FI89718B

FI89718B - Vattenbaserad, av flere komponenter bestaoende polymerkomposition och foerfarande foer framstaellning av denna

Info

Publication number: FI89718B
Application number: FI862727A
Authority: FI
Inventors: Peter Reeves Sperry; Chao-Jen Chung
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1993-07-30
Also published as: NZ216632A; DK309186D0; FI862727A; EP0210747B1; US4647610A; AU584716B2; NO862545L; AU5923586A; EP0210747A1; FI862727A0; KR870000389A; DK309186A; NO862545D0; DE3674666D1; FI89718C; KR940009036B1

Description

8971 8

Useammista komponenteista koostuva, veteen perustuva poly-meerikoostumus ja menetelmä sen valmistamiseksi Tämä keksintö koskee useammista komponenteista koostuvia, veteen perustuvia, vähintään yhden haihtumista estävän aineen sisältäviä polymeerikoostumuksia ja menetelmää niiden valmistamiseksi.

Useista komponenteista koostuvat, veteen perustuvat polymee-rikoostumukset, kuten vesipohjaiset maalit, värit, liimat, painomusteet ja pinnoitteet, ovat saavuttamassa lisääntyvää käyttöä turvallisuutensa, taloudellisuutensa ja helppokäyttöisyytensä vuoksi. Kuitenkin tällaisten koostumusten kuivu-misominaisuudet ovat vaihtelevia eikä niitä voida helposti valvoa, koska ne ovat pohjimmiltaan rajoittuneet veden haih-tumisominaisuuksiin. Siten vesipitoisten polymeerikoostumus-ten kuivumiskäyttäytyminen on suuresti riippuvainen lämpötila-, kosteus- ja ilmannopeusolosuhteista. Esimerkiksi koostumusten pinnoitekalvot voivat kuivua käytännöllisesti katsoen välittömästi kuumissa, kuivissa ja tuulisissa olosuhteissa johtaen huonoihin peittämisominaisuuksiin. Lisäksi tällaiset kuivumisolosuhteet pyrkivät huonontamaan kalvon . . muodostumisen laatua sekä kalvon tunkeutumista ja koheesiota aineeseen.

'· Tavanomaiset veteen perustuvat polymeerikoostumukset sisäl- tävät huomattavia määriä vesiliukoisia liuottimia kuivumisen vähentämiseksi ja märkäreuna-ajan tai kuivumisajan pidentämiseksi, kuten, ovat pohtineet M.D. Andrews julkaisussa "In-: fluence of Ethylene and Propylene Glycols on Drying Charac- teristics of Latex Paints", Journal of Paint Technology, ‘ . vuosik. 46, sivu 40 (1974), D.A. Sullivan julkaisussa "Water and Solvent Evaporation from Latex and Latex Paint Films", Journal of Paint Technology, vuosik. 47, sivu 60 (1975) ja C.R. Martens julkaisussa "Waterborne Coatings", Van Nostrand Reinhold, sivu 153 (1981) . Nämä kirjallisuusviitteet paljas- 2 8971 8 tavat lyhytketjuisten, vesiliukoisten alkoholien ja glykolien käytön lisäliuottimena veteen perustuvissa pinnoitteissa jäätymissulamiskestävyyden parantamiseksi, lateksipartikke-leiden yhteensulautumisen auttamiseksi, tasoittumisen parantamiseksi jne. ja lisäksi märkäreuna-ajan tai kuivumisajan pidentämiseksi. Merkittävän parannuksen saamiseksi märkäreuna-ajan tai kuivumisajan pidentämisessä vaaditaan suuria määriä näitä pienen molekyylipainon omaavia lisäliuottimia, usein 10-20 % tai enemmän haihtuvasta kokonaissisällöstä, koska niiden uskotaan toimivan yksinkertaisesti olemalla täysin vesiliukoisia ja siten vähentäen veden höyrynpainet-ta.

Näillä lisäliuottimilla on pieni pinta-aktiivisuus ja suurten määrien käyttö pyrkii tekemään tyhjäksi veteen perustuvien koostumusten todelliset edut.

Tämän keksinnön tarkoituksena on tuottaa uusi veteen perustuva polymeerikoostumus, joissa on vähennetty näitä haittapuolia.

