out in document EP-A-0 029 145 filed on 30 Oct. 1980 at the European Patent Office with the application number EP 80106672.1 are incorporated in the present application for the purpose of disclosure. According to this document, a polyethylene glycol can first be reacted with epoxide-containing carboxylic acid. The reaction product thus obtained can then be used in the reaction mixture for the preparation of the alkyd resin. Preferred polyethylene glycols for modifying the alkyd resins have, for example, a number average molecular weight of 500 to 5000 g / mol.
Besonders bevorzugte, mit Polyethylenglycol modifizierte Alkyd-Harze können weiter hin mit Copolymerisaten modifiziert werden, die durch Polymerisation von Methacrylsäure, ungesättigten Fettsäuren und Vinyl- und/oder Vinylidenverbindungen erhältlich sind.Particularly preferred alkyd resin modified with polyethylene glycol can be further modified with copolymers obtainable by polymerization of methacrylic acid, unsaturated fatty acids and vinyl and / or vinylidene compounds.
Weiterhin zweckmäßig sind Alkyd-Harze, die mit Urethan-Gruppen modifiziert sind. Derartige Alkyd-Harze sind unter anderem in WO 2006/09221 1 und EP-A-1 533 342 dargelegt. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung können die in EP-A-1 533 342 beschriebenen Urethanalkydharze eingesetzt werden, die Bausteine enthalten, die von ungesättigten Fettsäuren A1 , aliphatischen oder aromatischen oder a- romatisch-aliphatischen Monocarbonsäuren A2, die frei von olefinischen Doppelbindungen sind, cycloaliphatische Dicarbonsäuren A3 oder deren Anhydride, mindestens dreiwertigen, bevorzugt mindestens vierwertigen Alkoholen A4, und aromatischen oder aliphatischen mehrfunktionellen, insbesondere difunkti- onellen Isocyanaten A5 abgeleitet sind. Das Urethanalkydharz wird bevorzugt in einer zweistufigen Reaktion hergestellt, wobei in der ersten Stufe die Komponenten A1 bis A4 verestert werden, wobei die Säurezahl des Produkts der ersten Stufe bevorzugt maximal 10 mg/g, besonders bevorzugt maximal 5 mg/g beträgt. In der zweiten Stufe wird das Hydroxylgruppen enthaltende Produkt der ersten Stufe unter Zugabe einer geringen Menge (bis zu 1 % der Masse des Produkts der ersten Stufe, bevorzugt bis zu 0,5 % von dessen Masse) eines tertiären Amins mit dem Isocyanat A5 umgesetzt, unter Molekülvergrößerung. Bevorzugte Urethanalkydharze weisen einen Staudinger-Index, gemessen in Chloroform bei 23 0C von mindestens 9 cm3/g, bevorzugt mindestens von 11 cm3/g auf.Also useful are alkyd resins modified with urethane groups. Such alkyd resins are disclosed inter alia in WO 2006/09221 1 and EP-A-1 533 342. According to an expedient embodiment, the urethane alkyd resins described in EP-A-1 533 342 can be used which contain building blocks which contain cycloaliphatic dicarboxylic acids of unsaturated fatty acids A1, aliphatic or aromatic or aromatic-aliphatic monocarboxylic acids A2 which are free from olefinic double bonds A3 or their anhydrides, at least trivalent, preferably at least tetrahydric alcohols A4, and aromatic or aliphatic polyfunctional, especially difunctional onellen Isocyanaten A5 are derived. The urethane alkyd resin is preferably prepared in a two-stage reaction, wherein the components A1 to A4 are esterified in the first stage, wherein the acid number of the first stage product is preferably at most 10 mg / g, more preferably at most 5 mg / g. In the second stage, the hydroxyl-containing product of the first stage is reacted with the addition of a small amount (up to 1% of the mass of the first stage product, preferably up to 0.5% of its mass) of a tertiary amine with the isocyanate A5. under molecular enlargement. Preferred urethane alkyd resins have a Staudinger index, measured in chloroform at 23 0 C of at least 9 cm 3 / g, preferably at least 11 cm 3 / g.
Die in der Druckschrift EP-A-1 533 342 eingereicht am 09.11.04 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer EP 04026511.8 dargelegten Harze werden zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt.The resins set forth in EP-A-1 533 342 filed 09.11.04 at the European Patent Office with the application number EP 04026511.8 are incorporated in the present application for the purposes of disclosure.
Vorzugsweise können Urethanalkyd-Harze eingesetzt werden, die durch Umsetzung von mehrwertigen Alkoholen A', modifizierten Fettsäuren B', Fettsäuren C, und mehrwertigen Isocyanaten D' erhältlich sind. Die modifizierten Fettsäuren B' können durch Umsetzung von ungesättigten Fettsäuren B1 ' mit un- gesättigten Carbonsäuren B2' hergestellt werden. Diese Urethanalkyde sind unter anderem aus WO 2006/092211 bekannt. Die in der Druckschrift WO 2006/092211 eingereicht am 20.02.06 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer PCT/EP2006/001503 dargelegten Harze werden zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt. Die modifizierte Fettsäure B' weist vorzugsweise eine Säurezahl von mindestens 80 mg/g auf. Besonders bevorzugt liegt die Zunahme der Säurezahl durch die Pfropfung im Bereich von 80 mg/g bis 250 mg/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 100 mg/g bis 150 mg/g, wobei die Säurezahl gemäß DIN EN ISO 2114 be- stimmt werden kann. Die lodzahl der zur Herstellung der Urethanalkyd-Harze eingesetzten Fettsäuren C beträgt vorzugsweise mindestens 80 g/100 g und vorzugsweise mindestens 120 g/ 100 g. Zur Herstellung des in WO 2006/092211 beschriebenen Urethanalkyd-Harzes werden im Allgemeinen zunächst die Komponenten A', B' und C umgesetzt, wobei das Kondensat vor- zugsweise eine Hydroxyfunktionalität von mindestens 1 ,9, besonders bevorzugt mindestens 2 aufweist. Des Weiteren kann das Kondensat Gruppen aufweisen, die von mehrwertigen Carbonsäuren, insbesondere den zuvor dargelegten Di- und Tricarbonsäuren abgeleitet sind. Dieses Kondensat wird anschließend mit einem mehrwertigen Isocyant umgesetzt. Zu den bevorzugten mehrwertigen Isocyanaten gehören unter anderem 2,4- und 2,6- Toluylendiisocyanat sowie deren technische Gemische, Bis-(4- isocyanatophenyl)methan, Isophorondiisocyanat, Bis-(4- isocyanatocyclohexyl)methan und 1 ,6-Di-isocyanatohexan, und die von diesen abgeleiteten Isocyanurate, Allophanate und Biurete.Preference is given to using urethane-alkyd resins obtainable by reacting polyhydric alcohols A ', modified fatty acids B', fatty acids C, and polyfunctional isocyanates D '. The modified fatty acids B 'can be neutralized by reacting unsaturated fatty acids B1' with saturated carboxylic acids B2 'are produced. These urethane alkyds are known inter alia from WO 2006/092211. The resins set out in document WO 2006/092211 filed on 20.02.06 at the European Patent Office with the application number PCT / EP2006 / 001503 are incorporated in the present application for the purposes of disclosure. The modified fatty acid B 'preferably has an acid number of at least 80 mg / g. The increase in the acid number by the grafting is particularly preferably in the range from 80 mg / g to 250 mg / g and most preferably in the range from 100 mg / g to 150 mg / g, the acid number being determined according to DIN EN ISO 2114 can be. The iodine value of the fatty acids C used to prepare the urethane alkyd resins is preferably at least 80 g / 100 g and preferably at least 120 g / 100 g. For the preparation of the urethane alkyd resin described in WO 2006/092211, the components A ', B' and C are generally first reacted, the condensate preferably having a hydroxyl functionality of at least 1, 9, more preferably at least 2. Furthermore, the condensate may have groups derived from polybasic carboxylic acids, especially the di- and tricarboxylic acids set forth above. This condensate is then reacted with a polyvalent isocyanate. Among the preferred polyfunctional isocyanates include 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate and their technical mixtures, bis (4-isocyanatophenyl) methane, isophorone diisocyanate, bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and 1, 6-di-isocyanatohexane , and derived from these isocyanurates, allophanates and biurets.
Neben den zuvor dargelegten klassischen Alkyd-Harzen, zu deren Herstellung im Allgemeinen Polycarbonsäuren eingesetzt werden, können auch weitere Al- kyd-Harze eingesetzt werden, wie dies bereits zuvor dargelegt wurde. Hierzu gehören insbesondere Alkyd-Harze, die auf Urethanen basieren. Diese Ur- ethan-Alkyd-Harze können beispielsweise durch Umsetzung von mehrwertigen Alkoholen mit mehrwertigen Isocyanaten erhalten werden. Bevorzugte Urethan- Harze sind beispielsweise aus EP-A-1 129 147 bekannt. Diese können bei- spielsweise durch Umsetzung von Amidesterdiolen mit Polyolen und mehrwertigen Isocyanaten erhalten werden. Die gemäß EP-A-1 129 147 zu verwendenden Amidesterdiole können durch Umsetzung von Pflanzenölen mit N1N- Dialkanolaminen erhalten werden.In addition to the classic alkyd resins set out above, for the preparation of which polycarboxylic acids are generally used, it is also possible to use further alkyd resins, as already stated above. For this include, in particular, alkyd resins based on urethanes. These urethane-alkyd resins can be obtained, for example, by reacting polyhydric alcohols with polyfunctional isocyanates. Preferred urethane resins are known, for example, from EP-A-1 129 147. These can be obtained, for example, by reacting amide ester diols with polyols and polyfunctional isocyanates. To be used according to EP-A-1129147 Amidesterdiole can be obtained by reacting vegetable oils with N 1 N- dialkanolamines.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Alkyd- Harz eine lodzahl nach DIN 53241 von mindestens 1 g lod/100 g, vorzugsweise von mindestens 10 g lod/100 g, besonders bevorzugt von mindestens 15 g lod/100 g aufweisen. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die lodzahl des Alkyd-Harzes im Bereich von 2 bis 100 g lod pro 100 g Alkyd-Harz, besonders bevorzugt 15 bis 50 g lod pro 100 g Alkyd-Harz liegen. Die lodzahl kann anhand einer Dispersion bestimmt werden, wobei sich der Wert auf den Feststoffgehalt bezieht.According to a preferred aspect of the present invention, the alkyd resin may have an iodine value according to DIN 53241 of at least 1 g of iodine / 100 g, preferably of at least 10 g of iodine / 100 g, more preferably of at least 15 g of iodine / 100 g. According to a particular aspect of the present invention, the iodine value of the alkyd resin may range from 2 to 100 g of iodine per 100 g of alkyd resin, more preferably 15 to 50 g of iodine per 100 g of alkyd resin. The iodine value can be determined by means of a dispersion, the value relating to the solids content.
Zweckmäßig kann das Alkyd-Harz eine Säurezahl im Bereich von 0,1 bis 100 mg KOH/g, bevorzugt 1 bis 40 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 10 mg KOH/g aufweisen. Die Säurezahl kann gemäß DIN EN ISO 2114 anhand einer Dispersion bestimmt werden, wobei sich der Wert auf den Feststoffgehalt bezieht.Suitably, the alkyd resin may have an acid number in the range of 0.1 to 100 mg KOH / g, preferably 1 to 40 mg KOH / g and most preferably in the range of 2 to 10 mg KOH / g. The acid value can be determined in accordance with DIN EN ISO 2114 using a dispersion, the value relating to the solids content.
Die Hydroxyzahl des Alkyd-Harzes kann vorzugsweise im Bereich von 0 bis 400 mg KOH/g, besonders bevorzugt 1 bis 200 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 150 mg KOH/g liegen. Die Hydroxyzahl kann gemäß DIN EN ISO 4629 anhand einer Dispersion bestimmt werden, wobei sich der Wert auf den Feststoffgehalt bezieht.The hydroxyl number of the alkyd resin may preferably be in the range of 0 to 400 mg KOH / g, more preferably 1 to 200 mg KOH / g, and most preferably in the range of 3 to 150 mg KOH / g. The hydroxyl number can are determined according to DIN EN ISO 4629 by means of a dispersion, wherein the value refers to the solids content.
Die Herstellung der Alkyd-Harze ist seit langem bekannt und erfolgt durch Kon- densation der zuvor dargelegten Alkohole und Säuren, wobei eine Modifikation sowohl während dieser Kondensation als auch nach dieser Kondensation erfolgen kann. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf die zuvor dargelegte Literatur verwiesen.The preparation of the alkyd resins has been known for a long time and is carried out by condensation of the alcohols and acids set forth above, wherein a modification can take place both during this condensation and after this condensation. In this context, reference is made in particular to the literature set out above.
Darüber hinaus enthalten die erfindungsgemäßen wässrigen Dispersionen mindestens ein Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I)In addition, the aqueous dispersions according to the invention comprise at least one polymer comprising repeating units which are selected from monomers A according to formula (I)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 und X2 unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Gruppen X1 und X2 eine Gruppe der Formel NR' bedeutet, worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, Z eine Verbindungsgruppe, und R1 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, abgeleitet sind. wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X 1 and X 2 a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms, are derived.
Der Begriff Polymer bedeutet, dass die Dispersion Verbindungen enthält, die durch Reaktion von Monomeren A untereinander oder mit anderen Monomeren erhalten werden können, wobei diese Umsetzung in einem Schritt oder in Stufen erfolgen kann. Das Polymer kann vorzugsweise mindestens 2, besonders bevorzugt mindestens 5 und ganz besonders bevorzugt mindestens 10 Wiederholungseinheiten umfassen, die von Monomeren A oder Comonomeren abgeleitet sein können. Die obere Grenze der Anzahl an Wiederholungseinheiten ist von der Art der Umsetzung abhängig. Bei Emulsionspolymerisation können auch Werte oberhalb von 107 The term polymer means that the dispersion contains compounds which can be obtained by reaction of monomers A with one another or with other monomers, this reaction being able to take place in one step or in stages. The polymer may preferably be at least 2, more preferably at least 5 and most preferably at least 10 repeating units which may be derived from monomers A or comonomers. The upper limit of the number of repeating units depends on the type of reaction. For emulsion polymerization, values above 10 7
Wiederholungseinheiten erhalten werden. Dementsprechend ist der Begriff Polymer umfassend zu verstehen, wobei im Rahmen der Erfindung auch Verbindungen zu zählen sind, die vielfach als Oligomere bezeichnet werden.Repeating units are obtained. Accordingly, the term polymer is to be understood comprehensively, and within the scope of the invention also include compounds which are often referred to as oligomers.
Die Dispersion kann ein oder mehrere Polymere enthalten, dieThe dispersion may contain one or more polymers which
Wiederholungseinheiten aufweisen, die von Monomeren A abgeleitet sind. Diese Polymere können sich beispielsweise im Anteil an Monomer A oder in der Kettenlänge, dem Löslichkeitsverhalten oder anderen Eigenschaften unterscheiden.Repeat units derived from monomers A. These polymers may differ, for example, in the proportion of monomer A or in the chain length, the solubility behavior or other properties.
Das Polymer kann bevorzugt durch radikalische Polymerisation erhalten werden. Dementsprechend ergibt sich der Begriff Wiederholungseinheit aus den zur Herstellung des Polymers eingesetzten Monomeren.The polymer may preferably be obtained by radical polymerization. Accordingly, the term repeat unit results from the monomers used to prepare the polymer.
