NO751892L

NO751892L -

Info

Publication number: NO751892L
Application number: NO751892A
Authority: NO
Inventors: H J Luthardt
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1974-05-30
Filing date: 1975-05-28
Publication date: 1975-12-02
Also published as: US4016312A; FR2275510B1; SE7506120L; ATA412375A; DK239975A; GB1484653A; DE2523426A1; NL7407256A; FR2275510A1; AT340547B; CH581507A5; SE400193B; JPS5126946A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte

for å dekke et substrat med et klebende lag eller strøk av en filmdannende polymer ved at man først pålegger substratet med et strøk av et koaguleringsmiddel for polymeren og der-detter bringer det således behandlede substrat i kontakt med en vandig dispersjon av den filmdannende polymer, slik at polymeren vil koagulere på substratet hvorpå man tørker det våte polymerlaget.

En fremgangsmåte av den type som er angitt ovenfor, er kjent fra nederlandsk patent nr. 7 017 216.

Det er i nevnte patent på side 2 linjene 4-11

gitt en beskrivelse av en fremgangsmåte hvor man jonisk pålegger en naturlig gummilateks som et filmdannende materiale. Det er i nevnte patent ikke angitt noe om substratets natur.

Den fremgangsmåte som i virkeligheten er beskrevet i nevnte patent innbefatter at man belegger eller bestryker en metall-gjenstand på en slik måte at man ikke trenger noe separat koaguleringsmiddel, og hvor dispersjonen av den filmdannende polymer inneholder et oksyderende syresystem slik at metalljonet avsettes på overflaten av metallgjenstanden.

Denne sistnevnte fremgangsmåte kan ikke brukes for belegging eller bestryking av gjenstander som er laget av andre stoffer enn metaller, og hvor det er nødvendig å bruke et separat koaguleringsmiddel. Hvis man i slike tilfeller pålegger en vilkårlig valgt dispersjon av en filmdannende polymer på

et substrat som helt eller delvis består av cellulose, så reul-terer dette i et belegg som har utilstrekkelig klebeevne og festeevne.

Ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte har man nå funnet at det oppstår utmerket festeevne eller adhesjon mellom

belegget og substratet. Det er således mulig å fremstille

på ved eller annet celluloseholdig materiale et meget godt malingslag som viser utmerket adhesjon eller festeevne, og at festeevnen på skarpe kanter og hjørner blir betydelig bedre enn det som oppnås ved hjelp av vanlige sammensetninger og fremgangsmåter. Andre fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse erkarakterisert vedat man bruker et substrat som helt eller delvis består av cellulose, og at den vandige polymerdispersjonen er en vandig dispersjon fremstilt av et oksydativt tørkende bindemiddel og en polymer av en etylenisk umettet ester i et vektforhold varierende fra 10 : 90 til 50 : 50.

I første trinn blir et strøk eller et belegg av koaguleringsmidlet for den filmdannende polymer pålagt substratet. Dette kan gjøres på en hver egnet måte ved å bringe substratet i kontakt med koaguleringsmidlet, f.eks. ved valsing, sprøyting, pensling, dypping eller liknende, og dette kan ut-føres under trykk hvis det er ønskelig. Koaguleringsmidlet brukes ofte i form av en vandig oppløsning eller dispersjon med eller uten et organisk oppløsningsmiddel, og konsentra-sjonen ligger vanligvis på minst 1$> og gjerne nær metnings-punktet, fortrinnsvis mellom 5 og 20$.

Som et koaguleringsmiddel kan man bruke alle salter av uorganiske eller organiske syrer som er oppløselig i vann og/eller i organiske oppløsningsmidler.

Eksempler på egnede syrer er saltsyre, fosforsyre, svovelsyre, salpetersyre, maursyre, eddiksyre, propionsyre og p-toluensulfonsyre. Det er foretrukket å bruke salter som inneholder bivalente eller multivalente katjoner, f.eks.

_ 2 + „ 2+ „ n • i i Ca -, Mg -, Be -, B -, Al -, Ga - eller ammonxumsalter. Hvis det er ønskelig kan man bruke salter med vedbevarende egen-skaper som beskytter veden mot angrep eller missfarging som oppstår på grunn av sopp eller insekter. Man kan bruke bland-inger av de ovennevnte koaguleringsmidler hvis dette er ønskelig, sammen med eventuelt ikke-saltholdige vedbevarende midler. Temperaturen på koaguleringsmidlet ligger vanligvis i området fra 0 til 90°C, fortrinnsvis mellom +10 og +30°C. Etter at substratet er blitt behandlet med et koaguleringsmiddel er det ofte vanlig at substratet helt eller delvis tørkes for å hindre

at noe av koaguleringsmidlet går over i den vandige dispersjonen av den filmdannende polymeren.

