NL7908474A - Aerosolsamenstelling. - Google Patents

Description

* -1- 21030/JD/jl v

Aanvrager:The Conn Chem Group, Limited, Toronto, Ontario, Canada.

Korte aanduiding: Aerosolsamenstelling.

De uitvinding heeft betrekking op een aerosolsamenstelling,ge-5 schikt voor sproeiaanbrenging op een substraatoppervlak, welke hierop door luehtdroging een continue film vormt.

Aerosolverfsamenstellingen zijn bekend maar deze gebruiken giftige organische oplosmiddelen als drager voor het film-vormende polymeer. Giftigheids- en vlambaarheidsproblemen ontstaan door het gebruik 10 van zulke organische oplosmiddelen en overheidsautoriteiten krijgen langzamerhand de neiging het gebruik van organische oplosmiddelen in zulke samenstellingen zwaar te beperken.

Volgens aanvraagster zijn veel pogingen voor het verschaffen van een op water gebaseerde aerosolverfsamenstelling grotendeels geen succes 15 gebleken, ten gevolge van de problemen van het schuimen bij sproeien, waarbij film-vorming optreedt, en de stabiliteit in het blik.

De onderhavige uitvinding verschaft een niet-sehuimende op water gebaseerde aerosolverfsamenstelling welke het gebruik van bekende organische oplosmiddelen vermijdt en toch in staat is een grote glans-20 afwerking te verschaffen. De aerosolsamenstelling volgens de onderhavige uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat deze omvat ongeveer 10-30 gew.% van ten minste een drijfmiddel, ongeveer 15-35 gew.% van ten minste een alifatisch monohydrische alcohol met de formule ROH waarbij R de ongesubstitueerde recht of vertakte ketenalcoholgroep is, ongeveer 10-45 25 gew.% water, ongeveer 8-25 gew.% onoplosbare film-vormende acrylpolymeer in kleine deeltjes gesuspendeerd in de vloeibare fase, voldoende oppervlak actief middel om de vasté stoffen gesuspendeerd te houden in de vloeibare fase, welke samenstelling een pH van ongeveer 7,2-10 heeft.De samenstelling heeft een pH van ongeveer 7,2-10 voor het voorkomen van 30 corrosie van het blik waarin deze verpakt wordt.

Het vloeibare drijfmiddel kan elke drijfmiddel of mengsel van drijfmiddelen zijn met de gewenste dampdruk om de inhoud van de houder te verspreiden waarin de samenstelling is verpakt. In het algemeen is de dampdruk van de overallsamenstelling tussen 30-85 psig bij 70°F, en 35 bij voorkeur ongeveer 40-60 psig.

Het drijfmiddel kan een van de bekende fluorkoolwaterstoffen drijfmiddelen zijn, zoals Freon 12 en Freon 114. Daar fluorkoolwaterstoffen betrokken zijn bij een theorie over de beschadiging van het strato- 790 84 74 <* Ύ ' .

-2- 21030/JD/jl sfere ozon, heeft het de voorkeur een-ander chemisch-stabiel, niet - giftig materiaal te gebruiken, welke gasvormig zijn bij kamertemperatuur en atmosferische druk, en vloeibaar bij de aerosoldruk in het blik.

Het drijfmiddel mag niet reageren met de andere componenten van 5 de samenstelling in de aerosolhouder en mag de film-vormende capaciteit van de samenstelling niet tegenwerken, wanneer deze op het substraat-oppervlak gesproeid wordt. De voorkeur hebbende drijfmiddelen zijn koolwaterstoffen zoals n-butaan, isobutaan, propaan en ethaan en met water mengbare drijfmiddelen zoals dimethylether.

10 De hoeveelheid gebruikte drijfmiddelen hangt af van de hoeveel heden van de andere ingrediënten en van zijn dampdruk bij atmosferische druk en moet voldoende zijn voor het effectief verdelen van de gehele in-houd van de houder. In het algemeen is de gebruikte hoeveelheid drijfmiddel gelijk aan 10-30 gew,$ van de samenstelling, bij voorkeur ongeveer 15 25 gew.?5.

De rest van de samenstellingen het algemeen omvattende ongeveer 70-90 gew.i van de samenstelling, is opgebouwd uit een op water geba- seerde actieve film-vormende samenstelling, omvattende een filmvörmend polymeer, water en een lager alcohol.