Eine erfindungsgemäße Dispersion umfasst mindestens ein Polymer, dasA dispersion according to the invention comprises at least one polymer which
Wiederholungseinheiten aufweist, die von Monomer A der allgemeinen FormelRepeating units, that of monomer A of the general formula
(I)(I)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 und X2 unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Gruppen X1 und X2 eine Gruppe der Formel NR' bedeutet, worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, Z eine Verbindungsgruppe, und R1 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, abgeleitet sind. wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical with 1 to With the proviso that at least one of X 1 and X 2 is a group of formula NR 'wherein R' is hydrogen or a radical of 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical with 9 to 25 carbon atoms are derived.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens ein Teil der Wiederholungseinheiten des Polymers von Monomeren A der allgemeinen Formel (III)According to a preferred embodiment, at least a portion of the repeating units of the polymer of monomers A of the general formula (III)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 is oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6
Kohlenstoffatomen, Z eine Verbindungsgruppe, R Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R1 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, abgeleitet.Carbon atoms, Z is a linking group, R is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms and R 1 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms derived.
Der Ausdruck „Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen" steht für eine Gruppe, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist. Er umfasst aromatische und heteroaromatische Gruppen sowie Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy-, Cycloalkoxy-, Alkenyl-, Alkanoyl-, Alkoxycarbonylgruppen sowie heteroalipatische Gruppen. Dabei können die genannten Gruppen verzweigt oder nicht verzweigt sein. Des Weiteren können diese Gruppen Substituenten, insbesondere Halogenatome oder Hydroxygruppen aufweisen. Vorzugsweise stehen die Reste R' für Alkylgruppen. Zu den bevorzugten Alkylgruppen gehören die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 1 -Butyl-, 2-Butyl-, 2-Methylpropyl-, tert.-Butyl-Gruppe.The term "radical having 1 to 6 carbon atoms" means a group having 1 to 6 carbon atoms and includes aromatic and heteroaromatic groups as well as alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy, alkenyl, alkanoyl, alkoxycarbonyl and heteroaliphatic groups The said groups may be branched or unbranched, furthermore these groups may have substituents, in particular halogen atoms or hydroxyl groups. The radicals R 'are preferably alkyl groups. The preferred alkyl groups include the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 1-butyl, 2-butyl, 2-methylpropyl, tert-butyl group.
Die Gruppe Z steht vorzugsweise für eine Verbindungsgruppe, die 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 5 und ganz besonders bevorzugt 2 bis 3 Kohlenstoffatome umfasst. Hierzu gehören insbesondere lineare oder verzweigte, aliphatische oder cycloaliphatische Reste, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, t-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe, wobei die Ethylengruppe besonders bevorzugt ist.The group Z preferably represents a linking group comprising 1 to 10, preferably 1 to 5 and most preferably 2 to 3 carbon atoms. These include in particular linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radicals, such as, for example, a methylene, ethylene, propylene, isopropylene, n-butylene, isobutylene, t-butylene or cyclohexylene group, where the Ethylene group is particularly preferred.
Die Gruppe R1 in Formel (I) steht für einen ungesättigten Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen. Diese Gruppen umfassen insbesondere Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkenoxy-, Cycloalkenoxy-, Alkenoyl- sowie heteroalipatische Gruppen. Des Weiteren können diese Gruppen Substituenten, insbesondere Halogenatome oder Hydroxygruppen aufweisen. Zu den bevorzugten Gruppen gehören insbesondere Alkenylgruppen, wie zum Beispiel die Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl-, Dodecenyl-, Tridecenyl-, Tetradecenyl-, Pentadecenyl-, Hexadecenyl-, Heptadecenyl-, Octadecenyl-, Nonadecenyl-, Eicosenyl-, Heneicosenyl-, Docosenyl-, Octan-dien-yl-, Nonan-dien-yl, Decan-dien-yl-, Undecan-dien-yl-, Dodecan-dien-yl-, Tridecan-dien-yl-, Tetradecan-dien-yl-, Pentadecan-dien-yl-, Hexadecan-dien-yl-, Heptadecan-dien-yl-, Octadecan- dien-yl-, Nonadecan-dien-yl-, Eicosan-dien-yl-, Heneicosan-dien-yl-, Docosan- dien-yl-, Tricosan-dien-yl- und/oder Heptadecan-trien-yl-Gruppe.The group R 1 in formula (I) is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms. These groups include in particular alkenyl, cycloalkenyl, alkenoxy, cycloalkenoxy, alkenoyl and heteroalipatic groups. Furthermore, these groups may have substituents, in particular halogen atoms or hydroxyl groups. The preferred groups include in particular alkenyl groups, such as, for example, the nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tridecenyl, tetradecenyl, pentadecenyl, hexadecenyl, heptadecenyl, octadecenyl, nonadecenyl, eicosenyl, heneicosenyl, , Docosenyl, octanediazyl, nonanediazyl, decanediazyl, undecanedienyl, dodecanedienyl, tridecanediazyl, tetradecanedienyl , Pentadecanediazyl, hexadecanedienyl, heptadecanediazyl, octadecanedienyl, nonadecanediazyl, eicosanedienyl, heneicosanedienyl, , Docosanedienyl, tricosan-dien-yl and / or heptadecan-triene-yl group.
Zu den bevorzugten Monomeren A gemäß Formel (I) bzw. (III) gehören unter anderem Heptadecenyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadecan-dien- yloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadecan-trien-yloyloxy-2-ethyl- (nneth)acrylsäureannid, Heptadecenyloyloxy-2-ethyl-(nneth)acrylsäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-palmitoleinsäuresäureannid, (Meth)acryloyloxy-2- ethyl-ölsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-icosensäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-cetoleinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl- erucasäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-linolsäureamid, (Meth)acryloyloxy- 2-ethyl-linolensäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl- palmitoleinsäuresäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-ölsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-icosensäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl- cetoleinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-erucasäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-linolsäureamid und (Meth)acryloyloxy-2-propyl- linolensäureamid.The preferred monomers A of the formula (I) or (III) include, but are not limited to, heptadecenyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, heptadecane-dienyloxy-2-ethyl- (meth) acrylamide, heptadecane-triene-yloyloxy 2-ethyl (nneth) acrylic acid anide, heptadecenyloyloxy-2-ethyl (neth) acrylic acid anide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-palmitoleic acid anhydride, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-oleic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-icosenic acid amide, ( Meth) acryloyloxy-2-ethyl-cetolenic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-erucic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-one propylpalmitoleic acid anhydride, (meth) acryloyloxy-2-propyl-oleic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-propyl-icosenic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-propyl cetoleic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-propyl-erucic acid amide, (Meth ) acryloyloxy-2-propyl-linoleic acid amide and (meth) acryloyloxy-2-propyllinolenic acid amide.
Die Schreibweise (Meth)acryl steht für Acryl- und Methacrylreste, wobei Me- thacrylreste bevorzugt sind. Besonders bevorzugte Monomere A gemäß Formel (I) bzw. (III) sind Methacryloyloxy-2-ethyl-ölsäureamid, Methacryloyloxy-2-ethyl- linolsäureamid und/oder Methacryloyloxy-2-ethyl-linolensäureannid.The notation (meth) acryl stands for acrylic and methacrylic radicals, with methacrylic radicals being preferred. Particularly preferred monomers A according to formula (I) or (III) are methacryloyloxy-2-ethyl-oleic acid amide, methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide and / or methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid anide.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die Monomere A gemäß Formel (I), die zur Herstellung des Polymeren eingesetzt werden, eine lodzahl im Bereich von 50 bis 300 g lod/ 100g, besonders bevorzugt im Bereich von 100 bis 200 g lod/ 100g aufweisen.According to a particular embodiment of the present invention, the monomers A according to formula (I) which are used for the preparation of the polymer, an iodine value in the range of 50 to 300 g of iodine / 100g, more preferably in the range of 100 to 200 g of iodine / 100g exhibit.
Besondere Vorteile lassen sich insbesondere dadurch erzielen, dass mindestens ein Teil der Monomere A gemäß Formel (I), die zur Herstellung des Polymeren eingesetzt werden, genau eine Doppelbindung im ungesättigten Rest R1 aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Teil der Monomere A gemäß Formel (I), die zur Herstellung des Polymeren eingesetzt werden, zwei oder mehr Doppelbindungen im ungesättigten Rest R1 aufweisen. Vorzugsweise können Mischungen der Monomere A eingesetzt werden, wobei diese Mischungen sowohl Monomere A mit genau einer Doppelbindung im Rest R1 als auch Monomere A mit zwei oder mehr Doppelbindungen im Rest R1 enthalten können. Hierbei kann das Gewichtsverhältnis der Monomere A gemäß Formel (I), die genau eine Doppelbindung im ungesättigten Rest R1 aufweisen, zu den Monomeren A gemäß Formel (I) , die zwei oder mehr Doppelbindung im ungesättigten Rest R1 aufweisen, im Bereich von 100:1 bis 1 :10, besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 1 :5 liegen.Particular advantages can be achieved in particular by virtue of the fact that at least some of the monomers A according to formula (I) which are used for the preparation of the polymer have exactly one double bond in the unsaturated radical R 1 . According to a further aspect of the present invention, at least a portion of the monomers A of the formula (I) used to prepare the polymer may be two or more Have double bonds in the unsaturated radical R 1 . Preferably mixtures of the monomers A can be used, whereby these mixtures can contain both monomers A with exactly one double bond in the remainder of R 1 as well as monomers A with two or more double bonds in the remainder of R 1 . Here, the weight ratio of the monomers A of the formula (I) which have exactly one double bond in the unsaturated radical R 1 to the monomers A of the formula (I) which have two or more double bonds in the unsaturated radical R 1 can be in the range of 100 : 1 to 1:10, more preferably in the range of 10: 1 to 1: 5.
Die Monomere A gemäß Formel (I) bzw. (III) lassen sich insbesondere durch mehrstufige Verfahren erhalten. In einer ersten Stufe können beispielsweise eine oder mehrere ungesättigte Fettsäuren oder Fettsäureester mit einem Amin, beispielsweise Ethylendiamin, Ethanolamin, Propylendiamin oder Propa- nolamin, zu einem Amid umgesetzt werden. In einer zweiten Stufe wird die Hydroxygruppe oder die Amingruppe des Amids mit einem (Meth)acrylat, beispielsweise Methyl(meth)acrylat umgesetzt, um die Monomere der Formel (I) bzw. (III) zu erhalten. Wertvolle Hinweise auf die Herstellung dieser Monomere können unter anderem dem Beispiel der vorliegenden Anmeldung entnommen werden. Zur Herstellung von Monomeren, bei denen X1 eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, und X2 Sauerstoff darstellt, kann entsprechend zunächst ein Alkyl(meth)acrylat, beispielsweise Methyl(meth)acrylat, mit einem der zuvor genannten Amine zu einem (Meth)acrylamid mit einer Hydroxygruppe im Alkylrest umgesetzt wer- den, welches anschließend mit einer ungesättigten Fettsäure zu Monomeren der Formel A umgesetzt wird. Umesterungen von Alkoholen mit (Meth)acrylaten oder die Herstellung von (Meth)acrylsäureamiden sind weiterhin in CN 1355161 , DE 21 29 425 eingereicht am 14.06.71 beim Deutschen Patent- amt mit der Anmeldenummer P 2129425.7, DE 34 23 443 eingereicht am 26.06.84 beim Deutschen Patentamt mit der Anmeldenummer P 3423443.8 oder EP-A-O 534 666 eingereicht am 16.09.92 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer EP 92308426.3 dargelegt, wobei die in diesen Druck- schritten beschriebenen Reaktionsbedingungen sowie die darin dargelegten Katalysatoren usw. zu Zwecken der Offenbarung in diese Anmeldung eingefügt werden. Weiterhin sind diese Umsetzungen in „Synthesis of Acrylic Esters by Transesterification", J. Haken, 1967 beschrieben.The monomers A according to formula (I) or (III) can be obtained in particular by multi-stage processes. In a first stage, for example, one or more unsaturated fatty acids or fatty acid esters can be reacted with an amine, for example ethylenediamine, ethanolamine, propylenediamine or propanolamine, to form an amide. In a second step, the hydroxy group or the amine group of the amide is reacted with a (meth) acrylate, for example methyl (meth) acrylate, to obtain the monomers of the formula (I) or (III). Valuable information on the preparation of these monomers can be found, inter alia, in the example of the present application. For the preparation of monomers in which X 1 is a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, and X 2 is oxygen, correspondingly first an alkyl (meth) acrylate, for example methyl (meth ) acrylate, reacted with one of the abovementioned amines to give a (meth) acrylamide having a hydroxy group in the alkyl radical, which is subsequently reacted with an unsaturated fatty acid to form monomers of the formula A. Transesterification of alcohols with (meth) acrylates or the preparation of (meth) acrylic acid amides are furthermore described in CN 1355161, DE 21 29 425 filed on June 14, 1971 in the German Patent amt with the application number P 2129425.7, DE 34 23 443 filed on 26.06.84 with the German Patent Office with the application number P 3423443.8 or EP-AO 534 666 filed on 16.09.92 at the European Patent Office with the application number EP 92308426.3 set forth, the in this print - The reaction conditions described above and the catalysts set forth therein, etc. are inserted for purposes of disclosure in this application. Furthermore, these reactions are described in "Synthesis of Acrylic Esters by Transesterification", J. Haken, 1967.
Hierbei können erhaltene Zwischenstufen, beispielsweise Carbonsäureamide, die Hydroxygruppen im Alkylrest aufweisen, aufgereinigt werden. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können erhaltene Zwischenstufen ohne aufwendige Aufreinigung zu den Monomeren A gemäß Formel (I) umgesetzt werden.In this case, intermediates obtained, for example carboxamides which have hydroxyl groups in the alkyl radical, can be purified. According to a particular embodiment of the present invention, intermediates obtained can be converted to the monomers A according to formula (I) without expensive purification.
Zu den bevorzugten ungesättigten Fettsäuren, die zur Herstellung der vorliegenden Monomere A gemäß Formel (I) dienen können gehören unter anderem Undecylensäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Icosensäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure und/oder Cervonsäure. Diese Säuren können bevorzugt auch als Ester von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, beispielsweise als Ethyl-, Propyl-, Butyl- und insbesondere Methylester eingesetzt werden.Undecylenic acid, palmitoleic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, icosenoic acid, cetoleic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, timnodonic acid, clupanodonic acid, among others, are among the preferred unsaturated fatty acids which can be used to prepare the present monomers A according to formula (I) and / or cervonic acid. These acids can preferably also be used as esters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms, for example as ethyl, propyl, butyl and especially methyl esters.
Zu den bevorzugten Aminen zur Umsetzung der Fettsäure oder des Fettsäureesters gehören insbesondere Ethylendiamin, Ethanolamin, Propanolamin und Propylendiamin. Vorteile, die an sich für den Fachmann nicht nahe liegen, können durch Polymere erzielt werden, die durch Verwendung einer Monomermischung erhalten werden, die mindestens 2, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 10 Gew.-% Monomere A mit 17 bis 21 Kohlenstoffatomen im ungesättigten Rest R1 aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung.The preferred amines for reacting the fatty acid or fatty acid ester include, in particular, ethylenediamine, ethanolamine, propanolamine and propylenediamine. Advantages which in themselves are not obvious to the person skilled in the art can be achieved by polymers obtained by using a monomer mixture containing at least 2, preferably at least 5% by weight and more preferably at least 10% by weight of monomers A with 17 to 21 carbon atoms in the unsaturated radical R 1 , based on the total weight of the monomer mixture.
Neben Wiederholungseinheiten, die von mindestens einem der zuvor beschriebenen Monomere A abgeleitet sind, können bevorzugte Polymere, die in den erfindungsgemäßen Dispersionen enthalten sind,In addition to repeating units which are derived from at least one of the monomers A described above, preferred polymers which are present in the dispersions according to the invention
Wiederholungseinheiten umfassen, die von weiteren Monomeren abgeleitet sind.Repeat units derived from other monomers.