On ollut tunnettua monien vuosien ajan, että vesialtaiden pinnalla käytetään haihtumista estäviä aineita veden haihtumisen säännöstelemiseksi. Haihtumista estävät aineet ovat tyypillisesti alifaattisia alkoholeja ja eetterialkoholeja, jotka sisältävät 16-30 hiiltä, kuten on kuvattu US-patentis-sa US-A-3 146 059 tai IN-patentissa 70 670. Näiden pitkäket-juisten alkoholien käyttöä veden pinnan yksimolekyylisinä kalvokerroksina ovat edelleen käsitelleet E.R. Noe ja R.G. Dressier julkaisussa "Performance of Odd and Even-Chain Pure Alcohol Monolayers in Water Evaporation Retardation", I & EC Product Research and Development, vuosik. 6, sivu 132 (1967) sekä muussa kirjallisuudessa. Vaikka nämä pitkäketjuiset alkoholit ja eetterialkoholit ovat olleet tehokkaita estämään veden (höyryn) haihtumista suhteellisen puhtaasta (nestemäisestä) vedestä, niiden sopivuutta ja käyttökelpoisuutta useasta komponentista koostuvissa, veteen perustuvissa poly-meerikoostumuksissa ei ole aiemmin käsitetty.

3 8 9 71 8

On myös ollut tunnettua useiden vuosien ajan, kuten on selostettu patentissa US-A-3 287 300, vähintään 9 hiiliatomia molekyylissä sisältävien alifaattisten monokarboksyylihappo-jen lisääminen useasta komponentista koostuviin, veteen perustuviin polymeerikoostumuksiin polymeerikoostumuksen kalvon muodostumisen minimilämpötilan aientamiseksi aiheuttamatta koagulaatiota matalissa lämpötiloissa, esim. 5°C:ssa. Alifaattisten monokarboksyylihappojen käyttökelpoisuutta haihtumista estävinä aineina ei ole aiemmin käsitetty.

Tämä on ollut tilanne alalla viimeisten kahdenkymmenen vuoden ajan.

Keksinnön mukaan on nyt havaittu, että pinta-aktiivisia, pitkäketjuisia, alifaattisia yhdisteitä voidaan käyttää useasta komponentista koostuvissa, veteen perustuvissa poly-meerikoostumuksissa veden haihtumisen vähentämiseksi koostumuksista ja siten koostumusten kuivumisominaisuuksien säätelemiseksi ja parantamiseksi.

Keksinnön mukaiselle polymeerikoostumukselle on tunnusomaista se, että se sisältää haihtumista estävänä aineena vähintään yhden pinta-aktiivisen, alifaattisen yhdisteen, jolla :·. on haarautumaton 16-24 C-atomia käsittävä hiiliketju ja tä- . hän ketjuun liittyneenä vähintään yksi hydrofiilinen ryhmä, 7. : joka on valittu -OH-, -C00R-, -OCH2CH (OH) CH20H- ja - (OCH2CH)n [0 (CH2)y] zOH-ryhmistä, joissa . x n on 0 tai kokonaisluku 1-3; y on kokonaisluku 1-4; z on 0 tai kokonaisluku 1-3; X on -H tai -CH3; R on amiini tai al-kalimetallisuola eikä n:n ja z:n summa ylitä lukua 3.

Keksinnöllä on se etu, että haihtumista estäviä aineita tar-vitaan suhteellisen pieniä määriä polymeerikoostumuksissa tekemään mahdolliseksi kuivumisominaisuuksien säätelemisen ja samanaikaisesti kaikkien veteen perustuvien koostumusten : etujen säilyttämisen. Noiden haihtumista estävien aineiden tehokkuuden uskotaan liittyvän niiden kykyyn väkevöityä suu- 4 S 9 71 8 resti ja järjestyä tiiviisti ilman ja veden rajapinnassa, myös silloin, kun ne ovat aluksi sekoittuneet tasaisesti veteen perustuviin polymeerikoostumuksiin.

Haihtumista estävän aineen spesifinen väkevyys riippuu nimenomaisesta yhdisteestä, jota käytetään, nimenomaisesta polymeerivalmisteesta ja käyttötarpeista. Haihtumista estävän aineen tehokas väkevyys on yleensä vähemmän kuin 5 % painon mukaan polymeerikoostumuksen kokonaispainosta, edullisesti väkevyys on noin 1 % tai vähemmän painon mukaan.

Joko yhtä haihtumisenestoainetta tai estoaineiden seosta voidaan käyttää keksinnön toteuttamiseksi.

Haihtumista estävät aineet, jotka ovat erityisen käyttökelpoisia toteutettaessa tätä keksintöä, käsittävät esimerkiksi suoraketjuisia alkoholeja, eetterialkoholeja ja karboksyyli-happojen suoloja.

Haihtumista estävään aineeseen sisältyvissä hydrofiilisissä ryhmissä, jotka on mainittu edellä, n on edullisesti 0-2, y on edullisesti 2-4, z on edullisesti 0-2, R on edullisesti amiini tai aikaiimetallisuola eikä n:n ja z:n summa edullisesti ylitä lukua 2. Vieläkin edullisemmin i) n on 0, y on 2 tai 3 ja z on 0 tai 1, tai ii) n on 1 tai 2 ja z on 0. Kaikkein edullisimmin n on 0, y on 2 ja z on 0 tai 1.