20 Het gebruikte filmvormende polymeer in deze uitvinding is het acrylaatpolymeer. Zo'n polymeer wordt normaal gebruikt in een samenstelling in de vorm van een emulsie, bevattende een geschikte emulgator. Het filmvormende polymeer kan een in water onoplosbare interpolymeer van A eenheden met ten minste één neutraal vrij radicale pólymeriseerbare ester 25 zijn, met een vinylideengroep bevestigd aan de functionele groep, welke ester zelf een zachte lineaire polymeer voortbrengt zoals een acrylpoly-meer, B eenheden van ten minste één neutrale pólymeriseerbare aromatische monovinylideenverbinding welke zelf een harde polymeer voortbrengt, speciaal styreen, en C eenheden van ten minste één neutrale pólymeriseerbare 30 alifatische monovinylideenverbinding, gesubstitueerd door een cyaangroep en welk zelf een harde polymeer voortbrengt, vooral. acrylonitryl. Polymeren van dit type in emulsievorm zijn beschikbaar bij Rohm en Haas Ine,, onder het handelsmerk "W.L. 91". Zulke polymeren hebben in het algemeen een molecuulgewicht van ongeveer 1 miljoen.

35 De laatste filmvormende polymeren worden sindsdien in emulsie vorm gebruikt, en spreiden een goede tolerantie ten toon met de opneming van alcoholen en andere componenten van de samenstelling. Voldoende hoeveelheden emulsie worden in het algemeen gebruikt ter verschaffing van een - 790 8474 Ί -3- 21030/JD/jl vaste stof gehalte van de aerosolsamenstelling van ongeveer 8-25 gew.% en bij voorkeur ongeveer 15 gew.%.

De drager voor het filmvormige polymeer omvat water en een in water oplosbare lage alifatische monohydrisch alcohol. Beide componenten 5 zijn belangrijk. Het water verschaft de suspensiefase voor het polymeer terwijl de lagere alifatische alcohol een oplosmiddel verschaft voor het drijfmiddel, zodat een goede menging van het drijfmiddel en de filmvormige samenstelling kan plaatsvinden.

De lagere alifatische monohydrische alcoholen, gebruikt bij deze 10 uitvinding, zijn die met de formule R-OH waarbij R een ongesubstitueerde rechte of vertakte ketenacrylgroep is, met 1-4 koolstofatomen. Voorbeelden van geschikte monohydrische alcoholen zijn methanol, ethanol, n-pro-panol, iso-propanol en n-butanol.

De hoeveelheid lagere alifatische alcoholen,, gebruikt in de 15 aerosolsamenstelling, ligt in het algemeen tussen ongeveer 5-35 gew.% en de hoeveelheid water gebruikt bij de aerosolsamenstellingen liggen ongeveer tussen 10-45 gew.%.

In toevoeging op de drie belangrijke componenten, namelijk het# filmvormende polymeer, water en lagere alifatische monohydrische alcohol, 20 kan een aèntal minder belangrijke componenten aanwezig zijn voor het ver-• beteren van de eigenschappen van de samenstelling. Zo’n facultatieve component is een pigment voor het pigmenteren van een film, gevormd door sproeing van de samenstelling op het substraatoppervlak. Het pigment kan bruikbaar zijn voor de vorming van gepigmenteerde films . Ongeveer 15 25 gew.% van de totale samenstelling van pigment kan worden gebruikt, bij voorkeur ongeveer 5-15 gew.% pigment.

Wanneer zo’n pigment aanwezig is,is de hoeveelheid polymeer welk gebruikt wordt, ongeveer bij zijn benedengrens. Wanneer zo’n pigment wordt opgenomen en een heldere film wordt vereist, dan verschuift 30 zich de hoeveelheid polymeer naar de bovengrens. De aanwezigheid van het pigment vereist gewoonlijk de aanwezigheid van toegevoegde oppervlak -actieve middelen om een suspensie van het pigment in een vloeibaar materiaal te verkrijgen. Zoals hierboven opgemerkt is een oppervlakte actief middel aanwezig bij het filmvormende polymeer, maar de betrokken 35 hoeveelheid is gewoonlijk onvoldoende om een geschikte suspensie van het toegevoegde pigment te bewerkstelligen.