Bevorzugte Polymere umfassen insbesondere Wiederholungseinheiten, die von Monomeren B der allgemeinen Formel (II)In particular, preferred polymers comprise repeat units derived from monomers B of the general formula (II)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 und X2 unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Gruppen X1 und X2 eine Gruppe der Formel NR' bedeutet, worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, Z eine Verbindungsgruppe, und R2 ein gesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, abgeleitet sind. wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X 1 and X 2 a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 2 is a saturated radical having 9 to 25 carbon atoms, are derived.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere können hierbei bevorzugt Monomer B gemäß der allgemeinen Formel (IV) worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Z eine Verbindungsgruppe, R Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R2 ein gesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, umfasst, eingesetzt werden.For the preparation of the polymers to be used according to the invention, preference is hereby given to monomer B according to the general formula (IV) wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 is oxygen or a group of formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, R is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms and R 2 is a saturated A radical having 9 to 25 carbon atoms is included.
Die in Formel (II) dargestellten Gruppen R' und Z wurden zuvor im Zusammenhang mit den Monomeren A gemäß Formel (I) beschrieben, so dass zur Beschreibung der Monomeren B gemäß Formel (II) hierauf Bezug genommen wird.The groups R 'and Z shown in formula (II) have previously been described in connection with the monomers A according to formula (I), so that reference is made to the description of the monomers B according to formula (II) thereto.
Die Gruppe R2 in Formel (II) bzw. (IV) steht für einen gesättigten Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen. Diese Gruppen umfassen insbesondere Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy-, Cycloalkoxy-, Alkanoyl-, Alkoxycarbonylgruppen sowie heteroalipatische Gruppen. Des Weiteren können diese GruppenThe group R 2 in formula (II) or (IV) is a saturated radical having 9 to 25 carbon atoms. These groups include in particular alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy, alkanoyl, alkoxycarbonyl and heteroaliphatic groups. Furthermore, these groups can
Substituenten, insbesondere Halogenatome oder Hydroxygruppen aufweisen. Zu den bevorzugten Gruppen gehören insbesondere Alkylgruppen, wie zum Beispiel die Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Tridecyl-, Tetradecyl-, Pentadecyl-, Hexadecyl-, Heptadecyl-, Octadecyl-, Nonadecyl-, Ikosyl-, Docosyl-Gruppe.Substituents, in particular halogen atoms or hydroxyl groups. The preferred groups include in particular alkyl groups, such as the nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl, docosyl Group.
Zu den bevorzugten Monomeren B gemäß Formel (II) bzw. (IV) gehören unter anderem Pentadecyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadecyloyloxy-2- ethyl-(meth)acrylsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-laurinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-myristinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl- palmitinsäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-steannsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-laurinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl- myristinsäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-palmitinsäureannid und (Meth)acryloyloxy-2-propyl-stearinsäureamid.The preferred monomers B according to formula (II) or (IV) include inter alia pentadecyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, heptadecyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-laurinsäureamid . (Meth) acryloyloxy-2-ethyl-myristic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-palmitic acid anide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-steanic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-propyl-lauric acid amide, (meth) acryloyloxy-2 propyl myristic acid anide, (meth) acryloyloxy-2-propyl palmitic acid anide and (meth) acryloyloxy-2-propyl stearic acid amide.
Besonders bevorzugte Monomere B gemäß Formel (II) bzw. (IV) sind unter anderem Methacryloyloxy-2-ethyl-palmitinsäureamid und Methacryloyloxy-2- ethyl-stearinsäureamid.Particularly preferred monomers B according to formula (II) or (IV) include methacryloyloxy-2-ethyl-palmitic acid amide and methacryloyloxy-2-ethyl-stearic acid amide.
Gemäß einer besonderen Abwandlung der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere Monomere B gemäß Formel (II) eingesetzt, die 15 oder 17 Kohlenstoffatome im Rest R2 aufweisen.According to a particular modification of the present invention, monomers B according to formula (II) which have 15 or 17 carbon atoms in the radical R 2 are preferably used for the preparation of the polymers to be used according to the invention.
Vorzugsweise werden 2 oder mehr Monomere B der Formel (II), die zur Herstellung des Polymeren eingesetzt werden, in der Monomermischung eingesetzt, die sich in der Anzahl der Kohlenstoffatome im Rest R2 unterscheiden. Hierbei sind Mischungen bevorzugt, die sowohl Monomere B gemäß Formel (II) enthalten, die 15 als auch 17 Kohlenstoffatome im Rest R2 aufweisen. Das Gewichtsverhältnis der Monomere B gemäß Formel (II), die 15 Kohlenstoffatome im gesättigten Rest R2 aufweisen, zu den Monomeren B gemäß Formel (II), die 17 Kohlenstoffatome im gesättigten Rest R2 aufweisen, liegt vorzugsweise im Bereich von 100:1 bis 1 :10, besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 1 :2.Preferably, 2 or more monomers B of the formula (II) which are used to prepare the polymer are used in the monomer mixture, which differ in the number of carbon atoms in the radical R 2 . In this case, preference is given to mixtures which contain both monomers B according to formula (II) which have 15 and also 17 carbon atoms in the radical R 2 . The weight ratio of the monomers B of the formula (II) having 15 carbon atoms in the saturated radical R 2 to the monomers B of the formula (II) having 17 carbon atoms in the saturated radical R 2 is preferably in the range of 100: 1 to 1:10, more preferably in the range of 10: 1 to 1: 2.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung der Polymere eine Monomermischung eingesetzt werden, die mindestens 0,5, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 3 Gew.-% Monomere B mit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen im gesättigten Rest R2 aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung.According to a particular embodiment of the present invention, a monomer mixture can be used for the preparation of the polymers, the at least 0.5, preferably at least 1 wt .-% and particularly preferably at least 3 wt .-% of monomers B having 11 to 17 carbon atoms in the saturated radical R 2 , based on the total weight of the monomer mixture.
Monomere B der Formel (II) können auf ähnliche Weise hergestellt werden, wie die zuvor dargelegten Monomere A gemäß Formel (I), wobei jedoch gesättigte Fettsäuren oder Fettsäureester eingesetzt werden. Zu den bevorzugten Fettsäuren gehören unter anderem Kaprinsäure, Lauhnsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure und Stearinsäure. Diese Säuren können bevorzugt auch als Ester von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, beispielsweise als Ethyl-, Propyl-, Butyl- und insbesondere Methylester eingesetzt werden.Monomers B of the formula (II) can be prepared in a similar manner to the monomers A of the formula (I) set out above, but using saturated fatty acids or fatty acid esters. The preferred fatty acids include, but are not limited to, capric, lauric, myristic, palmitic, margaric, arachidic, behenic, lignoceric, cerotic and stearic acids. These acids can preferably also be used as esters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms, for example as ethyl, propyl, butyl and especially methyl esters.
Monomermischungen, die Monomere A gemäß Formel (I) und Monomere B gemäß Formel (II) umfassen, können durch Mischen von Monomeren A und Monomere B erhalten werden. Bevorzugt können diese Mischungen weiterhin dadurch erhalten werden, dass ein Fettsäuregemisch oder ein Fettsäureestergemisch, welches ungesättigte und gesättigte Fettsäuren bzw. Fettsäureester umfasst, auf die zuvor dargelegte Weise mit einem Amin und anschließend mit einem (Meth)acrylat oder mit einem (Meth)acrylamid mit einer Hydroxygruppe im Alkylrest umgesetzt wird.Monomer mixtures comprising monomers A according to formula (I) and monomers B according to formula (II) can be obtained by mixing monomers A and monomers B. Preferably, these mixtures can be further obtained by reacting a fatty acid mixture or a fatty acid ester mixture which comprises unsaturated and saturated fatty acids or fatty acid esters with an amine and then with a (meth) acrylate or with a (meth) acrylamide in the manner described above a hydroxy group is reacted in the alkyl radical.
Bevorzugte Polymere können durch eine Monomermischung erhalten werden, die neben dem Monomer A auch Monomere B umfasst. Das Gewichtsverhältnis der Monomere A zu den Monomeren B ist an sich nicht kritisch. Überraschende Vorteile lassen sich jedoch erzielen, falls das Gewichtsverhältnis der Monomere A zu den Monomeren B im Bereich von 100:1 bis 1 :10, vorzugsweise im Bereich von 10:1 bis 1 :3 und besonders bevorzugt im Bereich von 3:1 bis 1 :1 liegt.Preferred polymers may be obtained by a monomer mixture comprising monomer B as well as monomer A. The weight ratio of the monomers A to the monomers B is not critical per se. However, surprising advantages can be achieved if the weight ratio of the monomers A to the monomers B is in the range from 100: 1 to 1:10, preferably in the range of 10: 1 to 1: 3, and more preferably in the range of 3: 1 to 1: 1.
Neben den zuvor dargelegten Monomere der Formeln (I) und (II) kann eine Monomermischung zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere weitere Monomere aufweisen, die mit den Monomeren A und B copolymerisierbar sind.In addition to the monomers of the formulas (I) and (II) set out above, a monomer mixture for the preparation of the polymers to be used according to the invention may comprise further monomers which are copolymerizable with the monomers A and B.
Zu diesen copolymeriserbaren Monomeren gehören unter Monomere mit einer Säuregruppe, Estergruppen umfassende Monomere C, die sich von den Monomeren der Formeln I oder Il unterscheiden, und Styrolmonomere.These copolymerizable monomers include monomers having an acid group, monomers C comprising ester groups, which differ from the monomers of the formulas I or II, and styrene monomers.
Säuregruppen-haltige Monomere sind Verbindungen, die sich vorzugsweise radikalisch mit den zuvor dargelegten Monomeren A und B copolymerisieren lassen. Hierzu gehören beispielsweise Monomere mit einer Sulfonsäuregruppe, wie zum Beispiel Vinylsulfonsäure; Monomere mit einer Phosphonsäuregruppe, wie zum Beispiel Vinylphosphonsäure und ungesättigte Carbonsäuren, wie zum Beispiel Methacrylsäure, Acrylsäure, Fumarsäure und Maleinsäure. Besonders bevorzugt sind Methacrylsäure und Acrylsäure. Die Säuregruppen- haltigen Monomere können einzeln oder als Mischung von zwei, drei oder mehr Säuregruppen-haltigen Monomeren eingesetzt werden.Acid group-containing monomers are compounds which can be preferably radically copolymerized with the monomers A and B set forth above. These include, for example, monomers having a sulfonic acid group, such as vinylsulfonic acid; Monomers having a phosphonic acid group, such as vinylphosphonic acid and unsaturated carboxylic acids, such as methacrylic acid, acrylic acid, fumaric acid and maleic acid. Particularly preferred are methacrylic acid and acrylic acid. The acid group-containing monomers can be used individually or as a mixture of two, three or more acid group-containing monomers.
Zu den bevorzugten Estergruppen umfassenden Monomere C gehören insbesondere (Meth)acrylate, die sich von den Monomeren A oder B unterscheiden, Fumarate, Maleate und/oder Vinylacetat. Der Ausdruck (Meth)acrylate umfaßt Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden. Diese Monomere sind weithin bekannt. Hierzu gehören insbesondere (Meth)acrylate mit 1 bis 6 Kohlenstoffe im Alkylrest, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat und Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat;Particularly preferred monomers C comprising ester groups include (meth) acrylates which are different from the monomers A or B, fumarates, maleates and / or vinyl acetate. The term (meth) acrylates include methacrylates and acrylates as well as mixtures of both. These monomers are well known. These include in particular (meth) acrylates having 1 to 6 carbons in the alkyl radical, which are derived from saturated alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate , n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate;
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat; undCycloalkyl (meth) acrylates such as cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate; and
(Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie 2- Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat und Vinyl(meth)acrylat.(Meth) acrylates derived from unsaturated alcohols, such as 2-propynyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate and vinyl (meth) acrylate.
Besonders bevorzugt werden Mischungen eingesetzt, die Methacrylate und Acrylate umfassen. So können insbesondere Mischungen von Methylmethacrylat und Acrylaten mit 2 bis 6 Kohlenstoffen, wie Ethylacrylat, Butylacrylat und Hexylacrylat verwendet werden.Particular preference is given to using mixtures comprising methacrylates and acrylates. Thus, in particular mixtures of methyl methacrylate and acrylates having 2 to 6 carbons, such as ethyl acrylate, butyl acrylate and hexyl acrylate can be used.
Darüber hinaus gehören zu diesen Comonomeren beispielsweise (Meth)acrylate mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie beispielsweise 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-tert.-Butylheptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3-iso- Propylheptyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat,In addition, these comonomers include, for example, (meth) acrylates having at least 7 carbon atoms in the alkyl radical, which are derived from saturated alcohols, such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, 2-tert-butylheptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 3-iso-propylheptyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate,
Undecyl(meth)acrylat, 5-Methylundecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, 2-Methyldodecyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat, 5-Methyltridecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Pentadecyl(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, 2-Methylhexadecyl(meth)acrylat, Heptadecyl(meth)acrylat,Undecyl (meth) acrylate, 5-methylundecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, 2-methyldodecyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, 5-methyltridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, pentadecyl ( meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, 2-methylhexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate,
5-iso-Propylheptadecyl(meth)acrylat, 4-tert.-Butyloctadecyl(meth)acrylat, 5-Ethyloctadecyl(meth)acrylat, 3-iso-Propyloctadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Nonadecyl(meth)acrylat, Eicosyl(meth)acrylat, Cetyleicosyl(meth)acrylat, Stearyleicosyl(meth)acrylat, Docosyl(meth)acrylat und/oder Eicosyltetratriacontyl(nneth)acrylat; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat, Bornyl(meth)acrylat, Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 2,4,5-Tri-t-butyl-3-vinylcyclohexyl(nneth)acrylat, 2,3,4,5-Tetra- t-butylcyclohexyl(meth)acrylat; ; heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2 (1 lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat, 2 (4 Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1 (2 Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon; Nitrile der (Meth)acrylsäure und andere stickstoffhaltige Methacrylate, wie N-(Methacryloyloxyethyl)diisobutylketimin, N- (Methacryloyloxyethyl)dihexadecylketimin, Methacryloylamidoacetonitril, 2- Methacryloyloxyethylmethylcyanamid, Cyanomethylmethacrylat;5-iso-Propylheptadecyl (meth) acrylate, 4-tert-butyloctadecyl (meth) acrylate, 5-ethyloctadecyl (meth) acrylate, 3-iso-propyloctadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, nonadecyl (meth) acrylate , Eicosyl (meth) acrylate, Cetyleicosyl (meth) acrylate, Stearyleicosyl (meth) acrylate, docosyl (meth) acrylate and / or Eicosyltetratriacontyl (nneth) acrylate; Cycloalkyl (meth) acrylates, such as 3-vinylcyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, cycloalkyl (meth) acrylates, such as 2,4,5-tri-t-butyl-3-vinylcyclohexyl (neth) acrylate, 2, 3,4,5-tetrabutylcyclohexyl (meth) acrylate; ; heterocyclic (meth) acrylates such as 2 (1-imidazolyl) ethyl (meth) acrylate, 2 (4-morpholinyl) ethyl (meth) acrylate and 1 (2-methacryloyloxyethyl) -2-pyrrolidone; Nitriles of (meth) acrylic acid and other nitrogen-containing methacrylates such as N- (methacryloyloxyethyl) diisobutylketimine, N- (methacryloyloxyethyl) dihexadecylketimine, methacryloylamidoacetonitrile, 2-methacryloyloxyethylmethylcyanamide, cyanomethylmethacrylate;
Aryl(meth)acrylate, wie Benzyl(meth)acrylat oder Phenyl(meth)acrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können; (Meth)acrylate, die zwei oder mehr (Meth)acryl-Gruppen aufweisen, Glycoldi(meth)acrylate, wie Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Triethylenglycoldi(meth)acrylat, Tetra- und Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, 1 ,3- Butandiol(meth)acrylat, 1 ,4-Butandiol(meth)acrylat, 1 ,6-Hexandioldi(meth)acrylat, Glycehndi(meth)acrylat; Dimethacrylate von ethoxyliertem Bisphenol A; (Meth)acrylate mit drei oder mehr Doppelbindungen, wie z.B. Glycerintri(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat,Aryl (meth) acrylates, such as benzyl (meth) acrylate or phenyl (meth) acrylate, wherein the aryl radicals may each be unsubstituted or substituted up to four times; (Meth) acrylates having two or more (meth) acrylic groups, glycol di (meth) acrylates such as ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetra- and polyethylene glycol di (meth) acrylate 1,1,3-butanediol (meth) acrylate, 1,4-butanediol (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, glycehndi (meth) acrylate; Dimethacrylates of ethoxylated bisphenol A; (Meth) acrylates having three or more double bonds, e.g. Glycerol tri (meth) acrylate, trimethylol propane tri (meth) acrylate,
Pentaerythrittetra(meth)acrylat und Dipentaerythritpenta(meth)acrylat.Pentaerythritol tetra (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
Zu den Estergruppen umfassenden Monomere C gehören darüber hinaus Vinylester, wie Vinylacetat; Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Ester der Maleinsäure, beispielsweise Maleinsäuredimethylester, Methylmaleinsäureanhydrid; und Fumarsäurederivate, wie Fumarsäuredimethylester. Eine weitere bvorzugte Gruppe von Comonomeren sind Styrolmonomere, wie zum Beispiel Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methyl styrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltuluol und p-Methyl styrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole.The monomers C comprising ester groups furthermore include vinyl esters, such as vinyl acetate; Maleic acid derivatives, such as, for example, maleic anhydride, esters of maleic acid, for example dimethyl maleate, methylmaleic anhydride; and fumaric acid derivatives such as dimethyl fumarate. Another preferred group of comonomers are styrenic monomers, such as styrene, substituted styrenes having an alkyl substituent in the side chain, e.g. For example, α-methyl styrene and α-ethyl styrene, substituted styrenes having an alkyl substituent on the ring, such as vinyl toluene and p-methyl styrene, halogenated styrenes, such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and tetrabromostyrenes.