Haihtumista estävä aine sisältää edullisesti yhtä tai useampaa yhdistettä seuraavan rakennekaavan esittämien yhdisteiden ryhmästä: CH3(CH2)m{OCH2CH)n[O(CH2)y] zOH;

X

tai yhtä tai useampaa yhdistettä seuraavan rakennekaavan esittämien yhdisteiden ryhmästä O^CH^.-lCOOR; 8971 8 5 tai yhtä tai useampaa seuraavan rakennekaavan esittämää yhdistettä CH3 (CH2) mOCH2CH (OH) CH2OH; tai yhden tai useamman yhdisteen seosta yhdestä yhdisteiden ryhmästä ja yhtä tai useampaa yhdistettä vähintään yhdestä yhdisteiden muusta ryhmästä, jossa m on koknaisluku noin 15:stä noin 25:een; n on 0 tai kokonaisluku yhdestä noin kolmeen; y on kokonaisluku yhdestä noin neljään; z on 0 tai kokonaisluku yhdestä noin kolmeen; X on -H tai -CH3; R on amiini tai alkalimetallisuola; n:n ja z:n summa ei ylitä 3. Edullisesti m on 18-24, n on 0-2, R on amiini tai alkalimetallisuola eikä n:n ja z:n summa ei ylitä 2. Vieläkin edullisemmin i) m on 20-24, n on 0, y on 2 tai 3 ja z on 0 tai 1, tai ii) n on 1 tai 2 ja z on 0. Edullisimmin n on 0, y on 2 ja z on 0 tai 1.

Haihtumista estäviä aineita, jotka sopivat tämän keksinnön toteuttamiseen, ovat esimerkiksi yksi tai useampi seuraavis-ta aineista: heksadekanoli, heptadekanoli, oktadekanoli, nonadekanoli, eikosanoli ja läheisesti asiaankuuluvat eette-rialkoholit ja karbonihapposuolat. Edullisin haihtumista estävä aine käytettäväksi tässä keksinnössä on 1-eikosanoli [CH3(CH2)18ch2oh].

Haihtumista estävillä aineilla on se etu, että ne voivat olla tehokkaita pidentämään vesipohjaisten polymeeristen pinnoitteiden märkäreuna- tai kuivumisaikaa tehden mahdolliseksi pinnoitteiden hyvän yhteensulautumisen siveltimen tai telan sivelyjälkien mennessä päällekkäin. Haihtumista estävät aineet voivat myös olla tehokkaita hidastamaan vesipoh-jäisten polymeerien kuorettumista säilytysastioissa, vähentämään kuivumista levitysvälineissä ja parantamaan kalvon muodostumisen ja kiinnitarttumisen laatua.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä edellä kuvatun useam-;'-.i masta komponentista koostuvan, veteen perustuvan polymeeri- 8971 8 6 koostumuksen valmistamiseksi menetelmän käsittäessä vesipohjaisen polymeerikoostumuksen ja vähintään yhden pinta-aktiivisen, alifaattisen, haihtumista estävän aineen perusteellisen sekoittamisen. Keksinnön mukaan haihtumista estävällä aineella on tunnusmerkit, jotka on mainittu edellä ja jotka ilmenevät lisäksi oheisesta patenttivaatimuksesta 5.

Haihtumista estävä aine voidaan lisätä koostumukseen käyttäen eri menetelmiä, kuten laimeana liuoksena orgaanisessa liuottimessa, hienona jauheena, sulatettuna nesteenä tai vesiemulsiona. Haihtumista estävä aine voidaan yhdistää tai sekoittaa polymeerikoostumukseen käyttäen mitä tahansa alalla tunnettua tekniikkaa. Ollakseen käyttökelpoisia tämän keksinnön kannalta haihtumista estävien aineiden täytyy olla itsessään kiinteitä standardiolosuhteissa, vaikka ne voidaankin lisätä liuoksena tai sulatettuna nesteenä, kuten edellä mainittiin.

Edullinen suoritusmuoto on lisätä haihtumista estävä aine vesipitoiseen polymeerikoostumukseen pre-emulsiona vedessä. Edullisemmin haihtumista estävän aineen pre-emulsio vedessä sisältää lisänä pinta-aitiivisen aineen emulsion : stabiloimiseksi. On tärkeätä valita emulgaattori, joka ei häiritse haihtumista estävien aineiden pinnan raja-ominaisuuksia tai pinta-aktiivisuutta; edullisia ovat alifaat-tisten, pitkäketjuisten karboksyylihappojen suolat. Haihtumista estävät aineet voidaan myös lisätä sopivan orgaanisen liuottimen liuoksena.