De totale hoeveelheid oppervlakte-actief middel, aanwezig in de samenstelling, moet voldoende zijn om de vaste stoffen in suspensie 790 84 74 * 1 .-- -4- 21030/JD/jl te houden en varieert gewoonlijk tot ongeveer 3 gew.$ van de samenstelling.

Een coalescerend oplosmiddel kan worden gebruikt in de samenstelling om bij te dragen tot de coalescentie van de afzonderlijke poly-5 meerdeeltjes in een uniforme en continue deklaag op het oppervlak waarop de samenstelling wordt gesproeid. Het coalescerende oplosmiddel kan oplosbaar zijn in water en kan ook langzaam verdampen. Geschikte oplosmiddelen omvatten lagere monoalcylethers van ethyleen of propyleenglucol, zoals propyleenglucolmethylether. Wanneer een coalescerend oplosmiddel "Ό aanwezig· is wordt het gebruikt in hoeveelheden tot ongeveer 5 gew.% van de totale samenstelling.

Een pH-stabiliserend middel kan ook aanwezig zijn om een overall pH-waarde te verschaffen welke groter is dan 7,2 en tot ongeveer 10 om een corrosie tegen te gaan van de conventionele aerosolmetalenhouder 15 waarin de samenstelling gewoonlijk wordt gebracht. Geschikte pH-stabili-serende materialen bevatten morfoline en ammonia. Deze component kan aanwezig zijn in een hoeveelheid tot ongeveer 1 gew.% van de totale samenstelling.

Een anti-schuimmiddel kan opgenomen worden 'om de oppervlakte-20 spanning te veranderen van de samenstelling om reeds opgeloste gassen vrij te maken bij het sproeien van de samenstelling op het substraatop-pervlak en om het reinigingsmiddeleffect van de oppervlakte-actieve stoffen welke aanwezig zijn in de samenstelling tegen te werken. Een niet-ionische samenstelling van minerale1 oliën en silicaderivaten zijn geschikt 25 gebleken als ontschuimingsmiddel.Wanneer een anti-schuimmiddel aanwezig is kunnen de hoeveelheden tot ongeveer 2 gew.% van He totale samenstelling gebruikt worden, bij voorkeur ongeveer tot 1 gew.ii.

Een andere component kan toegevoegd worden in een plastificerend middel om de flexibiliteit te bevorderen. Een groot aantal plastificerende 30 middelen kunnen gebruikt worden, bijvoorbeeld dioctylftalaat. De plastificerende middelen kunnen aanwezig zijn in een hoeveelheid tot ongeveer 2 gew.% van de totale samenstelling, bij voorkeur ongeveer 1 gew.%.

De aerosolsamenstelling, verschaft in overeenstemming met de onderhavige uitvinding,is niet ontvlambaar, zoals getest volgens de stan-35 daard ontvlambaarheidstesten voor aerosolen. Bijvoorbeeld bij het sproeien wordt een kaars uitgeblazen.

De samenstelling is niet giftig daar de enige organische oplos-middelen aanwezig in grote hoeveelheden lagere arifatische monohydrische 7908474 -5- 21030/JD/jl v alcoholen en drijfmiddelen zijn. Bijvoorbeeld isopropanol heeft een TLV van 400 ppm, ethanol heeft een TLV van 1000 ppm en butaan en propaan hebben TLV’s van 500 ppm.

Wanneer de samenstelling van deze uitvinding gesproeid wordt 5 op een substraatoppervlak, vindt geen schuiming plaats en de gepigmen-teerde of niet-gepigmenteerde continue film droogt snel, in ongeveer 15-30 minuten, en spreidt een volledige waterweerstand ten toon in een geschikte tijdsperiode, in ongeveer 3-5 uren. Filmen met goede glans en uitstekende duurzaamheid, omvattende een hoge flexibiliteitfrequentie en 10 een hoge glansfrequentie kunnen bereikt worden.