Neben den zuvor dargelegten Monomeren können erfindungsgemäße Polymere, die durch die Polymerisation von Monomermischungen erhalten werden, weitere Monomere aufweisen. Hierzu gehören zum Beispiel Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2- Methyl-5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, A- Vinylcarbazol, 1 -Vinylimidazol, 2-Methyl-1 -vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinylthiophen, Vinylthiolan, Vinylthiazole und hydrierte Vinylthiazole, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole; Maleinimid, Methylmaleinimid; Vinyl- und Isoprenylether; undIn addition to the monomers set out above, polymers according to the invention which are obtained by the polymerization of monomer mixtures may comprise further monomers. These include, for example, heterocyclic vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylpiperidine, 9-vinylcarbazole, 3-vinylcarbazole, A-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, vinylfuran, vinylthiophene, Vinyl thiolane, vinyl thiazoles and hydrogenated vinyl thiazoles, vinyloxazoles and hydrogenated vinyloxazoles; Maleimide, methylmaleimide; Vinyl and isoprenyl ethers; and
Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid.Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride.
Bevorzugte Monomermischungen zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere umfassenPreferred monomer mixtures for the preparation of the polymers to be used according to the invention comprise
0,1 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 50 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 30 Gew.-% Monomer A; 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-% Monomer B; 0 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 95 Gew.-% und besonders bevorzugt 40 bis 90 Gew.-% Monomere mit Estergruppen C;0.1 to 100 wt .-%, preferably 0.5 to 50 wt .-% and particularly preferably 1 to 30 wt .-% of monomer A; 0 to 50% by weight, preferably 0.5 to 30% by weight of monomer B; 0 to 99 wt .-%, preferably 30 to 95 wt .-% and particularly preferably 40 to 90 wt .-% monomers with ester groups C;
0 bis 10 Gew.-% , bevorzugt 1 bis 8 Gew.-% Monomer mit einer Säuregruppe, 0 bis 50 Gew.-% Styrol monomere und0 to 10 wt .-%, preferably 1 to 8 wt .-% monomer having an acid group, 0 to 50 wt .-% of styrene monomers and
0 bis 50 Gew.-% weitere Comonere, wobei sich die Angaben jeweils auf das Gesamtgewicht der Monomere beziehen.From 0 to 50% by weight of further comonomers, the data referring in each case to the total weight of the monomers.
Die lodzahl der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 150 g lod pro 100 g Polymer, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 100 g lod pro 100 g Polymer und ganz besonders bevorzugt 5 bis 40 g lod pro 100 g Polymer, gemessen gemäß DIN 53241 -1. Die lodzahl kann insbesondere auch anhand einer erfindungsgemäßen Dispersion gemessen werden.The iodine value of the polymers to be used according to the invention is preferably in the range from 1 to 150 g of iodine per 100 g of polymer, more preferably in the range from 2 to 100 g of iodine per 100 g of polymer and most preferably from 5 to 40 g of iodine per 100 g of polymer in accordance with DIN 53241 -1. The iodine number can in particular also be measured by means of a dispersion according to the invention.
Zweckmäßig kann das erfindungsgemäß einzusetzende Polymer eine Säurezahl im Bereich von 0,1 bis 40 mg KOH/g, bevorzugt 1 bis 20 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 10 mg KOH/g aufweisen. Die Säurezahl kann gemäß DIN EN ISO 2114 auch anhand einer Dispersion be- stimmt werden.Suitably, the polymer to be used according to the invention has an acid number in the range of 0.1 to 40 mg KOH / g, preferably 1 to 20 mg KOH / g and most preferably in the range of 2 to 10 mg KOH / g. The acid number can also be determined by dispersion according to DIN EN ISO 2114.
Die Hydroxyzahl des erfindungsgemäß einzusetzenden Polymeren kann vorzugsweise im Bereich von 0 bis 200 mg KOH/g, besonders bevorzugt 1 bis 100 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 50 mg KOH/g liegen. Die Hydroxyzahl kann gemäß DIN EN ISO 4629 auch anhand einer Dispersion bestimmt werden. Vorzugsweise kann das erfindungsgemäß einzusetzende Polymer einen Anteil von 2 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 20 bis 40 Gew.-% aufweisen, bezogen auf das Gewicht des Emulsionspolymeren, der in Tetrahydrofuran (THF) bei 200C löslich ist. Zur Be- Stimmung des löslichen Anteils wird eine unter Sauerstoffausschluss getrocknete Probe des Polymerisats in einer 200fachen Menge an Lösungsmittel, bezogen auf das Gewicht der Probe, bei 200C für 4 h gelagert. Zum Ausschluss des Sauerstoffs kann die Probe beispielsweise unter Stickstoff oder unter Vakuum getrocknet werden. Anschließend wird die Lösung von dem unlöslichen Anteil, beispielsweise durch Filtration getrennt. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wird das Gewicht des Rückstands bestimmt. Beispielsweise kann eine 0,5 g Probe eines unter Vakuum getrockneten Emulsionspolymeren in 150 ml THF 4 Stunden gelagert werden.The hydroxyl number of the polymer to be used according to the invention may preferably be in the range from 0 to 200 mg KOH / g, more preferably 1 to 100 mg KOH / g and most preferably in the range from 3 to 50 mg KOH / g. The hydroxyl number can also be determined by dispersion according to DIN EN ISO 4629. The polymer to be used according to the invention may preferably contain from 2 to 60% by weight, more preferably from 10 to 50% by weight and most preferably from 20 to 40% by weight, based on the weight of the emulsion polymer dissolved in tetrahydrofuran ( THF) at 20 0 C is soluble. To determine the soluble content, a sample of the polymer dried under exclusion of oxygen is stored in a 200-fold amount of solvent, based on the weight of the sample, at 20 ° C. for 4 hours. To exclude the oxygen, the sample may be dried, for example, under nitrogen or under vacuum. Subsequently, the solution is separated from the insoluble fraction, for example by filtration. After evaporation of the solvent, the weight of the residue is determined. For example, a 0.5 g sample of a vacuum-dried emulsion polymer can be stored in 150 ml of THF for 4 hours.
Gemäß einer bevorzugten Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann ein einzusetzendes Polymer eine Quellung von mindestens 1000%, besonders bevorzugt mindestens 1400% und ganz besonders bevorzugt mindestens 1600% in Tetrahydrofuran (THF) bei 20°C aufweisen. Der obere Grenzwert der Quellung ist an sich nicht kritisch, wobei die Quellung bevorzugt höchstens 5000%, besonders bevorzugt höchstens 3000% und ganz besonders bevorzugt höchstens 2500% beträgt. Zur Bestimmung der Quellung wird eine unter Sauerstoffausschluss getrocknete Probe des Emulsionspolymeren bei 200C für 4 Stunden in einer 200fachen Menge an THF gelagert. Hierdurch quillt die Probe auf. Die so gequollene Probe wird von dem überstehenden Lösungsmittel getrennt. An- schließend wird das Lösungsmittel aus der Probe entfernt. Beispielsweise kann ein Großteil des Lösungsmittels bei Raumtemperatur (20°C) verdampft werden. Lösungsmittelreste können im Trockenschrank (140°C) entfernt werden, wobei dies im Allgemeinen innerhalb von 1 Stunde gelingt. Aus dem Gewicht des durch die Probe aufgenommenen Lösungsmittels und dem Gewicht der trocknen Probe ergibt sich die Quellung. Darüber hinaus ergibt sich durch die Differenz des Gewichts der Probe vor dem Quellungsexperiment und dem Gewicht der getrockneten Probe nach dem Quellungsexperiment der lösliche Anteil des Emulsionspolymeren.According to a preferred modification of the present invention, a polymer to be employed may have a swelling of at least 1000%, more preferably at least 1400% and most preferably at least 1600% in tetrahydrofuran (THF) at 20 ° C. The upper limit of the swelling is not critical per se, the swelling preferably being at most 5000%, more preferably at most 3000% and most preferably at most 2500%. To determine the swelling, a dried under exclusion of oxygen sample of the emulsion polymer is stored at 20 0 C for 4 hours in a 200-fold amount of THF. As a result, the sample swells up. The swollen sample is separated from the supernatant solvent. Subsequently, the solvent is removed from the sample. For example, much of the solvent can be evaporated at room temperature (20 ° C). Residual solvents can be removed in a drying oven (140 ° C), generally within 1 hour. From the weight of The solvent absorbed by the sample and the weight of the dry sample gives rise to swelling. In addition, the difference between the weight of the sample before the swelling experiment and the weight of the dried sample after the swelling experiment gives the soluble portion of the emulsion polymer.
Der Teilchenradius der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere kann in einem weiten Bereich liegen. So können insbesondere Emulsionspolymere mit einem Teilcheradius im Bereich von 1 bis 500 nm, vorzugsweise 1 bis 100 nm, bevorzugt 5 bis 59 nm eingesetzt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt der Radius der Teilchen vorzugsweise im Bereich von 60 nm bis 500 nm, besonders bevorzugt 70 bis 150 nm und ganz besonders bevorzugt 75 bis 100 nm. Der Radius der Teilchen kann durch PCS (Photon Correlation Spektroscopy) bestimmt werden, wobei sich die angegebenen Daten auf den d50-Wert beziehen (50% der Teilchen sind kleiner, 50% sind größer). Hierzu kann beispielsweise ein Beckman Coulter N5 Submicron Par- ticle Size Analyzer eingesetzt werden.The particle radius of the polymers to be used according to the invention can be within a wide range. Thus, in particular emulsion polymers having a particle radius in the range of 1 to 500 nm, preferably 1 to 100 nm, preferably 5 to 59 nm can be used. According to a further aspect of the present invention, the radius of the particles is preferably in the range of 60 nm to 500 nm, particularly preferably 70 to 150 nm and most preferably 75 to 100 nm. The radius of the particles can be determined by PCS (Photon Correlation Spectroscopy) with the data given refer to the d50 value (50% of the particles are smaller, 50% are larger). For example, a Beckman Coulter N5 Submicron Particle Size Analyzer can be used for this purpose.
Die Glasübergangstemperatur des Polymeren liegt vorzugsweise im Bereich von -30 0C bis 700C besonders bevorzugt im Bereich von -20 bis 400C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 25 °C. Die Glasübergangstemperatur kann über die Art und den Anteil der zur Herstellung des Polymeren verwendeten Monomere beeinflusst werden. Dabei kann die Glasübergangstemperatur Tg des Polymerisates in bekannter Weise mittels Differential Scan- ning Calorimetry (DSC) ermittelt werden. Weiterhin kann die Glasübergangstemperatur Tg auch mittels der Fox-Gleichung näherungsweise voraus berechnet werden. Nach Fox T. G., Bull. Am. Physics Soc. 1 , 3, Seite 123 (1956) gilt: X1 The glass transition temperature of the polymer is preferably in the range of -30 0 C to 70 0 C, more preferably in the range of -20 to 40 0 C and most preferably in the range of 0 to 25 ° C. The glass transition temperature can be influenced by the type and proportion of monomers used to make the polymer. In this case, the glass transition temperature Tg of the polymer can be determined in a known manner by means of differential scanning calorimetry (DSC). Furthermore, the glass transition temperature Tg can also be calculated approximately in advance by means of the Fox equation. After Fox TG, Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956) applies: X 1
+ + ... + + + ... +
Tg Tg1 Tg2 Tgn wobei Xn für den Massebruch (Gew.-%/100) des Monomeren n steht und Tgn die Glasübergangstemperatur in Kelvin des Homopolymeren des Monomeren n bezeichnet. Weitere hilfreiche Hinweise kann der Fachmann dem Polymer Handbook 2nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975) entnehmen, welche Tg-Werte für die geläufigsten Homopolymerisate angibt. Hierbei kann das Polymere ein oder mehrere unterschiedliche Glasübergangstemperaturen aufweisen. Diese Angaben gelten daher für ein Segment, das durch Polymerisation einer erfindungsgemäßen Monomermischung erhältlich ist.Tg Tg 1 Tg Tg n 2 wherein X n is the mass fraction designated n (wt .-% / 100) of monomer n and Tg n is the glass transition temperature in Kelvin of the homopolymer of the monomer. Further helpful information can be found in the Polymer Handbook 2 nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975), which gives Tg values for the most common homopolymers. In this case, the polymer may have one or more different glass transition temperatures. These data therefore apply to a segment which is obtainable by polymerization of a monomer mixture according to the invention.
Die Architektur des Polymeren ist für viele Anwendungen und Eigenschaften nicht kritisch. Dementsprechend können die Polymere, insbesondere die Emulsionspolymere statistische Copolymere, Gradienten-Copolymere, Blockcopo- lymere und/oder Pfropfcopolymere darstellen. Blockcopolymere bzw. Gradien- ten-Copolymere kann man beispielsweise dadurch erhalten, dass man die Mo- nomerenzusammensetzung während des Kettenwachstums diskontinuierlich verändert. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Emulsionspolymer ein statistisches Copolymer, bei welchem die Monomer- zusammensetzung über die Polymerisation im Wesentlichen konstant ist. Da die Monomere jedoch unterschiedliche Copolymehsationsparameter aufweisen können, kann die genaue Zusammensetzung über die Polymerkette des Polymers schwanken.The architecture of the polymer is not critical to many applications and properties. Accordingly, the polymers, in particular the emulsion polymers, can represent random copolymers, gradient copolymers, block copolymers and / or graft copolymers. Block copolymers or gradient copolymers can be obtained, for example, by discontinuously changing the monomer composition during chain growth. According to a preferred aspect of the present invention, the emulsion polymer is a random copolymer in which the monomer composition is substantially constant throughout the polymerization. However, since the monomers may have different copolymerization parameters, the exact composition may vary across the polymer chain of the polymer.