Haihtumista estävien aineiden tehokkuuden vesipitoisissa polymeerikoostumuksissa uskotaan olevan yhteydessä niiden kykyyn muodostaa hyvin kiinteitä ja tiiviitä yksimolekyy-lisiä kalvoja ilman ja veden rajapinnassa. Arvellaan, että Λ Λ p? / .« 7 ft ί* / ib molekyylin hiilivetyosa on suuntautunut ilmaa kohti, kun taas hydrofiiliset ryhmät ovat veden pinta-alueessa. Yllättäen haihtumista estävillä aineilla voi olla suuri pinta-aktiivisuus myös muiden osatekijöiden ja muiden kilpailevien pinta-aktiivisten aineiden läsnäollessa polymeeri -koostumuksissa myös ollessaan tasaisesti sekoittuneena niihin. Haihtumista estävät aineet, jotka ovat käyttökelpoisia edellä mainittujen kiinteiden ja tiiviiden yksimo-lekyylisten kalvojen muodostamisessa, ovat edullisesti aineita, jotka ovat kiinteitä sinänsä standardiolosuhteis-sa.

Keksintö sisältää myös edellä kuvatun haihtumista estävän aineen käytön useammista komponenteista koostuvassa, veteen perustuvassa polymeerikoostumuksessa koostumuksesta muodostettujen päällysteiden märkäreuna- tai kuivumisajan pidentämiseksi, koostumuksen kuorettumisen vähentämiseksi säilytysastioissa ja/tai koostumuksen kuivumisen hidastamiseksi levityslaitteissa. Polymeerikoostumukset ovat esimerkiksi maaleja, värejä, lakkoja, pinnoitteita, liimoja ; tai musteita. Nämä vesipitoiset polymeerikoostumukset si sältävät esimerkiksi polymeeriset lateksit, liuospolymee-rit ja kolloidiset dispersiot, kuten C.R. Martens on ku-vannut julkaisussa Waterborne Coatings, Van Nostrand Rein-. . . hold, sivuilla 41-51 (1981). Haihtumista estävät aineet ovat erityisen sopivia käytettäväksi akryylilateksin tyyppisissä koostumuksissa, kuten on selostettu US-patenteissa 4 129 448, 4 102 843 ja 3 736 286, joista ilmoitetaan tässä viittauksena. Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa polymeerikoostumus on vinyyli- tai akryyliemulsion vesipi-toinen dispersio, jolloin vinyyli- ja akryyliemulsiot ovat emulsioita, joita käytetään vesipohjaisten maalien, värien, liimojen ja lakkojen valmistuksessa.

Maaleihin sopivia vesipitoisia polymeerikoostumuksia ovat vesipitoiset liitäntäpolymeeridispersiot, jotka saadaan 8 39718 yleensä mukavimmin polymeroimalla suoraan emulsio. Muihin sopiviin vesipitoisiin polymeerikoostumuksiin sisältyvät vesipitoiset liuospolymeerit, hartsin emulsio vedessä sekä kolloidiset dispersiot. Tärkeimpiä näistä dispersioista, joita käytetään vesipohjaisten maalien valmistuksessa, ovat polymeerit, joihin sisältyvät homopolymeerit ja kopolymeerit, jotka ovat muodostuneet seuraavista aineista : 1) alifaattisen hapon 1-8 hiiliatomia sisältävistä vinyy-liestereistä, erityisesti vinyyliasetaatista, 2) alkoholin akryylihappoestereistä ja metakryylihap-poestereistä, jotka sisältävät 1-18 hiiliatomia, erityisesti metyyliakrylaatista, etyyliakrylaatista, butyyliak-rylaatista, 2-etyyliheksyyliakrylaatista, metyylimetakry-laatista, etyylimetakrylaatista ja butyylimetakrylaatista, ja 3) mono- ja dietyleenisesti tyydyttämättömistä hiilivedyistä, kuten etyleenistä, isobutyleenistä, styreenistä ja alifaattisista dieeneistä, kuten butadieenistä, iso-preenistä ja kloropreenistä.