De uitvinding wordt geïllustreerd door de volgende voorbeelden: VOORBEELD I

Een aerosolformule, geschikt voor de vorming van een gepitmen- teerde film wordt als volgt opgebouwd en verpakt in een aerosolblok: 15 Component gew.%

Drijfmiddel 25.00 W.L. 91 emulsie 23.10'

Water 16.24

Isopropanol (98^) 24.19 20 Black pigment 4.45

Tamol 731 (2) 0,54

Butyl Collosolve 4.92 (handelsmerk) BYK 301(3) 0,10 25 L 475 ^ 0.26 5 % oplossing ammonia 0,22 Dibutyl fthalaat 0.98 100

Opmerkingen: 30 (1) Rohm en Haas Tyreen-acn-acrylaat emulsie bevattende ongeveer 58 % water en ongeveer 5 % oppervlakte-actief middel (2) Rohm en Haas oppervlakte-actief middel (3) Op BYK Mallindrof Silicone hars gebaseerde Mvelleermiddel (4) Dow Chemical anti-schuimmiddel 35

Deze samenstelling werd op het substraatoppervlak gesproeid. Een gecoalesceerde zwarte gepigmenteerde film wend snel gevormd en was na ongeveer 20 minuten droog. De film spreidde een grote glans ten -toon en had 790 84 74 ? * ‘ -6- 21030/JD/jl een waterweerstand na drie uren en had een goede weerstand te opzichte van sterke organische oplosmiddel,zoals benzine en alcoholen, na drie dagen» De gepigmenteerde film spreidde een weerstand ten toon tegen uitwendige blootstelling gedurende één jaar testperiode.

5 VOORBEELD II

Een aerosolformule, geschikt voor de vorming van een heldere film was als volgt opgebouwd en verpakt in een aerosolblik:

Component gew.%

Drijfmiddel 25.00 W.L. 91 emulsie 24.90

Water 18.00

Isopropanol (18%) 25.00

Taraol 731 0,50

Butyl Collosolve 5.00 15 Byk 301 0.15 L 475 0.30 5% ammonia oplossing 0.15 Dioctyl fthalaat 1.00 100.00 -CONCLUSIES- 790 84 74

Claims (5)

1. Aerosolsamenstelling, geschikt voor sproeiaanbrenging op een substraatoppervlak, welke hierop door luchtdroging een continue film 5 vormt, met het kenmerk, dat deze omvat ongeveer 10-30 gew.% van ten minste één drijfmiddel, ongeveer 15-35 gew.% van ten minste één alifatisch monohydrische alcohol met de formule R-OH waarbij R een ongesubstitu -eerde rechte of vertakte ketenalcoholgroep is, ongeveer 10-45 gew.% water, ongeveer 8-25 gew.iÉ onoplosbare filmvormende acrylpolymeer in kleine 10 deeltjes gesuspendeerd in de vloeibare fase, voldoende oppervlak actief middel om de vaste stoffen gesuspendeerd te houden in de vloeibare fase, welke samenstelling een pH van ongeveer 7,2-10 heeft.

2.Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de samenstelling aanwezig is tot ongeveer 5 gew.% een coalescerend oplos-15 middel, tot ongeveer 1 gew.% een pH stabiliserend middel, tot ongeveer 2 gew.% een anti-schuimmiddel, en tot ongeveer 2 gew.% een plastificerend middel.

3. Samenstelling volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat in de samenstelling tot ongeveer 15 gew.% een pigment aanwezig is.

4. Samenstelling volgens conclusie 1-3, met het kenmerk,-dat t het oppervlakte-actief middel aanwezig is in een hoeveelheid tot ongeveer 3 gew.%.

5. Samenstelling volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat het acrylpolymeer een in water onoplosbare interpolymeer van A eenheden 25 met ten minste één neutrale vrij radicale polymeriseerbare ester met een vinylideengroep bevestigd aan de functionele groep is, welke ester zelf een zacht lineair polymeer voortbrengt, bijvoorbeeld een acrylester, B eenheden van ten minste één neutrale polymeriseerbare aromatische mono-vinylideenverbinding welke zelf een harde polymeer voortbrengt, bijvoor-30 beeld.styreen, en C eenheden van ten minste één neutrale polymeriseerbare ' arifatische monovinylideènverbinding, gesubstitueerd door een cyanogroep en welke zelf een harde polymeer voortbrengt, bijvoorbeeld acrylonitril. » 790 84 74