Das Polymer, vorzugsweise das Emulsionspolymer, kann ein homogenes Po- lymer darstellen, welches beispielsweise in einer wässrigen Dispersion Teilchen mit einer gleich bleibenden Zusammensetzung bildet. In diesem Fall kann zum Beispiel das Emulsionspolymer aus einem oder mehrere Segmenten be- stehen, die durch Polymerisation der zuvor dargelegten Monomere bzw. Mo- nomermischungen erhältlich sind.The polymer, preferably the emulsion polymer, may be a homogeneous polymer which, for example, forms particles with a constant composition in an aqueous dispersion. In this case, for example, the emulsion polymer may consist of one or more segments. which are obtainable by polymerization of the monomers or monomer mixtures set out above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Polymer mehrere Segmente umfassen. Beispielsweise kann ein Emulsionspolymer mit einer Kern-Schale- Struktur eingesetzt werden, welches eine, zwei, drei oder mehr Schalen aufweisen kann. Hierbei bildet das Segment, welches durch Polymerisation der zuvor dargestellten Monomermischung erhältlich ist, vorzugsweise die äußerste Schale des Kern-Schale-Polymers. Die Schale kann über kovalente Bindun- gen mit dem Kern oder den inneren Schalen verbunden sein. Weiterhin kann die Schale auch auf den Kern oder eine innere Schale polymerisiert werden. In dieser Ausführungsform kann das Segment, welches durch Polymerisation der zuvor dargelegten Monomere bzw. Monomermischungen erhältlich ist, vielfach durch geeignete Lösungsmittel vom Kern getrennt und isoliert werden.In another embodiment, the polymer may comprise multiple segments. For example, an emulsion polymer having a core-shell structure which may have one, two, three or more shells may be employed. Here, the segment which is obtainable by polymerization of the monomer mixture shown above, preferably forms the outermost shell of the core-shell polymer. The shell may be connected to the core or inner shells via covalent bonds. Furthermore, the shell can also be polymerized on the core or an inner shell. In this embodiment, the segment obtainable by polymerization of the monomers or monomer mixtures set forth above can be often separated and isolated from the core by suitable solvents.
Vorzugsweise kann das Gewichtsverhältnis von Segment, welches durch Polymerisation der zuvor dargestellten Monomermischung erhältlich ist, zu Kern im Bereich von 2:1 bis 1 :6, besonders bevorzugt 1 :1 bis 1 :3 liegen.Preferably, the weight ratio of segment obtainable by polymerization of the monomer mixture shown above to core may range from 2: 1 to 1: 6, more preferably 1: 1 to 1: 3.
Der Kern kann vorzugsweise aus Polymeren gebildet werden, die 50 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 90 Gew.-% Einheiten umfasst, die von (Meth)acrylaten abgeleitet sind. Bevorzugt sind hierbei Ester der (Meth)acrylsäure, deren Alkoholrest vorzugsweise 1 bis 30 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome umfasst. Hierzu gehören insbesondere (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat und Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat.The core may preferably be formed from polymers comprising from 50 to 100% by weight, preferably from 60 to 90% by weight, of units derived from (meth) acrylates. Preference is given to esters of (meth) acrylic acid whose alcohol radical preferably comprises 1 to 30 carbon atoms, particularly preferably 1 to 20 carbon atoms and very particularly preferably 1 to 10 carbon atoms. These include in particular (meth) acrylates which are derived from saturated alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung des Kerns eine Mischung eingesetzt werden, die Methacrylate und Acrylate umfasst. So können insbesondere Mischungen von Methylmethacrylat und Acrylaten mit 2 bis 6 Kohlenstoffen, wie Ethylacrylat, Butylacrylat und He- xylacrylat verwendet werden.According to a particular embodiment of the present invention, a mixture comprising methacrylates and acrylates can be used to produce the core. Thus, in particular mixtures of methyl methacrylate and acrylates having 2 to 6 carbons, such as ethyl acrylate, butyl acrylate and xylacrylat be used.
Darüber hinaus können die Polymere des Kerns die zuvor dargelegten Como- nomere umfassen. Gemäß einer bevorzugten Abwandlung kann der Kern vernetzt sein. Diese Vernetzung kann durch die Verwendung von Monomeren mit zwei, drei oder mehr radikalisch polymerisierbaren Doppelbindungen erzielt werden.In addition, the polymers of the core may comprise the previously described comonomers. According to a preferred modification, the core may be crosslinked. This crosslinking can be achieved by the use of monomers having two, three or more free-radically polymerizable double bonds.
Die Schale bevorzugt einzusetzender Emulsionspolymere kann bevorzugt 15 bis 50 Gew.-% Einheiten umfasst, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, die im Rest R1 mindestens eine Doppelbindung aufweisen.The shell of emulsion polymers to be used preferably comprises 15 to 50% by weight of units derived from monomers A of formula (I) which have at least one double bond in the radical R 1 .
Gemäß einem besonderen Aspekt kann der Kern vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur im Bereich von -30 bis 200 0C, besonders bevorzugt im Bereich von -20 bis 1500C aufweisen. Die Schale kann vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur im Bereich von -30 0C bis 700C besonders bevorzugt im Bereich von -20 bis 40°C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 25 0C aufweisen. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Glasübergangstemperatur des Kerns größer sein als die Glasübergangstemperatur der Schale. Zweckmäßig kann die Glasübergangstempe- ratur des Kerns mindestens 100C, bevorzugt mindestens 200C oberhalb der Glasübergangstemperatur der Schale liegen.According to a particular aspect, the core may preferably have a glass transition temperature in the range from -30 to 200 ° C., more preferably in the range from -20 to 150 ° C. The shell may preferably have a glass transition temperature in the range of -30 0 C to 70 0 C, more preferably in the range of -20 to 40 ° C and most preferably in the range of 0 to 25 0 C. According to a particular aspect of the present invention, the glass transition temperature of the core may be greater than the glass transition temperature of the shell. The glass transition temperature may suitably rature of the core at least 10 0 C, preferably at least 20 0 C above the glass transition temperature of the shell.
Die zuvor dargelegten Polymere umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, können auf bekannte Weise, beispielsweise durch Lösungs-, Substanz- oder Emulsionspolymerisation hergestellt werden, wobei auch Varianten dieser Polymerisationsverfahren, wie beispielsweise ATRP (=Atom Transfer Radical Polymerisation), NMP-Verfahren (Nitroxide Mediated Polymerization) oder RAFT (=Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) eingesetzt werden können. Vorzugsweise wird die Polymerisation als Emulsionspolymerisation durchgeführt.The above-described polymers comprising repeating units which are derived from monomers A of the formula (I) can be prepared in a known manner, for example by solution, bulk or emulsion polymerization, although variants of these polymerization processes, for example ATRP (= Atom Transfer Radical Polymerization), NMP (Nitroxide Mediated Polymerization) or RAFT (= Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) can be used. Preferably, the polymerization is carried out as emulsion polymerization.
Verfahren der Emulsionspolymerisation sind unter anderem in Ullmann's En- cyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition dargelegt. Im Allgemeinen wird hierfür eine wässrige Phase hergestellt, die neben Wasser übliche Additive, insbesondere Emulgatoren und Schutzkolloide zur Stabilisierung der Emulsion umfassen kann.Methods of emulsion polymerization are set forth, inter alia, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition. In general, an aqueous phase is prepared for this purpose, which may comprise, in addition to water, customary additives, in particular emulsifiers and protective colloids for stabilizing the emulsion.
Zu dieser wässrigen Phase werden anschließend Monomere hinzugegeben und in der wässrigen Phase polymerisiert. Bei Herstellung homogener Polymerteilchen kann hierbei eine Monomermischung über ein Zeitintervall kontinuierlich oder chargenweise zugegeben werden.Monomers are then added to this aqueous phase and polymerized in the aqueous phase. In the preparation of homogeneous polymer particles in this case a monomer mixture over a period of time can be added continuously or batchwise.
Die Emulsionspolymerisation kann beispielsweise als Mini- oder als Mikro- emulsion ausgeführt werden. Die näher in Chemistry and Technology of Emulsion Polymerisation, A. M. van Herk (editor), Blackwell Publishing, Oxford 2005 und J. O'Donnell, E.W. Kaier, Macromolecular Rapid Communications 2007, 28(14), 1445-1454 dargestellt werden. Eine Miniemulsion ist üblich durch die Verwendung von Costabilisatoren oder Quellmitteln gekennzeichnet, wobei vielfach langkettige Alkane oder Alkanole eingesetzt werden. Die Tröpfchengröße bei Miniemulsionen liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 20 μm. Die Tröpfchengröße bei Mikroemulsionen liegt bevorzugt im Bereich unterhalb von 1 μm, wobei hierdurch Partikel unterhalb einer Größe von 50 nm erhalten werden können. Bei Mikroemulsionen werden vielfach zusätzliche Tenside, beispielsweise Hexanol oder ähnliche Verbindungen verwendet.The emulsion polymerization can be carried out, for example, as a mini or as a microemulsion. Described in more detail in Chemistry and Technology of Emulsion Polymerization, AM van Herk (editor), Blackwell Publishing, Oxford 2005 and J. O'Donnell, EW Kaier, Macromolecular Rapid Communications 2007, 28 (14), 1445-1454. A miniemulsion is common by the Use of costabilizers or swelling agents characterized in that often long-chain alkanes or alkanols are used. The droplet size in miniemulsions is preferably in the range of 0.05 to 20 microns. The droplet size in the case of microemulsions is preferably in the range below 1 μm, whereby particles below a size of 50 nm can be obtained in this way. Microemulsions often use additional surfactants, for example hexanol or similar compounds.
Das Dispergieren der Monomer-haltigen Phase in der wässrigen Phase kann mit bekannten Mitteln erfolgen. Hierzu gehören insbesondere mechanische Verfahren sowie die Anwendung von Ultraschall.The dispersing of the monomer-containing phase in the aqueous phase can be carried out by known means. These include, in particular, mechanical methods and the use of ultrasound.
Bei der Herstellung von homogenen Emulsionspolymerisaten kann vorzugsweise eine Monomermischung eingesetzt werden, die 10 bis 40 Gew.-% Mo- nomere A gemäß Formel (I) umfasst.In the preparation of homogeneous emulsion polymers, preference may be given to using a monomer mixture which comprises 10 to 40% by weight of monomers A according to formula (I).
Bei Herstellung von Kern-Schale-Polymeren kann die Zusammensetzung der Monomermischung schrittweise geändert werden, wobei vor Änderung der Zusammensetzung die Polymerisation vorzugsweise bis zu einem Umsatz von mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Monomermischung, polymerisiert wird. Die Verfolgung des Reaktionsfortschrittes der Polymerisation in jeden Schritt kann auf bekannte Weise, beispielsweise gravimetrisch oder mittels Gaschromatographie erfolgen.In the preparation of core-shell polymers, the composition of the monomer mixture can be changed stepwise, wherein before changing the composition, the polymerization is preferably up to a conversion of at least 80 wt .-%, particularly preferably at least 95 wt .-%, each based on the Total weight of the monomer mixture used is polymerized. The tracking of the progress of the polymerization in each step may be carried out in a known manner, for example gravimetrically or by gas chromatography.
Die Monomermischung zur Herstellung des Kerns umfasst vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-% (Meth)acrylate, wobei besonders bevorzugt eine Mischung von Acrylaten und Methacrylaten eingesetzt wird. Nach der Herstellung des Kerns kann auf diesen vorzugsweise eine Monomermischung aufgepfropft oder auf den Kern polymerisiert werden, die 15 bis 40 Gew.-% Monomere A gemäß Formel (I) umfasst.The monomer mixture for producing the core preferably comprises from 50 to 100% by weight of (meth) acrylates, with a mixture of acrylates and methacrylates being particularly preferably used. After the production of the core may be grafted onto this preferably a monomer mixture or polymerized onto the core, which comprises 15 to 40 wt .-% of monomers A according to formula (I).
Die Emulsionspolymerisation wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 120 0C, besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 100 0C durchgeführt. Dabei haben sich Polymersiationstemperaturen im Bereich von größer 60 bis kleiner 90 0C, zweckmäßigerweise im Bereich von größer 70 bis kleiner 85 0C, vorzugsweise im Bereich von größer 75 bis kleiner 85 0C, als ganz besonders günstig erwiesen.The emulsion polymerization is preferably carried out at a temperature in the range from 0 to 120 ° C., more preferably in the range from 30 to 100 ° C. Here, polymerization temperatures in the range from greater than 60 to less than 90 ° C., expediently in the range from greater than 70 to less than 85 ° C., preferably in the range from greater than 75 to less than 85 ° C., have proven to be particularly favorable.
Die Initiierung der Polymerisation erfolgt mit den für die Emulsionspolymerisation gebräuchlichen Initiatoren. Geeignete organische Initiatoren sind beispielsweise Hydroperoxide, wie tert.-Butyl-Hydroperoxid oder Cumolhydroperoxid. Geeignete anorganische Initiatoren sind Wasserstoffperoxid sowie die Alkalimetall- und die Ammoniumsalze der Peroxodischwefelsäure, insbesondere Ammonium, Natrium- und Kaliumperoxodisulfat. Geeignete Redox- Initiatorsysteme sind beispielsweise Kombinationen von tertiären Aminen mit Peroxiden oder Natriumdisulfit und Alkalimetall- und die Ammoniumsalze der Peroxodischwefelsäure, insbesondere Natrium-und Kaliumperoxodisulfat. Weitere Details können der Fachliteratur, insbesondere H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, "Acryl- und Methacrylverbindungen", Springer, Heidelberg, 1967 oder Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1 , Seiten 386ff, J. Wi- ley, New York, 1978 entnommen werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfin- düng ist der Einsatz von organischen und/oder anorganischen Initiatoren besonders bevorzugt. Die genannten Initiatoren können sowohl einzeln als auch in Mischung verwendet werden. Sie werden vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere der jeweiligen Stufe, eingesetzt. Man kann auch bevorzugt die Polymerisation mit einem Gemisch verschiedener Polymerisationsinitiatoren unterschiedlicher Halbwertzeit durchführen, um den Radikalstrom im Verlauf der Polymerisation sowie bei verschiedenen Polymerisationstemperaturen konstant zu halten.The initiation of the polymerization takes place with the customary for the emulsion polymerization initiators. Suitable organic initiators are, for example, hydroperoxides, such as tert-butyl hydroperoxide or cumene hydroperoxide. Suitable inorganic initiators are hydrogen peroxide and the alkali metal and the ammonium salts of peroxydisulfuric, in particular ammonium, sodium and potassium peroxodisulfate. Suitable redox initiator systems are, for example, combinations of tertiary amines with peroxides or sodium disulfite and alkali metal and the ammonium salts of peroxodisulfuric acid, in particular sodium and potassium peroxodisulfate. Further details can be found in the specialist literature, in particular H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, "Acrylic and Methacrylic Compounds", Springer, Heidelberg, 1967 or Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, p. 386ff, J.Wi. ley, New York, 1978. In the context of the present invention, the use of organic and / or inorganic initiators is particularly preferred. The initiators mentioned can be used both individually and in mixtures. They are preferably used in an amount of 0.05 to 3.0 wt .-%, based on the total weight of the monomers of each stage. It is also preferable to carry out the polymerization with a mixture of different polymerization initiators having a different half-life, in order to keep the radical stream constant during the polymerization and at different polymerization temperatures.
Die Stabilisierung des Ansatzes erfolgt vorzugsweise mittels Emulgatoren und/oder Schutzkolloiden. Bevorzugt wird die Emulsion durch Emulgatoren stabilisiert, um eine niedrige Dispersionsviskosität zu erhalten. Die Gesamtmenge an Emulgator beträgt vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Monomere. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Teil der Emulgatoren während der Polymerisation zugegeben werden.The stabilization of the approach is preferably carried out by means of emulsifiers and / or protective colloids. Preferably, the emulsion is stabilized by emulsifiers to obtain a low dispersion viscosity. The total amount of emulsifier is preferably 0.1 to 15 wt .-%, in particular 1 to 10 wt .-% and particularly preferably 2 to 5 wt .-%, based on the total weight of the monomers used. According to a particular aspect of the present invention, a part of the emulsifiers may be added during the polymerization.