Veteen perustuvien maalien kalvoa muodostavana osatekijänä ovat hyvin tunnettuja vinyyliasetaatin poly- (polyvinyy-liasetaatti) ja kopolymeerit yhden tai useamman seuraavan monomeerin kanssa: vinyylikloridi, vinylideenikloridi, styreeni, vinyylitolueeni, akryylinitriili, metakryylinit-riili, yhden tai kahden edellä mainitun akryyli- ja metak-ryylihappoesterin kanssa. Veteen perustuvissa maaleissa käytetään samoin myös enemmän tai vähemmän tavanomaisesti yhden tai useamman edellä mainitun akryyli- tai metakryy-lihappoesterin kopolymeerejä yhden tai useamman seuraavan monomeerin kanssa: vinyyliasetaatti, vinyylikloridi, vinylideenikloridi, styreeni, vinyylitolueeni, akryylinitriili ja metakryylinitriili. Myös käytetään etyleenin, isobuty-leenin ja styreenin homopolymeerejä ja näiden hiilivetyjen 9 39718 yhtä tai useampaa kopolymeeriä, yhden tai useamman akryy-lihapon tai metakryylihapon esterin, nitriilin tai amidin tai vinyyliesterin, kuten vinyyliasetaatin tai vinyyliklo-ridin, tai vinylideenikloridin kanssa. Dieenipolymeerejä käytetään tavallisesti veteen perustuvissa maaleissa ko-polymeereinä yhden tai useamman seuraavan monomeerin kanssa: styreeni, vinyylitolueeni, akryylinitriili, metakryy-linitriili, tai edellä mainittujen akryylihapon tai metakryylihapon estereiden kanssa. On myös aika yleistä sisällyttää pieni määrä, kuten 0,5-2,5 % tai enemmän happo-monomeeriä monomeeriseokseen, jota käytetään kaikkien kolmen edellä mainitun kopolymeerityypin valmistukseen käyttäen emulsion polymerointia. Käytettäviin happoihin sisältyvät akryylihappo, metakryylihappo, itakonihappo, ako-niittihappo, sitrakonihappo, krotonihappo, omenahappo, fumaarihappo, akryylihapon dimeeri jne.

Näitä vesipitoisia dispersioita maalin emulsiopolymeerinä voidaan valmistaa käyttäen yhtä tai useampaa emulgoivaa ainetta, joka on anioniaktiivista, kationiaktiivista tai ei-ioniaktiivista tyyppiä. Kahden tai useamman emulgoivan : aineen seosta voidaan käyttää tyypistä välittämättä, paitsi että on yleensä vältettävä yhdistämästä kationi-aktiivista ja anioniaktiivista tyyppiä huomattavissa määrin, koska ne pyrkivät neutraloimaan toisensa. Näiden dis-pergoituneiden polymeerien keskimääräinen hiukkaskoko tai -halkaisija voi olla 0,03-3 mikronia tai enemmän. Hiukkaskoko, milloin tahansa siihen viitataan, on "painonmukainen - ·' keksimääräinen halkaisija". Tämä luku, joka ilmaistaan mikroneissa, voidaan määrittää elektronimikroskoopilla. Yleensä näiden emulsiopolymeerien molekyylipainot ovat suuria, esimerkiksi 100 000 - 10 miljoonaa viskositeetti-keskiarvoa, tavallisimmin yli 500 000.

ίο 8 9 71 8

Yleensä litra emulsiomaalia sisältää noin 60-360 g kalvoa muodostavaa hartsia ja noin 24-600 g hienojakoista pigmenttiä. Tyypillisiä pigmenttejä ovat titaanidioksidi ja muut titaanipigmentit, valkoinen lyijy/ sinkkioksidi, sinkki-sulfidi, bariumsulfaatti, kalsiumkarbonaatti, litoponi, piidioksidi, talkki, kiille, savet, rautaoksidi, hiili-musta, kadmiumsulfidi, toluidiinipunainen, kromioranssi, kromikeltainen, kromivihreä ym. alalla tunnetut pigmentit. Kalvoa muodostavien hartsien tyypilliset hilat ovat kuten alkyyliakrylaateilla ja metakrylaateilla, vinyyliasetaa-tilla, styreenibutadieenillä ym. alalla tunnetuilla aineilla. Pienehköjä määriä muita pinnoitteiden lisäaineita voidaan sisällyttää maalivalmisteisiin, esimerkiksi vaah-donestoaineita, homesieniä tuhoavia aineita, sakeuttamis-aineita, kostutusaineita, bakteriostaattisia aineita jne. Tämä keksintö on myös käyttökelpoinen kirkkaissa, pigmenttejä sisältämättömissä lateksipinnoitteissa, väreissä ja lakoissa.

Seuraavat esimerkit esitetään kuvaamaan edelleen tätä keksintöä, mutta niiden tarkoitus ei ole kuvata keksintöä rajoitetussa merkityksessä.