I annet trinn blir det behandlede substrat bragt

i kontakt med en vandig dispersjon av en filmdannende polymer. Dette kan utføres på en hver egnet måte, f.eks. ved nedsenkning

i et bad inneholdende dispersjonen. Temperaturen på badet ligger vanligvis i området fra 0 til 90°C, fortrinnsvis mellom +10 og +50°C.

Avhengig av den mengde koaguleringsmiddel som er av-satt på substratet, vil tykkelsen på laget av den filmdannende polymer etter tørking vanligvis være mellom 40 og 200 jl, fortrinnsvis mellom 50 og l60 ^a. Deretter blir materialet tørket på vanlig måte, f.eks. ved romtemperatur i et par timer eller ved forhøyet temperatur, f.eks. fra KO til 60°C i fra 20 til 50 minutter. Substratet kan selvsagt gies flere belegg av polymeren. I praksis er imidlertid dette vanligvis ikke nødvendig idet ett strøk gir tilstrekkelig tykkelse da spesielt på skarpe kanter og hjørner. Til ta?Dss for den resulterende relativt store tykkelse på belegget, så er filmdannelsen og tørkingen relativt kort sammenliknet med vanlige sammensetninger.

Man kan ved hjelp av foreliggende•oppfinnelse bruke substrater som helt eller delvis består av cellulose, f.eks. papir, tre, sponplater, finerplater, filmer eller vevet stoff, fortrinnsvis bruker man tre, finer eller sponplater. Substra-tene har ofte en porøs karakter og danner en base som i det minst* kan absorbere noe av koaguleringsmidlet og polymerdispersjonen.

Eksempler på oksydativt tørkende bindemidler som kan brukes i foreliggende oppfinnelse er oksydativt tørkende alkyd-harpikser med en oljelengde varierende fra 25 til 70%, fortrinnsvis fra 60 til 68%, og oksydativt tørkende oljer. Det er foretrukket å bruke en oksydativt tørkende alkydharpiks på grunn av den korte tørketiden. Den oksydativt tørkende alkydharpiksen kan fremstilles på kjent måte fra en diol og/eller en polyol og en di- og/eller polykarboksylsyre, f.eks. i nærvær av monoalkoholer og/eller monokarboksylsyrer. Som eksempler på egnede di-oler eller polyoler kan nevnes etylenglykol, propylenglykol, pentandiol, neopentylglykol, heksandiol, dietylenglykol, tri-etylenglykol, glycerol, trimetylolpropan, pentaerytritol og sorbitol. Eksempler på egnede monoalkoholer er betanol, heksa-nol eller etoksyetanol. Eksempler på egnede dikarboksylsyrer eller polykarboksylsyrer er adipinsyre, sebacinsyre, fumarsyre, maleinsyre, ftalsyre, isoftalsyre, trimellitinsyre og/eller pyromellitinsyre og hvis det er ønskelig de tilsvarende anhy-drider.

Egnede monokarboksylsyrer kan f.eks. være krotonsyre, kaproinsyre, kaprinsyre, 2-etylheksankarboksylsyre, laurinsyre, linolensyre, oljesyre, abitinsyre, benzosyre og p-tert.benzosyre. Ved fremstillingen av den oksydativt tørkende alkydharpiksen kan man også bruke et glycerid, f.eks. risinusolje, dehydrert risinusolje, kokonøttolje, linfrøolje, soyaolje eller tungolje. Egnede oksydative tørkende oljer er bl.a. umettede fettsyreestere av polyoler, såsom glycerol, trimetylolpropan og.pentaerytritol og allyletere av polyoler,

Alkydharpiksen kan hvis det er ønskelig modifi-seres med aromatiske eller alifatiske monoisocyanater eller di-' isocyanater. Dette kan f.eks. gjøres ved å erstatte en del av monokarboksylsyren eller dikarboksylsyren med det brukte iso-cyanat. Eksempler på egnede isocyanater er heksametylendiiso-cyanat, 2,2-bis(4-isocyanatosykloheksyl)propan, bis(2-iso-cyanatoetyl)fumarat, bis(4-isocyanatosykloheksyl)metan, dimeryl-diisocyanat, isoforondiisocyanat, 2,2,4- eller 2,4,4-trimetyl-heksametylendiisocyanat, benzen-1,4-diisocyanat, og foretrukket er toluendiisocyanat.