Besonders geeignete Emulgatoren sind anionische oder nichtionische Emulgatoren oder deren Mischungen, insbesondere - Alkylsulfate, vorzugsweise solche mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkyl- rest, Alkyl- und Alkylarylethersulfate mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen im Al- kylrest und 1 bis 50 Ethylenoxideinheiten;Particularly suitable emulsifiers are anionic or nonionic emulsifiers or mixtures thereof, in particular alkyl sulfates, preferably those having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, alkyl and alkylaryl ether sulfates having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical and 1 to 50 ethylene oxide units;
Sulfonate, vorzugsweise Alkylsulfonate mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, Alkylarylsulfonate mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, Ester und Halbester der Sulfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen oder Alkylphenolen mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen im Alkylrest; gegebenenfalls können diese Alkohole oder Alkylphenole auch mit 1 bis 40 Ethylenoxideinheiten ethoxyliert sein; Phosphorsäureteilester und deren Alkali- und Ammoniumsalze, vorzugsweise Alkyl- und Alkylarylphosphate mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Al- kyl- bzw. Alkylarylrest und 1 bis 5 Ethylenoxideinheiten; Alkylpolyglykolether, vorzugsweise mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Al- kylrest und 8 bis 40 Ethylenoxideinheiten;Sulfonates, preferably alkyl sulfonates having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, alkylaryl sulfonates having 8 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, esters and half-esters of sulfosuccinic acid with monohydric alcohols or alkylphenols having 4 to 15 carbon atoms in the alkyl radical; optionally, these alcohols or alkylphenols may also be ethoxylated with 1 to 40 ethylene oxide units; Partial phosphoric acid esters and their alkali metal and ammonium salts, preferably alkyl and alkylaryl phosphates having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl or alkylaryl radical and 1 to 5 ethylene oxide units; Alkylpolyglykolether, preferably having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl and 8 to 40 ethylene oxide units;
Alkylarylpolyglykolether, vorzugsweise mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkyl- bzw. Alkylarylrest und 8 bis 40 Ethylenoxideinheiten; Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymere, vorzugsweise Blockcopolymere, günstigerweise mit 8 bis 40 Ethylenoxid- bzw. Propylenoxideinheiten.Alkylarylpolyglykolether, preferably having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl or alkylaryl radical and 8 to 40 ethylene oxide units; Ethylene oxide / propylene oxide copolymers, preferably block copolymers, desirably with 8 to 40 ethylene oxide or propylene oxide units, respectively.
Zu den besonders bevorzugten anionische Emulgatoren zählen insbesondere Fettalkoholethersulfate, Diisooctylsulfosuccinat, Laurylsulfat, C15- Paraffinsulfonat, wobei diese Verbindungen im Allgemeinen als Alkalimetallsalz, insbesondere als Natriumsalz eingesetzt werden können. Diese Verbin- düngen können insbesondere unter den Handelsbezeichnungen Disponil® FES 32, Aerosol® OT 75, Texapon® K1296 und Statexan® K1 von den Firmen Cognis GmbH, Cytec Industries, Inc. und Bayer AG kommerziell erhalten werden.The particularly preferred anionic emulsifiers include, in particular, fatty alcohol ether sulfates, diisooctyl sulfosuccinate, lauryl sulfate, C15 paraffin sulfonate, these compounds generally being usable as the alkali metal salt, in particular as the sodium salt. These compounds can be obtained commercially in particular under the trade names Disponil® FES 32, Aerosol® OT 75, Texapon® K1296 and Statexan® K1 from the companies Cognis GmbH, Cytec Industries, Inc. and Bayer AG.
Zweckmäßige nichtionische Emulgatoren sind unter anderem tert-Suitable nonionic emulsifiers include tertiary
Octylphenolethoxylat mit 30 Ethylenoxideinheiten und Fettal koholpolyethylen- glykolether, die bevorzugt 8 bis 20 Kohlenstoffatome im Alkylrest und 8 bis 40 Ethylenoxideinheiten aufweisen. Diese Emulgatoren sind unter den Handelsbezeichnungen Triton® X 305 (Fluka), Tergitol® 15-S-7 (Sigma-Aldrich Co.), Marlipal® 1618/25 (Sasol Germany) und Marlipal® O 13/400 (Sasol Germany) kommerziell erhältlich. Bevorzugt können Gemische aus anionischem Emulgator und nichtionischen Emulgator eingesetzt werden. Zweckmäßig kann das Gewichtsverhältnis von anionischem Emulgator zu nichtionischem Emulgator im Bereich von 20:1 bis 1 :20, bevorzugt 2:1 bis 1 :10 und besonders bevorzugt 1 :1 bis 1 :5 liegen. Dabei haben sich Gemische, die ein Sulfat, insbesondere ein Fettal koholethersulfat, ein Laurylsulfat, oder ein Sulfonat, insbesondere ein Diisooctylsulfosuccinat oder ein Paraffinsulfonat als anionischen Emulgator und ein Alkylphenolethoxylat oder ein Fettalkoholpolyethylenglykolether, die jeweils bevorzugt 8 bis 20 Kohlenstoffatome im Alkylrest und 8 bis 40 Ethyleno- xideinheiten aufweisen, als nichtionischem Emulgator ganz besonders bewährt.Octylphenolethoxylat with 30 ethylene oxide units and Fettal kholpolyethylen- glycol ether, which preferably have 8 to 20 carbon atoms in the alkyl radical and 8 to 40 ethylene oxide units. These emulsifiers are commercially available under the trade names Triton® X 305 (Fluka), Tergitol® 15-S-7 (Sigma-Aldrich Co.), Marlipal® 1618/25 (Sasol Germany) and Marlipal® O 13/400 (Sasol Germany) available. Preference is given to using mixtures of anionic emulsifier and nonionic emulsifier. Suitably, the weight ratio of anionic emulsifier to nonionic emulsifier in the range of 20: 1 to 1: 20, preferably 2: 1 to 1: 10 and more preferably 1: 1 to 1: 5 are. In this case, mixtures containing a sulfate, in particular a Fettal koholethersulfat, a lauryl sulfate, or a sulfonate, especially a Diisooctylsulfosuccinat or a Paraffinsulfonat as anionic emulsifier and an alkylphenol ethoxylate or a Fettalkoholpolyethylenglykolether, each preferably 8 to 20 carbon atoms in the alkyl radical and 8 to 40 Ethylenoxideinheiten exhibit, as a nonionic emulsifier particularly well proven.
Gegebenenfalls können die Emulgatoren auch in Mischung mit Schutzkolloiden eingesetzt werden. Geeignete Schutzkolloide umfassen u. a. teilverseifte PoIy- vinylacetate, Polyvinylpyrrolidone, Carboxymethyl-, Methyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-Cellulose, Stärken, Proteine, Poly(meth)acrylsäure, Po- ly(meth)acrylamid, Polyvinylsulfonsäuren, Melaminformaldehydsulfonate, Naphthalinformaldehydsulfonate, Styrol-Maleinsäure- und Vinylethermaleinsäu- re-Copolymere. Falls Schutzkolloide eingesetzt werden, erfolgt dies vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 1 ,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere. Die Schutzkolloide können vor dem Start der Polymerisation vorgelegt oder zudosiert werden. Der Initiator kann vorgelegt oder zudosiert werden. Weiterhin ist es auch möglich, einen Teil des Initiators vorzulegen und den Rest zuzudosieren.Optionally, the emulsifiers can also be used in admixture with protective colloids. Suitable protective colloids include u. a. partially hydrolyzed polyvinyl acetates, polyvinylpyrrolidones, carboxymethyl, methyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl cellulose, starches, proteins, poly (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylamide, polyvinylsulfonic acids, melamine-formaldehyde sulfonates, naphthalene-formaldehyde sulfonates, styrene-maleic acid and vinyl ether-maleic acid - Re-copolymers. If protective colloids are used, this is preferably carried out in an amount of 0.01 to 1, 0 wt .-%, based on the total amount of the monomers. The protective colloids can be initially charged or added before the start of the polymerization. The initiator can be initially charged or added. Furthermore, it is also possible to submit a portion of the initiator and to meter in the remainder.
Bevorzugt wird die Polymerisation durch Erhitzen des Ansatzes auf die Polymerisationstemperatur und Zudosierung des Initiators, vorzugsweise in wässri- ger Lösung, gestartet. Die Dosierungen von Emulgator und Monomeren können separat durchgeführt werden oder als Gemisch. Bei der Zudosierung von Gemischen aus Emulgator und Monomer wird so vorgegangen, dass Emulgator und Monomer in einem dem Polymerisationsreaktor vorgeschalteten Mischer vorgemischt werden. Bevorzugt werden die Reste an Emulgator und an Monomer, welche nicht vorgelegt wurden, nach dem Start der Polymerisation ge- trennt voneinander zudosiert. Vorzugsweise kann mit der Dosierung 15 bis 35 Minuten nach dem Start der Polymerisation begonnen werden.The polymerization is preferably started by heating the batch to the polymerization temperature and metering in the initiator, preferably in aqueous solution. The dosages of emulsifier and monomers can be carried out separately or as a mixture. When dosing Mixtures of emulsifier and monomer are used in such a way that emulsifier and monomer are premixed in a mixer upstream of the polymerization reactor. Preferably, the residues of emulsifier and of monomer, which were not initially charged, are metered in separately from one another after the start of the polymerization. Preferably, the dosage can be started 15 to 35 minutes after the start of the polymerization.
Bevorzugt einzusetzende Emulsionspolymere mit einem hohen Anteil an unlöslichen Polymeren können auf die zuvor dargelegte Weise erhalten werden, wo- bei die Reaktionsparameter, um ein hohes Molekulargewicht zu erhalten, bekannt sind. So kann hierbei insbesondere auf die Verwendung von Molekulargewichtsreglern verzichtet werden.Preferred emulsion polymers having a high content of insoluble polymers can be obtained in the manner set forth above, wherein the reaction parameters to obtain a high molecular weight are known. Thus, in particular, the use of molecular weight regulators can be dispensed with.
Die Einstellung der Teilchenradien kann unter anderem über den Anteil an Emulgatoren beeinflusst werden. Je höher dieser Anteil, insbesondere zu Beginn der Polymerisation, desto kleinere Partikel werden erhalten.The adjustment of the particle radii can be influenced inter alia by the proportion of emulsifiers. The higher this proportion, especially at the beginning of the polymerization, the smaller the particles are obtained.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen wässrigen Dispersionen kann ein wässriges Alkyd-Harz mit dem zuvor dargelegten Polymerisat gemischt wer- den. Darüber hinaus kann auch eine Alkyd-Harz-Dispersion vorgelegt werden, in der anschließend ein Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, hergestellt wird.To prepare the aqueous dispersions according to the invention, an aqueous alkyd resin can be mixed with the polymer described above. In addition, an alkyd resin dispersion can also be initially charged, in which subsequently a polymer comprising repeating units derived from monomers A according to formula (I) is prepared.
Hierbei kann mindestens ein Teil der Polymere umfassend Wiederholungsein- heiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, kovalent mit dem Alkyd-Harz verbunden werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Teil der Polymere umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, nicht kovalent mit dem Alkyd-Harz verbunden sein. Eine kovalente Verbindung zwischen Polymer und Alkyd-Harz kann durch die Verwendung von Alkyd- Harzen erzielt werden, die radikalisch polymerisierbare Doppelbindungen aufweisen. Beispielsweise kann (Meth)acrylsäure oder die zuvor dargestellten Verbindungen zum Einführung von seitenständigen und/oder endständigen Al- lyloxygruppen bei der Herstellung des Alkyd-Harzes eingesetzt werden, um dies zu erreichen.Here, at least a portion of the polymers comprising recurring units derived from monomers A of formula (I) may be covalently bonded to the alkyd resin. According to a further aspect of the present invention, at least a portion of the polymers comprising repeating units derived from monomers A of formula (I) not covalently bonded to the alkyd resin. A covalent bond between polymer and alkyd resin can be achieved through the use of alkyd resins having radically polymerizable double bonds. For example, (meth) acrylic acid or the compounds described above for introducing lateral and / or terminal allyloxy groups can be used in the preparation of the alkyd resin in order to achieve this.
Beispielsweise kann nach Herstellung des Alkyd-Harzes eine Zusammenset- zung umgesetzt werden, die mindestens ein Monomer A gemäß Formel (I) um- fasst. Hierbei kann das Monomer A auf das Alkyd-Harz aufgepfropft werden oder in Form einer Schale auf ein Teil des Alkyd-Harzes polymerisiert werden. Weiterhin kann auch zunächst ein Polymer hergestellt werden, welches Monomere A gemäß Formel (I) umfasst. In einer Dispersion mit diesem Polymer kann anschließend ein Alkyd-Harz hergestellt werden. In einer wässrigen Dispersion kann eine Umsetzung der Monomere A insbesondere durch wasserlösliche Initiatoren bewirkt werden, die zuvor dargestellt wurden. Wertvolle Hinweise zur Umsetzung von Monomeren mit Alkyd-Harzen finden sich unter anderem in US 5,538,760, US 6,369,135 und DE-A-199 57 161.For example, after preparation of the alkyd resin, a composition comprising at least one monomer A of formula (I) can be reacted. Here, the monomer A can be grafted onto the alkyd resin or polymerized in the form of a shell on a part of the alkyd resin. Furthermore, it is also possible first to prepare a polymer which comprises monomers A of the formula (I). In a dispersion with this polymer can then be prepared an alkyd resin. In an aqueous dispersion, a reaction of the monomers A can be effected in particular by water-soluble initiators, which have been described above. Valuable information on the reaction of monomers with alkyd resins can be found inter alia in US Pat. No. 5,538,760, US Pat. No. 6,369,135 and DE-A-199 57 161.
Die Gewichtsanteile von Alkyd-Harz und Polymere umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, kann in einem weiten Bereich liegen, wobei dieses im Allgemeinen an das gewünschte Eigenschaftsprofil angepasst werden kann. Vorzugsweise liegt das Gewichts- Verhältnis von Alkyd-Harz zu Polymere umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, im Bereich von 20:1 bis 1 :20, besonders bevorzugt 5:1 bis 1 :5 und ganz besonders bevorzugt 3:1 bis 1 :3, bezogen auf das Trockengewicht der jeweiligen Komponenten. Bei Dispersionen mit einem Anteil an Polymer, der kovalent an das Alkyd-Harz gebunden ist, beziehen sich diese Angaben auf die zur Herstellung der Dispersion eingesetzten Anteile der jeweiligen Verbindungen.The proportions by weight of alkyd resin and polymers comprising repeating units derived from monomers A according to formula (I) can be in a wide range, which can generally be adapted to the desired property profile. Preferably, the weight ratio of alkyd resin to polymers comprising recurring units derived from monomers A of formula (I) is in the range of 20: 1 to 1:20, more preferably 5: 1 to 1: 5, and most particularly preferably 3: 1 to 1: 3, based on the dry weight of the respective components. at Dispersions containing a proportion of polymer which is covalently bound to the alkyd resin, these data refer to the proportions of the respective compounds used to prepare the dispersion.
Die wässrigen Dispersionen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten werden, können als Beschichtungsmittel eingesetzt werden. Bevorzugt weisen die wässrigen Dispersionen einen Feststoffgehalt im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 60 Gew.-% auf.The aqueous dispersions obtained by the process according to the invention can be used as coating agents. The aqueous dispersions preferably have a solids content in the range from 10 to 70% by weight, particularly preferably from 20 to 60% by weight.
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Dispersion kann vorzugsweise eine Polymerisat-Dispersion eingesetzt werden, die eine dynamische Viskosität im Bereich von 0,1 bis 180 mPas, bevorzugt 1 bis 80 mPas und ganz besonders bevorzugt 10 bis 50 mPas aufweist, gemessen gemäß DIN EN ISO 2555 bei 25°C (Brookfield).To prepare a dispersion according to the invention, it is possible with preference to use a polymer dispersion which has a dynamic viscosity in the range from 0.1 to 180 mPas, preferably from 1 to 80 mPas and very particularly preferably from 10 to 50 mPas, measured in accordance with DIN EN ISO 2555 25 ° C (Brookfield).