Esimerkit I-VIII

Erilaisia, pitkäketjuisia, alifaattisia yhdisteitä arvioitiin haihtumista estävinä aineina sekä lateksissa että formuloidussa lateksipinnoitteessa. Lateksi oli synteettisen akryylipolymeerin vesipitoinen emulsio, joka sisälsi 45 % painon mukaan kiinteätä ainetta ja jota myy Rohm and Haas Company Emulsion E-1630:n.. Formuloitu lateksi-päällyste valmistettiin käyttäen samaa akryyliemulsiota seuraavan reseptin mukaan:

Aine Määrä (osaa painon mukaan)

Akryylilateksi (E-1630) 600

Kostutusaine 2,0

Vaahdonestoaine 2,5

Yhteensulauttamisaine 40,0 11 3971 8

Sakeuttamisaine 24,8

Neutraloiva emäs 6,4

Vesi 170,8 25 gramman näytteet kumpaakin sekä formuloimatonta että formuloitua lateksipäällystettä laitettiin halkaisijaltaan 9 cm:n suuruisiin astioihin ja kumpaankin lisättiin pisaroittain 1 g painon mukaan 0,2-%:siä erilaisten ali-faattisten yhdisteiden heksaaniliuoksia kokeiltavaksi haihtumista estävinä aineina. Kun heksaani oli poltettu pois, kummastakin näytteestä määritettiin veden haihtumisesta johtuva painohäviö, jota verrattiin kontrollinäyt-teisiin, jotka eivät sisältäneet haihtumista estäviä aineita. Tulokset ilmoitetaan haihtumisen prosentuaalisena vähentymisenä ja esitetään taulukossa 1.

Taulukko 1

Haihtumisen määräg _väheneminen % (25(2)

Haihtumista estävä aine Lateksi_Formuloitu lateksipäällyste

Kontrolli Ei haihtu mista estävää ainetta 0 0

Esimerkki I CH3(CH2)15OH 28 13

Esimerkki II CH^ (CI^) .jyOH 23 13

Esimerkki III CH^CH^gOH 72 60

Esimerkki IV C^iCI^) 2-]0H 75 17

Esimerkki V CH^CH^) ^(OO^CH^OH 19 10

Esimerkki VI CH3 (C^) 2 .jOO^O^OH 58 30

Esimerkki VII öljyhappo 0

Esimerkki VIII Steariinihappo 17 % -

Esimerkit IX-XI

Uusien yhdisteiden tehokkuutta haihtumista estävinä aineina arvioitiin seuraten esimerkkien I-VIII menetelmiä, paitsi että käytettiin painon mukaan 0,1-%:sia alifaattisten yhdisteiden heksaaniliuoksia. Tämän arvioinnin tulokset esitetään taulukossa II.

12 8 9 71 8

Taulukko II

Haihtumisen määrän _väheneminen % (25°C)

Haihtumista estävä aine_ Lateksi_ Formuloitu lateksi

Kontrolli Ei haihtumista estävää ainetta 0 0

Esimerkki IX CH3(CH2)21CX3l2CH2CH2OH 54 31

Esimerkki X CH3 (O^) 1 ySCI^CH (OH) CI^OH 25 25

Esimerkki XI CH3(CH2)21OCH2CH(OH)CH2OH 38 25

Esimerkki XII

1-eikosanolia, CH3(CH2)^gOH, arvioitiin haihtumista estävänä aineena sen sisältyessä tasaisesti kirkkaaseen lateksipääl-lysteeseen. 31,5 g:aan akryyli lateksia (Rohm and Haas Companyn myymä Rhoplex AC-61), joka sisälsi kiinteitä aineita 46.5 % painon mukaan, lisättiin sekoittaen 9,0 g vettä ja 3.5 g painon mukaan 2-%:sta hydroksietyyliselluloosa-sakeut-tamisaineen vesiliuosta. Tähän seokseen lisättiin sitten sekoittaen 100 mg 1-eikosanolia, joka oli liuotettu 2 grammaan metyylietyyliketonia. Kontrollivalmiste valmistettiin samoin, mutta käyttäen 2 grammaa metyylietyyliketonia ilman 1-eikosanolia. Veden haihtumisen määrä kokeen ja kontrollin valmisteista 25°C:ssa ja 55 %:n suhteellisessa kosteudessa mitattiin gravimetrisesti. Näytteiden kuivumisaika mitattiin sivelemällä tuoretta päällystettä eri aikoina kohtisuoraan päällysteen reunaa vastaan ja myös itse reunaan. Kuivumisaika määritetään aikana, jolloin jää selvä rajalinja päällysteen reunaan ilmaisten, että kuivumista reunalla on tapahtunut siinä määrin, että sivelty kalvo ei helposti sekoitu sisään. Tämän arvioinnin tulokset esitetään taulukossa III.