Polymeren av em etylenisk umettet ester som ifølge foreliggende oppfinnelse brukes som nevnte andre polymerkompo-nent i den vandige dispersjon, kan fremstilles av en eller flere acrylatestere og/eller metacrylatestere og/eller en eller flere vinylestere. Polymeren inneholder minst 10%, fortrinnsvis fra 30 til 70 vekt-% av en.etylenisk umettet ester. Polymeren kan videre inneholde andre monomerer hvis det er ønskelig, såsom styren, vinylklorid, vinylidenklorid, etylen og krotonsyre.

Som eksempler på egnede vinylestere kan nevnes vinylacetat, vinylpropionat, vinylversatat og vinyllaurat. Egnede acryliske . eller metacryliske estere er f.eks. metylacrylat, metylmetacrylat, butylacrylat, 2-etylheksylacrylat,

Det oksydativt tørkende bindemiddel og polymeren

av den umettede ester kan kombineres på en hver egnet måte, f.eks. ved at man tilsetter førstnevnte til den vandige dispersjonen av polymeren av den umettede ester.

Den vandige dispersjonen av den filmdannende polymer har vanligvis et innhold av faste stoffer varierende fra 40 til 60%.

Det er foretrukket at den vandige dispersjon bør stabiliseres påkkjent måte med et anjonisk emulgeringsmiddel i kombinasjon hvis det er ønskelig, med en mindre mengde av et ikke-jonisk emulgeringsmiddel.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er vanligvis vekt-forholdet mellom det oksydativt tørkende bindemiddel og polymeren av den etyleniske umettede ester i området fra 10 : 90

til 50 : 50, fortrinnsvis fra 30 : 70 til 45 : 55. Man har funnet at dispersjoner som inneholder mindre enn 10 vekt-% av det oksydativt tøjpkende bindemiddel (basert på den totale mengde av polymer) resulterer i dårlig klebeevne mellom belegget av polymeren og substratet, og hvis dispersjonen inneholder mer enn 50 vekt-% bindemiddel så fører dette til uønskede lange herdetider for polymeren.

Den vandige dispersjon av den filmdannende polymer kan inneholde andre additiver såsom pigmenter, fyllstoffer, ant i-skumdannels e smidler, dispergeringsmidler, fortykningsmidler, fungisider, samoppløsningsmidler, ut-tørkningsmidler som metall-naftenater, basiske forbindelser som ammoniakk samt harpikser. Videre kan en vandig polymerdispersjon inneholde organiske opp-løsningsmidler, f.eks. toluen eller xylen, og disse oppløsnings-midler kan tilsettes den avsluttende polymerdispersjon eller til separate dispersjoner av det oksydativt tørkende bindemiddel og/eller polymeren av den etylenisk umettede ester.

Fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse kan med fordel brukes for pålegning av et tykt lag av primer på et substrat, f.eks. ved. Substratet trenger ikke å være forbe-handlet i det hele tatt. Hvis det er ønskelig kan det i visse tilfeller strykes med sandpapir før koaguleringsmidlet pålegges1. Etter at den filmdannende polymer er pålagt substratet som en primer eller første strøk, så kan gjenstanden gies et avsluttende strøk med en hver sort av maling eller lakk hvis dette er ønskelig. Det strøk eller det lag som er pålagt substratet ved hjelp av foreliggende oppfinnelse har god elastisitet, god herdbarhet og holdbarhet og høy permeabilitet for vanndamp.

Eksempel I.