Neben Wasser und den zuvor dargelegten Alkyd-Harzen und Polymeren umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, können die erfindungsgemäßen Dispersionen Additive oder weitere Komponenten enthalten, um die Eigenschaften des Beschichtungsmittels an spezifische Anforderungen anzupassen. Zu diesen Zusatzstoffen gehören insbesondere Trocknungshilfsmittel, so genannte Sikkative, Fließverbesserer, Pigmente und Farbstoffe.In addition to water and the above-described alkyd resins and polymers comprising repeating units which are derived from monomers A according to formula (I), the dispersions of the invention may contain additives or further components in order to adapt the properties of the coating composition to specific requirements. These additives include in particular drying aids, so-called siccatives, flow improvers, pigments and dyes.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel benötigen keine Sikkative, wobei diese jedoch als optionaler Bestandteil in den Zusammensetzungen enthalten sein können. Besonders bevorzugt können Sikkative den wässrigen Dispersionen hinzugefügt werden. Hierzu gehören insbesondere organometallische Verbindungen, beispielsweise Metallseifen von Übergangsmetallen, wie beispiels- weise Cobalt, Mangan, Blei, Zirkonium; Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie beispielsweise Lithium, Kalium und Calcium. Exemplarisch sei beispielsweise Co- baltnaphthalat und Cobaltacetat erwähnt. Die Sikkative können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden, wobei insbesondere Mischungen, die Cobalt-, Zirkonium- und Lithiumsalze enthalten, besonders bevorzugt sind.The coating compositions of the invention do not require siccatives, but these may be included as an optional ingredient in the compositions. Particularly preferably, siccatives can be added to the aqueous dispersions. These include in particular organometallic compounds, for example metal soaps of transition metals, such as, for example, cobalt, manganese, lead, zirconium; Alkali or alkaline earth metals, such as lithium, potassium and calcium. By way of example, mention may be made of cobalt naphthalate and cobalt acetate. The siccatives can be used individually or as a mixture, with particular preference being given to mixtures containing cobalt, zirconium and lithium salts.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel eine Min- dest-Filmbildungs-Temperatur von höchstens 500C, besonders bevorzugt höchstens 35°C und ganz besonders bevorzugt höchstens 25°C auf, die ge- maß DIN ISO 2115 gemessen werden kann.Preferably, coating compositions of the present invention have a minimum film formation temperature of at most 50 0 C, particularly preferably at most 35 ° C and most preferably at most 25 ° C, the measured overall DIN ISO 2115 can be measured.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine erfindungsgemäße wässrige Dispersion eine lodzahl nach DIN 53241 von mindestens 1 g lod/100 g, vorzugsweise von mindestens 10 g lod/100 g, besonders bevorzugt von mindestens 15 g lod/100 g aufweisen. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die lodzahl der wässrigen Dispersion im Bereich von 2 bis 100 g lod pro 100 g wässriger Dispersion, besonders bevorzugt 15 bis 50 g lod pro 100 g wässriger Dispersion liegen. Die lodzahl kann anhand einer Dispersion bestimmt werden, wobei sich der Wert auf den Feststoffgehalt bezieht.According to a preferred aspect of the present invention, an aqueous dispersion of the invention may have an iodine number according to DIN 53241 of at least 1 g of iodine / 100 g, preferably of at least 10 g of iodine / 100 g, more preferably of at least 15 g of iodine / 100 g. According to a particular aspect of the present invention, the iodine number of the aqueous dispersion can be in the range from 2 to 100 g of iodine per 100 g of aqueous dispersion, particularly preferably 15 to 50 g of iodine per 100 g of aqueous dispersion. The iodine value can be determined by means of a dispersion, the value relating to the solids content.
Zweckmäßig kann die wässrige Dispersion eine Säurezahl im Bereich von 0,1 bis 100 mg KOH/g, bevorzugt 1 bis 40 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 10 mg KOH/g aufweisen. Die Säurezahl kann gemäß DIN EN ISO 2114 anhand einer Dispersion bestimmt werden, wobei sich der Wert auf den Feststoffgehalt bezieht. Die Hydroxyzahl einer erfindungsgemäßen wässrigen Dispersion kann vorzugsweise im Bereich von 0 bis 400 mg KOH/g, besonders bevorzugt 1 bis 200 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 150 mg KOH/g liegen. Die Hydroxyzahl kann gemäß DIN EN ISO 4629 anhand einer Dispersi- on bestimmt werden, wobei sich der Wert auf den Feststoffgehalt bezieht.Suitably, the aqueous dispersion may have an acid number in the range of 0.1 to 100 mg KOH / g, preferably 1 to 40 mg KOH / g and most preferably in the range of 2 to 10 mg KOH / g. The acid value can be determined in accordance with DIN EN ISO 2114 using a dispersion, the value relating to the solids content. The hydroxyl number of an aqueous dispersion according to the invention may preferably be in the range from 0 to 400 mg KOH / g, more preferably 1 to 200 mg KOH / g and most preferably in the range from 3 to 150 mg KOH / g. The hydroxyl value can be determined in accordance with DIN EN ISO 4629 using a dispersion, the value relating to the solids content.
Die wässrigen Dispersionen der vorliegenden Erfindung können insbesondere als Beschichtungsmittel oder als Zusatzstoff eingesetzt werden. Hierzu gehören insbesondere Lacke, Imprägniermittel, Klebstoffe und/oder Grundierungen. Besonders bevorzugt können die wässrigen Dispersionen zur Herstellung von Lacken oder Imprägniermitteln für Anwendungen auf Holz und/oder Metall dienen.The aqueous dispersions of the present invention can be used in particular as a coating agent or as an additive. These include in particular paints, impregnating agents, adhesives and / or primers. The aqueous dispersions can particularly preferably be used for the production of paints or impregnating agents for applications on wood and / or metal.
Die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschich- tungen zeigen eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit, wobei insbesondere nur geringe Anteile durch Lösungsmittel aus der Beschichtung gelöst werden. Bevorzugte Beschichtungen zeigen insbesondere gegenüber Methyl isobutylketon (MIBK) eine hohe Beständigkeit. So beträgt der Gewichtsverlust nach einer Behandlung mit MIBK vorzugsweise höchstens 50 Gew.-%, bevorzugt höchs- tens 35 Gew.-%. Die Aufnahme an MIBK beträgt vorzugsweise höchstens 300 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 250 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der eingesetzten Beschichtung. Diese Werte werden bei einer Temperatur von ca. 25°C und einer Einwirkzeit von mindestens 4 Stunden gemessen, wobei eine vollständig getrocknete Beschichtung vermessen wird. Hierbei fin- det die Trocknung in Gegenwart von Sauerstoff, beispielsweise Luft statt, um eine Vernetzung zu ermöglichen. Die Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel erhalten werden, zeigen eine hohe mechanische Beständigkeit. Bevorzugt beträgt die Pendelhärte mindestens 15 s, vorzugsweise mindestens 25 s, gemessen gemäß DIN ISO 1522.The coatings obtainable from the coating compositions according to the invention show a high resistance to solvents, with only small amounts in particular being dissolved out of the coating by solvents. Preferred coatings show a high resistance, in particular to methyl isobutyl ketone (MIBK). Thus, the weight loss after treatment with MIBK is preferably at most 50% by weight, preferably at most 35% by weight. The uptake of MIBK is preferably at most 300% by weight, particularly preferably at most 250% by weight, based on the weight of the coating used. These values are measured at a temperature of about 25 ° C and an exposure time of at least 4 hours, wherein a completely dried coating is measured. In this case, the drying takes place in the presence of oxygen, for example air, in order to allow crosslinking. The coatings obtained from the coating compositions of the invention show high mechanical resistance. The pendulum hardness is preferably at least 15 s, preferably at least 25 s, measured in accordance with DIN ISO 1522.
Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert werden, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.In the following, the present invention will be explained in more detail by means of examples and comparative examples, without this being intended to limit it.
Beispiel 1example 1
Herstellung der eingesetzten Methacryloyloxy-2-ethyl-fettsäureamid-MischungPreparation of the methacryloyloxy-2-ethyl-fatty acid amide mixture used
In einem Vierhalsrundkolben, der mit einem Säbelrührer mit Rührhülse und Rührmotor, Stickstoffeinleitung, Sumpfthermometer und einer Destillationsbrücke ausgestattet war, wurden 206,3 g (0,70 mol) Fettsäuremethylestermischung, 42,8 g (0,70 mol) Ethanolamin und 0,27 g (0,26 %) LiOH vorgelegt. Die Fettsäuremethylestermischung umfasste 6 Gew.-% gesättigte C12 bis C16 Fettsäuremethylester, 2,5 Gew.-% gesättigte C17 bis C20 Fettsäuremethyles- ter, 52 Gew.-% einfach ungesättigte C18 Fettsäuremethylester, 1 ,5 Gew.-% einfach ungesättigte C20 bis C24 Fettsäuremethylester, 36 Gew.-% mehrfach ungesättigte C18 Fettsäuremethylester, 2 Gew.-% mehrfach ungesättigte C20 bis C24 Fettsäuremethylester.In a four-necked round bottomed flask equipped with a saber stirrer with stirring sleeve and stirrer, nitrogen inlet, bottom thermometer and a distillation bridge were added 206.3 g (0.70 mol) fatty acid methyl ester mixture, 42.8 g (0.70 mol) ethanolamine and 0.27 g (0.26%) LiOH presented. The fatty acid methyl ester mixture comprised 6% by weight of saturated C12 to C16 fatty acid methyl esters, 2.5% by weight of saturated C17 to C20 fatty acid methyl esters, 52% by weight of monounsaturated C18 fatty acid methyl ester, 1.5% by weight of monounsaturated C20 to C24 fatty acid methyl ester, 36% by weight of polyunsaturated C18 fatty acid methyl ester, 2% by weight of polyunsaturated C20 to C24 fatty acid methyl esters.
Das Reaktionsgemisch wurde auf 1500C aufgeheizt. Innerhalb von 2h wurden 19,5 ml Methanol abdestilliert. Das erhaltene Reaktionsprodukt enthielt 86,5% Fettsäureethanolamide. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde ohne Aufreinigung weiterverarbeitet. Nach dem Abkühlen wurden 1919 g (19,2 mol) Methylmethacrylat, 3,1 g LiOH und ein Inhibitorgemisch bestehend aus 500 ppm Hydrochinonmonmethylether und 500 ppm Phenothiazin zugegeben.The reaction mixture was heated to 150 0 C. Within 2 h, 19.5 ml of methanol were distilled off. The resulting reaction product contained 86.5% fatty acid ethanolamides. The resulting reaction mixture was further processed without purification. After cooling, 1919 g (19.2 mol) of methyl methacrylate, 3.1 g of LiOH and an inhibitor mixture consisting of 500 ppm hydroquinone monomethyl ether and 500 ppm phenothiazine were added.
Unter Rühren wurde die Reaktionsapparatur 10 Minuten mit Stickstoff gespült. Danach wurde das Reaktionsgemisch zum Sieden erhitzt. Das Methylmethac- rylat/Methanol-Azeotrop wurde abgetrennt und anschließend die Kopftemperatur schrittweise auf 1000C angehoben. Nach Beendigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf ca. 700C abgekühlt und filtriert.While stirring, the reaction apparatus was purged with nitrogen for 10 minutes. Thereafter, the reaction mixture was heated to boiling. The methyl methacrylate / methanol azeotrope was separated and then the head temperature gradually increased to 100 0 C. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to about 70 0 C and filtered.
Am Rotationsverdampfer wurde überschüssiges Methylmethacrylat abgetrennt. Es konnten 370 g Produkt erhalten werden.Excess methyl methacrylate was separated on a rotary evaporator. It could be obtained 370 g of product.
Herstellung einer erfindungsgemäßen DispersionPreparation of a Dispersion According to the Invention
Anschließend wurden in einem 2 I PE-Becherglas 180 g Butylacrylat (BA), 156 g Methylmethacrylat (MMA), 60 g Methacryloyloxy-2-ethyl-fettsäureamid- Mischung, 4 g Methacrylsäure (MAS), 1 ,2 g Ammoniumperoxodisulfat (APS), 12,0 g Disponil FES 32 (30 %ig) und 359,18 g Wasser mittels Ultra-Turrax 3 Minuten bei 4000 UpM emulgiert.180 g of butyl acrylate (BA), 156 g of methyl methacrylate (MMA), 60 g of methacryloyloxy-2-ethyl-fatty acid amide mixture, 4 g of methacrylic acid (MAS), 1, 2 g of ammonium peroxodisulfate (APS) were then added to a 2 l PE beaker. , 12.0 g of Disponil FES 32 (30%) and 359.18 g of water are emulsified by Ultra-Turrax at 4000 rpm for 3 minutes.
In einem 2 I Glasreaktor, der mit einem Wasserbad temperiert werden konnte und mit einem Blattrührer ausgestattet war, wurden 230 g Wasser und 0,3 g Disponil FES 32 (30 %ig) vorgelegt, auf 80°C erhitzt und mit 0,3 g Ammoniumperoxodisulfat (APS) gelöst in 10 g Wasser versetzt. 5 Minuten nach der APS- Zugabe wurde hierzu die zuvor hergestellte Emulsion innerhalb 240 Minuten (Intervall: 3 Minuten Zulauf, 4 Minuten Pause, 237 Minuten Restzulauf) zudosiert.In a 2 l glass reactor, which could be tempered with a water bath and was equipped with a paddle stirrer, 230 g of water and 0.3 g of Disponil FES 32 (30% strength) were introduced, heated to 80 ° C and 0.3 g Ammonium peroxodisulfate (APS) dissolved in 10 g of water. 5 minutes after the APS addition, the previously prepared emulsion was added within 240 minutes (Interval: 3 minutes inflow, 4 minutes pause, 237 minutes remaining inflow) added.
Nach Zulaufende wurde 1 Std. bei 800C nachgerührt. Danach wurde auf Raum- temperatur abgekühlt und die Dispersion über VA-Siebgewebe mit 0,09 mm Maschenweite abfiltriert.After the end of the feed was stirred at 80 0 C for 1 hr. The mixture was then cooled to room temperature and the dispersion was filtered through VA screen mesh with 0.09 mm mesh size.
Die hergestellte Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 40 ± 1 %, einen pH- Wert von 5,6, eine Viskosität von 37 mPas und einen rN5-Wert von 70-75 nm.The emulsion prepared had a solids content of 40 ± 1%, a pH of 5.6, a viscosity of 37 mPas and an r N5 value of 70-75 nm.
117,15 g der zuvor hergestellten wässrigen Emulsion wurden mit 33,7 g eines PU-Alkydharzes (kommerziell von der Fa. Worlee erhältlich unter der Bezeichnung Worlee E150W) gemischt.117.15 g of the previously prepared aqueous emulsion were mixed with 33.7 g of a PU alkyd resin (commercially available from Worlee under the name Worlee E150W).
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden anhand von unterschiedlichen Verfahren untersucht. Hierzu wurden an getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lösungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt.The properties of the coating composition thus obtained were investigated by various methods. For this purpose, tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films.
Die Bestimmung der Lösungsmittelbeständigkeit erfolgte unter Verwendung von Methyl isobutylketon (MIBK), wobei eine Probe mit MIBK bei Raumtemperatur 4 Stunden gequollen wurde. Anschließend wurde die Probe aus dem Lösungsmittel genommen und überschüssiges Lösungsmittel entfernt. Anschließend wurde die Probe 1 Stunde bei ca. 1400C getrocknet. Aus dem Gewichts- verlust errechnet sich der durch das Lösungsmittel entfernte Anteil der Probe.Solvent resistance was determined using methyl isobutyl ketone (MIBK), swelling a sample with MIBK at room temperature for 4 hours. The sample was then removed from the solvent and excess solvent removed. Subsequently, the sample was dried for 1 hour at about 140 0 C. The weight loss is used to calculate the proportion of the sample removed by the solvent.