Taulukko III

Kbntrollipäällyste Päällyste + 1-eikosanoli Veden haihtumisen määrä (mg/min.-cm ) 0,072 0,037

Kuivumisaika (minuutteja) 1,0 2,5 13 89 71 8

Esimerkki XIII

1-eikosanolia arvioitiin haihtumista estävänä aineena valkoisessa akryylilateksimaalissa. 1-eikosanolin emulsio valmistettiin liuottamalla ensin 80°C:ssa seos, jossa oli 6,0 g 1-eikosanolia, 1,4 g steariinihappoa, 1,4 g 30-%:sta ammoniakkia ja 10 g alifaattista hiilivety liuotinta (Exxon Corn myymä Norpar 13), mitä seurasi sekoitus 60 grssa, 80°C:seen esikuumennettua vettä ja seoksen nopea jäähdyttäminen jäähauteessa. Valkoiset maalit formuloitiin sitten seuraavan reseptin mukaan:

Aine Määrä (osaa painon mukaan)

Kontrollimaali 1-eikosanolia sisäl tävä mna-ur

Sekoitus Cowles-liuotussäiliössä:

Vesi 35,7 35,7

Dispergoiva aine 6,2 6,2

Kostutusaine 1,4 1,4

Vaahdonestoaine 2,0 2,0

Rutiili-Ti02 154,0 154,0

Miedontaminen seuraavilla aineilla:

Akryylilateksi (40,9 % kiinteitä aineita) 478,1 478,1

Vesi 302,0 223,0

Sakeuttamisaine 17,5 15,5

Annoniunhydroksidi (30 %) 7,2 6,8 l-eikosanoliemulsio 0,0 78,8 (tilavuus-% kiinteätä ainetta) 25 25

Maalinäytteiden veden haihtumisen määrät ja kuivumisajat mitattiin kuten esimerkissä XII ja tulokset esitetään taulukossa IV.

14 ε 971 8

Taulukko IV

Kontrollipäällyste Päällyste + _1 -eikosanoli

Veden haihtumisen määrä (mg/min.-an) 0,067 0,038

Kuivumisaika (minuutteja) 2 10

Esimerkki XIV

Arvioitiin 1-eikosanolin tehokkuutta varastoidun lateksin kuorettumisen vähentämisessä.130 g:n näytteet painon mukaan 46,5 % kiinteitä aineita sisältävää akryylilateksia (Rhoplex AC-61) pantiin 2,4 dl:n (halkaisija 7 cm) maalipurkkeihin.

1-eikosanolia lisättiin edellä mainittuihin näytteisiin käyttäen erilaisia lisäysmenetelmiä. Näytteistä tutkittiin gravimetrisesti veden häviö ja pinnan kuorettumisen aste 24 tunnin ja 48 tunnin jaksolta. Tämän arvioinnin tulokset esitetään taulukossa V.

Taulukko V

1-eikosanolilisäys Painohäviö Kuorettuminen _24 t 48 t_24 t 48 t 1. Ei lisäystä 4,3 g 8,4 g ankara ankara 2. Ei lisäystä (levitetty 2 g heksaania pintaan) 4,0 g 8,3 g ankara ankara 3. Levitetty 2 g 0,2-%:sta eikosanolia heksaanissa pintaan 0,5 g 1,0 g ei kuo- hyvin rettu- vähäinen mistä 4. Levitetty 0,1 g 0,2-%:sta eikosanolia heksaanissa pintaan 1,35 g 3,4 g vähäinen vähäinen 5. Sekoitettu 2 g eikosanoli- emulsiota, joka valmistettiin esimerkissä XIII 1,55 g 3,1 g vähäinen vähäinen 15 8971 8

Esimerkki XV

1-eikosanolia arvioitiin valkoisen akryylilateksimaalin kalvon muodostamisen ja tarttumisen edistämisessä. Valkoiset ulkolateksimaalit formuloitiin seuraavan reseptin mukaan: Määrät (osaa painon mukaan)

Aine Kontrollimaali Maali- + eikosanoli

Sekoitus Cowles-liuotinsäi-liössä:

Sakeuttamisaine (100 %) 3,0 3,0

Vesi 120,0 120,0

Dispergoiva aine 1,5 1,5

Kostutusaine 2,5 2,5

Vaahdonestoaine 225,0 225,0

Rutiili-TiO^ 25,0 25,0

Sinkkioksidi 25,0 25,0

Alumiinisilikaatti 147,3 147,3

Savi 50,0 50,0

Piidioksidisilikaatti 5,0 5,0

Miedontaminen seuraavilla aineilla:

Akryyli lateksi (Khoplex AC-61) 398,0 398,0

Vaahdonestoaine 3,0 3,0

Yhteensulauttamisaine 3,0 3,0 . Vesi 121,2 105,2

Sakeuttamisaine (2,5-%:nen vesiliuos) 64,0 0,0 1-eikosanoliemulsio (valmistettu esimerkissä XIII) 0,0 80,0

Ominaisuudet

Kiinteiden aineiden tilavuus-% 36 36

Stormer-viskositeetti (KU) 77 69

Maalinäytteitä siveltiin luonnollisella levitysnopeudella esikuivatulle (121°C:ssa 30 minuutin ajan uunissa) valkoiselle männylle laboratorion vetokaapissa ja maalipintojen 16 8571 8 annettiin kuivua vetokaapissa. Maalikalvoja seurattiin kuivumisnopeuden ja kalvon säröilemisen määrittämiseksi täydellisen kuivumisen jälkeen. Tämän arvioinnin tulokset esitetään taulukossa VI. Voidaan nähdä, että 1-eikosanolia sisältävällä maalilla on pitempi kuivumisaika, mistä seuraa, että akryylilateksihiukkasilla on enemmän aikaa sulautua ja tarttua aineeseen siten vähentäen kalvon säröilyä.