I et 25 l's kar ble det suksessivt ved romtemperatur tilsatt l62 vektdeler av et fortykningsmiddel (hydroksyetyl-cellulose, 12%'s oppløsning i vann) 25 vektdeler etylenglykol, 1 vektdel av et anti-skumdannelsesmiddel, 6 vektdeler av en vann-oppløselig fuktemiddel og 40 vektdeler demineralisert vann, idet man brukte et Cowles-disperseringsapparat med hastighet på 200 - 300 omdr./min. Så snart blandingen var homo-flgen tilsatte man 330 deler av en blanding fremstilt av titandioksyd og kalk under røring. Deretter ble hastigheten på dispergeringsapparatet øket til 2000 omdr./min., og i løpet av 20 minutter fikk man en par-tikkelstørrelse på nesten hO^um, hvoretter blandingen ble av-kjølt. På dette tidspunkt ble det under rørihg tilsatt 512 deler av et metylmetacrylat-butyl-acrylat-styren-sampolymer (20 : 30 : 50)emulsjon med et innhold av faste stoffer på 46%, og en mini-mumsfilmdannende temperatur på 15°C, hvoretter man tilsatte 230 vektdeler av en fettalkydharpiksoppløsning (70% i white spirit) inneholdende et vanlig tørkemiddel.

Den resulterende dispersjon ble fortynnet til en viskositet på 20 sekunder ( Din Cup 4 ved 20°C) ved hjelp av demineralisert vann.

En malingsdispersjon for dypping fremstilt som beskrevet ovenfor ble oppbevart i et trau og holdt sirkulerende ved hjelp av.en pumpe. En vindusramme som hang fra et tran-sportbelte ble dyppet i 20 sekunder i en 10%'s oppløsning av aluminiumsulfat igvann ved romtemperatur.

Etter at vannet var avrent ble vindusrammen.noe tør-ket ved hjelp av varm luft og deretter i kort tid nedsenket i nevnte bad som inneholdt ovennevnte malingsdispersjon.

Så snart hele overflaten var blitt fuktet med ma-lingen ble gjenstanden tatt ut av badet og man kunne på vindus-rammen se et tykt lag eller belegg av dispersjonen.

Belegget var jevnt fordelt på hele overflaten.

Etter 3 timers lagring ved romtemperatur var filmen så tørr at et tommeltrykk i 1 minutt ikke ga noen merker.

Tørking i 30 minutter i en tunnel eller en ovn med svak luftsirkulasjon ved ca. 50°C fører til samme resultater.

Overflaten har et matt utseende og er ikke klebrig. Fyllingsevnen og festeevnen på skarpe kanter er utmerket. Den midlere tykkelse på den tørre filmen var fra 100 til

120 ^u. Festeevnen var utmerket.

Etter akselerert elding i 90 timer ved 50°C fant man at beleggets elastisitet var meget god. Etter tørking ved romtemperatur kan vindusrammer belagt på denne måte stables fra 6 til 8 timer etter at de er belagt. Det tørkede belegget kan lett pusses med sandpapir 280 (silikonpapir) og på vanlig måte kan dé belegges med et strøk av en alkydharpiksmaling eller en annen type maling.

Eksemplene 2 til 2k .

Eksempel 1 ble gjentatt bortsett fra at man brukte de forbindelser og betingelser som er angitt i tabell 1. Dekk-evnen og festeevnen på kanter varierte fra god til utmerket.

Som en sammenlikning gjentok man eksempel 1 bortsett fra at man brukte en vandig dispersjon henholdsvis av et poly-uretan, polytetrafluoreten, et polyacrylat, en sampolymer av vinylacetat og styren samt en sampolymer av etylen og vinylacetat som filmdannende polymer. Man fant i alle tilfeller imidlertid at polymerens festeevne til substratet var meget dårlig.

Claims

1.. Fremgangsmåte for belegging av et substrat med et klebende belegg eller strøk av en filmdannende polymer ved at man først pålegger substratet et strøk av et koaguleringsmiddel for polymeren og deretter bringer det således behandlede substrat i kontakt med en vandig dispersjon av en filmdannende polymer som så vil koagulere på substratet, hvoretter man tør-ker det våte polymerlaget, karakterisert ved at man bruker et substrat som helt eller delvis består av cellulose og ved .at den vandige polymerdispersjonen er en vandig dispersjon fremstilt av et oksydativt tørkende bindemiddel og en polymer av en etylenisk umettet ester i et vektforhold varierende fra 10 : 90 til 50 : 50.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at substratet er ved, fiberplate eller sponplate.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det oksydativt tørkende bindemiddel og polymeren av nevnte etylenisk umettede ester brukes i et vektforhold mellom 30 : 70 og k- 5 : 55.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvert av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det oksydativt tørkende bindemiddel er en oksydativt tørkende alkydharpiks. 5» Belagt substrat, karakterisert ved åt være fremstilt ved en hver av fremgangsmåtene ifølge kravene 1 til k.