Die in Tabelle 1 angegebene Quellung in Ethanol wurde ähnlich der zuvor dargelegten Versuchsbeschreibung, jedoch unter Verwendung von Ethanol als Lösungsmittel bestimmt. Der Wert bezieht sich auf das Gewicht der nach dem Versuch erhaltenen Beschichtung, wobei das Gewicht durch den Gewichtsverlust geringer ist als das Gewicht der Ausgangsprobe.The swelling in ethanol indicated in Table 1 was similar to the experimental description set out above, but using ethanol as Solvent determined. The value refers to the weight of the coating obtained after the experiment, the weight due to the weight loss being less than the weight of the starting sample.
Zur Bestimmung der Wasseraufnahme kann ein Probekörper aus unbehandeltem massivem Kiefernholz (Maße: 45-50mmx45-50mmx17mm) eingesetzt werden. Der Probekörper wurde beschichtet und bei Raumtemperatur in Wasser gegeben, so dass nur die beschichtete Fläche in Kontakt mit Wasser stand. Aus der Gewichtszunahme des Probekörpers errechnet sich die Wasserauf- nähme. Weiterhin wurde ein Möbeltest gemäß DIN 68861 -1 durchgeführt.To determine the water absorption, a test specimen of untreated solid pine wood (dimensions: 45-50mmx45-50mmx17mm) can be used. The test piece was coated and placed in water at room temperature so that only the coated area was in contact with water. From the increase in weight of the specimen, the water consumption is calculated. Furthermore, a furniture test was carried out in accordance with DIN 68861 -1.
Die Kratzfestigkeit wurde mit dem Pendeltest untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.The scratch resistance was examined with the pendulum test. The results obtained are shown in Table 1.
Beispiel 2Example 2
Das Beispiel 1 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch 66,29 g der in Beispiel 1 hergestellten wässrigen Dispersion mit 57,2 g eines Polyurethan- Alkyd-Harzes (kommerziell von der Fa. Worlee erhältlich unter der Bezeich- nung E150W) gemischt wurden. An getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lösungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.Example 1 was substantially repeated except that 66.29 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 were mixed with 57.2 g of a polyurethane alkyd resin (commercially available from Worlee under the name E150W). Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
In einem weiteren Versuch wurde das in Beispiel 1 verwendete Alkyd-Harz ohne Beimischung von dem zuvor beschriebenen Polymerisat auf Basis von (Meth)acrylaten untersucht. An getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lö- sungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.In a further experiment, the alkyd resin used in Example 1 was tested without admixture of the previously described polymer based on (meth) acrylates. Dried films have been tested for medium resistance, water absorption and scratch resistance. The results obtained are shown in Table 1.
Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2
Zunächst wurden in einem 2 I PE-Becherglas 216 g Butylacrylat (BA), 180 g Methyl methacrylat (MMA), 4 g Methacrylsäure (MAS), 1 ,2 g Ammoniumperoxo- disulfat (APS), 12,0 g Disponil FES 32 (30 %ig) und 359,18 g Wasser mittels Ultra-Turrax 3 Minuten bei 4000 UpM emulgiert.First, 216 g of butyl acrylate (BA), 180 g of methyl methacrylate (MMA), 4 g of methacrylic acid (MAS), 1, 2 g of ammonium peroxodisulfate (APS), 12.0 g of Disponil FES 32 (BA) were used in a 2 l PE beaker. 30%) and 359.18 g of water were emulsified by Ultra-Turrax for 3 minutes at 4000 rpm.
In einem 2 I Glasreaktor, der mit einem Wasserbad temperiert werden konnte und mit einem Blattrührer ausgestattet war, wurden 230 g Wasser und 0,3 g Disponil FES 32 (30 %ig) vorgelegt, auf 800C erhitzt und mit 0,3 g Ammonium- peroxodisulfat (APS) gelöst in 10 g Wasser versetzt. 5 Minuten nach der APS- Zugabe wurde hierzu die zuvor hergestellte Emulsion innerhalb 240 Minuten (Intervall: 3 Minuten Zulauf, 4 Minuten Pause, 237 Minuten Restzulauf) zudosiert.In a 2 l glass reactor, which could be tempered with a water bath and was equipped with a paddle stirrer, 230 g of water and 0.3 g of Disponil FES 32 (30%) were initially charged, heated to 80 0 C and with 0.3 g Ammonium peroxodisulfate (APS) dissolved in 10 g of water. 5 minutes after the APS addition, the previously prepared emulsion was metered in within 240 minutes (interval: 3 minutes feed, 4 minutes break, 237 minutes residual feed).
Nach Zulaufende wurde 1 Std. bei 800C nachgerührt. Danach wurde auf Raum- temperatur abgekühlt und die Dispersion über VA-Siebgewebe mit 0,09 mm Maschenweite abfiltriert.After the end of the feed was stirred at 80 0 C for 1 hr. The mixture was then cooled to room temperature and the dispersion was filtered through VA screen mesh with 0.09 mm mesh size.
An getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lösungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt. Die erhaltenen Ergeb- nisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Beispiel 3Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1. Example 3
Das Beispiel 1 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch 117,15 g der in Beispiel 1 hergestellten wässrigen Dispersion mit 33,7 g einer urethan- modifiziertes Cosolvens-freie Kurzölalkydemulsion gemischt wurden. An getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lösungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt.Example 1 was essentially repeated except that 117.15 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 were mixed with 33.7 g of a urethane-modified cosolvent-free short oil alkyd emulsion. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films.
Hierbei wurde zusätzlich ein Möbeltest gemäß DIN 68861 -1 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.In addition, a furniture test according to DIN 68861 -1 was carried out. The results obtained are shown in Table 1.
Beispiel 4Example 4
Das Beispiel 3 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch 66,29 g der in Beispiel 1 hergestellten wässrigen Dispersion mit 57,2 g einer urethan- modifiziertes Cosolvens-freie Kurzölalkydemulsion gemischt wurden. An getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lösungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.Example 3 was essentially repeated except that 66.29 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 were mixed with 57.2 g of a urethane-modified cosolvent-free short oil alkyd emulsion. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1.
Beispiel 5Example 5
Das Beispiel 3 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch 33,7 g der in Beispiel 1 hergestellten wässrigen Dispersion mit 117,15 g einer urethan- modifiziertes Cosolvens-freie Kurzölalkydemulsion gemischt wurden. An getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lösungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsbeispiel 3Example 3 was essentially repeated except that 33.7 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 was mixed with 117.15 g of a urethane-modified cosolvent-free short oil alkyd emulsion. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1. Comparative Example 3
In einem weiteren Versuch wurde das in Beispiel 3 verwendete Alkyd-Harz ohne Beimischung von dem zuvor beschriebenen Polymerisat auf Basis von (Meth)acrylaten untersucht. An getrockneten Filmen wurden Versuche zur Lösungsmittelbeständigkeit, der Wasseraufnahme und der Kratzfestigkeit durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.In a further experiment, the alkyd resin used in Example 3 was tested without admixture of the previously described polymer based on (meth) acrylates. Tests on solvent resistance, water absorption and scratch resistance were carried out on dried films. The results obtained are shown in Table 1.
Tabelle 1 : Ergebnisse der Eigenschaftsuntersuchungen (Fortsetzung) Table 1: Property Analysis Results (continued)

Claims

Patentansprüche claims
1. Wässrige Dispersion umfassend mindestens ein Alkyd-Harz und mindestens ein Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I)1. Aqueous dispersion comprising at least one alkyd resin and at least one polymer comprising repeating units derived from monomers A according to formula (I)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 und X2 unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass min- destens einer der Gruppen X1 und X2 eine Gruppe der Formel NR' bedeutet, worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, Z eine Verbindungsgruppe, und R1 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, abgeleitet sind.wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X 1 and X 2 represents a group of formula NR 'wherein R' is hydrogen or a radical of 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical of 9 to 25 carbon atoms.
2. Wässrige Dispersion gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz durch Umsetzung eines mehrwertigen Alkohols mit einem mehrwertigen Isocyanat erhältlich ist.2. Aqueous dispersion according to claim 1, characterized in that the alkyd resin is obtainable by reacting a polyhydric alcohol with a polyvalent isocyanate.
3. Wässrige Dispersion gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz Einheiten aufweist, die von aromatischen Dicarbon- säuren abgeleitet sind. 3. Aqueous dispersion according to claim 1 or 2, characterized in that the alkyd resin comprises units derived from aromatic dicarboxylic acids.
4. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz Einheiten aufweist, die von Alkoholen mit drei oder mehr Hydroxygruppen abgeleitet sind.4. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the alkyd resin comprises units derived from alcohols having three or more hydroxy groups.
5. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz Einheiten aufweist, die von Fettsäuren mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind.5. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the alkyd resin comprises units derived from fatty acids having 6 to 30 carbon atoms.
6. Wässrige Dispersion gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz Einheiten aufweist, die von ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind.An aqueous dispersion according to claim 5, characterized in that the alkyd resin comprises units derived from unsaturated fatty acids of 6 to 30 carbon atoms.
7. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz eine lodzahl von mindestens 10 g/100 g aufweist.7. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the alkyd resin has an iodine value of at least 10 g / 100 g.
8. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz eine Säurezahl im Bereich von 0,1 bis 100 mg KOH pro g Alkyd-Harz aufweist.8. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the alkyd resin has an acid number in the range of 0.1 to 100 mg KOH per g of alkyd resin.
9. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz eine Hydroxyzahl im Bereich von 1 bis 200 mg KOH pro g Alkyd-Harz aufweist. 9. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the alkyd resin has a hydroxyl number in the range of 1 to 200 mg KOH per g of alkyd resin.
10. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkyd-Harz ein Urethanal- kyd-Harze ist, das durch Umsetzung von mehrwertigen Alkoholen A', modifizierten Fettsäuren B', Fettsäuren C und mehrwertigen Isocyanaten D'10. Aqueous dispersion according to at least one of the preceding claims, characterized in that the alkyd resin is a Urethanal- kyd resins obtained by reacting polyhydric alcohols A ', modified fatty acids B', fatty acids C and polyfunctional isocyanates D '
5 erhältlich ist.5 is available.
1 1 . Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet lo sind, mindestens 2 Wiederholungseinheiten aufweist.1 1. Aqueous dispersion according to at least one of the preceding claims, characterized in that the polymer comprising repeating units derived from monomers A according to formula (I) has at least 2 repeat units.
12. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet i5 sind, Wiederholungseinheiten aufweist, die von Monomeren B der allgemeinen Formel (II),12. Aqueous dispersion according to claim 1, characterized in that the polymer comprising repeat units which are derived from monomers A according to formula (I) has repeat units which are derived from monomers B of the general formula (II)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 und X2 unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein 20 Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Gruppen X1 und X2 eine Gruppe der Formel NR' bedeutet, worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, Z eine Verbindungsgruppe, und R2 ein gesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, abgeleitet sind. wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X 1 and X 2 represents a group of formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical of 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 2 is a saturated radical of 9 to 25 carbon atoms.
13. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Estergruppen umfassendes Monomer C abge-13. Aqueous dispersion according to at least one of the preceding claims, characterized in that the polymer comprising repeating units containing monomer C comprising ester groups.
5 leitet sind, die sich von den Monomeren A und B unterscheiden.5 are different, which differ from the monomers A and B.
14. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet lo sind, durch Umsetzung einer Monomermischung erhältlich ist, die14. An aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymer comprising repeating units derived from monomers A of formula (I) are obtainable by reacting a monomer mixture which
0,1 bis 50 Gew.-% Monomer A,From 0.1 to 50% by weight of monomer A,
0,1 bis 50 Gew.-% Monomer B,0.1 to 50% by weight of monomer B,
30 bis 95 Gew.-% Estergruppen umfassendes Monomer C,30 to 95% by weight of monomer C comprising ester groups,
0 bis 10 Gew.-% Monomer mit einer Säuregruppe, i5 0 bis 50 Gew.-% Styrol monomere und0 to 10 wt .-% monomer having an acid group, i5 0 to 50 wt .-% of styrene monomers and
0 bis 50 Gew.-% weitere Comonere umfasst.0 to 50 wt .-% further Comonere comprises.
15. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden An- 20 sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Polymere umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, kovalent mit dem Alkyd-Harz verbunden ist.15. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of the polymers comprising repeating units derived from monomers A of formula (I) is covalently bonded to the alkyd resin.
16. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden An- 25 sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Polymere umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, nicht kovalent mit dem Alkyd-Harz verbunden ist. 16. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims 25, characterized in that at least a portion of the polymers comprising recurring units derived from monomers A of formula (I) is not covalently bonded to the alkyd resin.
17. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, ein Polymerisat mit einem Teilchenradius im Bereich von 1 bis 500 nm ist.17. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymer comprising repeating units which are derived from monomers A according to formula (I), a polymer having a particle radius in the range of 1 to 500 nm.
18. Wässrige Dispersion gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat mit mindestens einem (Meth)acrylat-Segment einen Kern-Schale-Aufbau aufweist.18. Aqueous dispersion according to claim 17, characterized in that the polymer having at least one (meth) acrylate segment has a core-shell structure.
19. Wässrige Dispersion gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern 50 bis 100 Gew.-% Einheiten umfasst, die von (Meth)acrylaten abgeleitet sind.19. An aqueous dispersion according to claim 18, characterized in that the core comprises 50 to 100 wt .-% of units derived from (meth) acrylates.
20. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, eine lodzahl im Bereich von 5 bis 40 g/ 100 g Polymerisat aufweist.20. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymer comprising repeating units which are derived from monomers A according to formula (I), an iodine number in the range of 5 to 40 g / 100 g of polymer.
21. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Dispersion eine lodzahl im Bereich von 2 bis 100 g/ 100 g Dispersion, bezogen auf den Feststoffgehalt, aufweist.21. Aqueous dispersion according to at least one of the preceding claims, characterized in that the aqueous dispersion has an iodine value in the range of 2 to 100 g / 100 g of dispersion, based on the solids content.
22. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Dispersion eine Säurezahl im Bereich von 0,1 bis 100 g/ 100 g Dispersion, bezogen auf den Feststoffgehalt, aufweist.22. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the aqueous dispersion is a Acid number in the range of 0.1 to 100 g / 100 g of dispersion, based on the solids content has.
23. Wässrige Dispersion gemäß mindestens einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Al- kyd-Harz zu Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, im Bereich von 20:1 bis 1 :20 liegt, bezogen auf das Trockengewicht der jeweiligen Komponenten.23. Aqueous dispersion according to any one of the preceding claims, characterized in that the weight ratio of alkyd resin to polymer comprising repeating units derived from monomers A of formula (I) in the range of 20: 1 to 1 : 20, based on the dry weight of the respective components.
24. Verfahren zur Herstellung von wässrigen Dispersionen gemäß mindestens einem die vorhergehenden Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Dispersion eines Polymer umfassend Wiederholungseinheiten, die von Monomeren A gemäß Formel (I) abgeleitet sind, herstellt und mit einem Alkyd-Harz mischt.24. A process for preparing aqueous dispersions according to any one of the preceding claims 1 to 23, characterized in that one prepares an aqueous dispersion of a polymer comprising repeating units derived from monomers A of formula (I) and with an alkyd resin mixed.
25. Verfahren zur Herstellung von wässrigen Dispersionen gemäß mindestens einem die vorhergehenden Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Alkyd-Harz herstellt und mit Monomeren A gemäß Formel (I)25. Process for the preparation of aqueous dispersions according to at least one of the preceding claims 1 to 23, characterized in that one prepares an alkyd resin and with monomers A according to formula (I)
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 und X2 unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Gruppen X1 und X2 eine Gruppe der Formel NR' bedeutet, worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, Z ei- ne Verbindungsgruppe, und R1 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Koh- lenstoffatomen ist, umsetzt. wherein R is hydrogen or a methyl group, X 1 and X 2 are independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, with the proviso that at least one of the groups X 1 and X 2 a group of the formula NR ', where R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is a linking group, and R 1 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms, is reacted.
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