Taulukko VI

Kontrollimaali Maali + eikosanoli

Kuivumisaika (minuutteja) 5 9

Filmin säröileminen Kohtalainen Ei säröilyä

Edellä esitetyt esimerkit kuvaavat haarautumattomien, ali-faattisten, pitkäketjuisten, pinta-aktiivisten yhdisteiden tehokkuutta haihtumista estävinä aineina vesipitoisissa polymeerikoostumuksissa kuivumisajan pidentämisessä, kuo-rettumisen vähentymisessä ja kalvon muodostumisen ja tarttumisen edistämisessä.

Claims

17 8971 8

1. Useammista komponenteista koostuva, veteen perustuva polymeerikoostumus, tunnettu siitä, että se sisältää haihtumista estävänä aineena vähintään yhden pinta-aktiivisen, alifaattisen yhdisteen, jolla on haarautumaton 16-24 C-ato-mia käsittävä hiiliketju ja tähän ketjuun liittyneenä vähintään yksi hydrofiilinen ryhmä, joka on valittu -OH-, -COOR-, -OCH2CH(OH)CH2OH- ja - (OCH2CH) „[O (CH2) y] zOH-ryhmistä, joissa X n on 0 tai kokonaisluku 1-3; y on kokonaisluku 1-4; z on 0 tai kokonaisluku 1-3; X on -H tai -CH3; R on amiini tai al-kalimetallisuola eikä n:n ja z:n summa ylitä lukua 3.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainitun haihtumista estävän aineen määrä koostumuksessa ei ole enempää kuin 5 paino-%, edullisesti ei enempää kuin 1 paino-% laskettuna veteen perustuvan polymeeri-koostumuksen kokonaispainosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, tunnet-tu siitä, että haihtumista estävänä aineena on vähintään yksi yhdiste, jota esittää kaava CH3 (CH2) m (OCH2CH) n [0 (CH2)y] Z0H tai x CHjiCH^COOR tai : CH3 (CH2) m0CH2CH (OH) CHjOH . jossa m on kokonaisluku 15-25; n on 0 tai kokonaisluku 1-3; y on kokonaisluku 1-4; R on amiini tai aikaiimetallisuola eikä n:n ja z:n summa ylitä lukua 3.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että koostumus sisältää haihtumista estävän aineen lisäksi vesipohjaisen polymeerikoostumuksen, joka 8 9 71 8 sisältää yhden tai useamman akryyli-, styreeniakryyli-, styreenibutadieeni- ja vinyyliasetaattipolymeerilateksin.

5. Menetelmä jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen koostumuksen valmistamiseksi, jossa menetelmässä vesipohjainen polymeerikoostumus sekoitetaan perusteellisesti vähintään yhteen haihtumista estävään pinta-aktiiviseen, alifaattiseen yhdisteeseen, tunnettu siitä, että mainitulla yhdisteellä on haarautumaton 16-24 C-atomia käsittävä hiili-ketju ja tähän ketjuu liittyneenä vähintään yksi hydrofiili-nen ryhmä, joka on valittu -OH-, -COOR-, -OCH2CH(OH)CH2OH-ja -(0CH2CH)n[0(CH2)y]z0H-ryhmistä, joissa n on 0 tai ko- X konaisluku 1-3; y on kokonaisluku 1-4; z on 0 tai kokonaisluku 1-3; X on -H tai -CH3; R on amiini tai alkalimetal-lisuola eikä n:n ja z:n summa ylitä lukua 3, ja että yhdiste lisätään mainittuun vesipohjaiseen polymeerikoostumukseen veteen emulgoituna tai liuotettuna orgaaniseen liuottimeen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihtumista estävän yhdisteen vesiemulsio sisältää emulgaattorina pinta-aktiivisen lisäaineen.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen pinta-aktiivisen, alifaattisen yhdisteen käyttö useammista komponenteista koostuvassa, veteen perustuvassa polymeerikoostumuksessa koostumuksesta muodostettujen päällysteiden märkäreuna- tai kuivumisajan pidentämiseksi, koostumuksen kuorettumisen vähentämiseksi säilytysastioissa ja/tai koostumuksen kuivumisen hidastamiseksi levityslaitteissa.

8 9 7 1 8