WO2010127910A1 - Coating agent, method for producing a coating agent and coated object - Google Patents

Coating agent, method for producing a coating agent and coated object Download PDF

Info

Publication number
WO2010127910A1
WO2010127910A1 PCT/EP2010/053964 EP2010053964W WO2010127910A1 WO 2010127910 A1 WO2010127910 A1 WO 2010127910A1 EP 2010053964 W EP2010053964 W EP 2010053964W WO 2010127910 A1 WO2010127910 A1 WO 2010127910A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
meth
acrylate
polymer
coating composition
monomers
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/053964
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bardo Schmitt
Reinhold Martin
Martina Ebert
Original Assignee
Evonik Röhm 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 Röhm Gmbh filed Critical Evonik Röhm Gmbh
Publication of WO2010127910A1 publication Critical patent/WO2010127910A1/en

Links

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
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • 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
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers 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 a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1804C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
    • 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
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • 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

  • Coating composition process for producing a coating and coated article
  • the present invention relates to a coating agent, a process for producing a coating and a coated article.
  • Coating agents in particular paints, have been produced synthetically for a long time. Based on their economic importance, considerable efforts have been made to adapt the properties of these coating compositions to different needs. For this purpose, additives are often used or the binder modified as such. However, an optimization of a certain property often leads to disadvantages with respect to other features of these coating compositions.
  • prior art coating compositions comprising compounds having oxazolidine groups are known.
  • the prior art includes documents DE-A 26 10 406, EP-A 0 409 459, EP-A-0 728 822, US 5,672,379, US 3,037,006 and EP-A-0 302 373.
  • the document DE-A 26 10 406 relates to compositions containing at least one oxazolidine and at least one polyanhydride and to harden in the presence of water, harden chemically resistant polymer materials.
  • a variety of different oxazolidines and polyanhydrides are enumerated, wherein the proportion of oxazolidine groups or anhydride groups in these compounds is not specified.
  • polyanhydrides are used which by reaction of maleic anhydride with wood oil.
  • a coating agent comprising copolymers with acid anhydride groups and copolymers with oxazolidine groups is not explicitly stated.
  • only polymers which have been prepared in solvents are described.
  • the document EP-A 0 409 459 describes aqueous dispersions comprising a polyfunctional amine polymer and an anionically stabilized emulsion polymer.
  • homopolymers obtained by polymerization of oxazolidine ethyl methacrylate (OXEMA) in particular are used in combination with copolymers comprising acid groups.
  • Polymers with a low content of oxazolidine groups are not explicitly listed in this publication, wherein the proportion of comonomers is limited to 80 wt .-%.
  • EP-A-0 728 822 discloses coating compositions comprising at least one film-forming polymer having anionic properties and at least one water-soluble or water-dispersible polymer having amino groups.
  • the amino group-containing polymer comprises at least 20% by weight of units derived from monomers having an amino group.
  • mixtures of acid group-containing polymers and homopolymers obtained by polymerization of oxazolidine ethyl methacrylate (OXEMA) are set forth.
  • aqueous dispersions which can serve in particular for the production of road markings.
  • these aqueous dispersions may include polymers with acid groups and polymers with amino groups.
  • the polymers containing amino groups contain at least 20%, preferably min. at least 50% units derived from amino group-containing monomers.
  • only homopolymers of oxazolidine ethyl methacrylate are used.
  • the published patent application EP-A-0 302 373 describes moisture-curing binder compositions of polymers with maleic anhydride units and oxazolanes.
  • the oxazolanes have a molecular weight in the range of 87 to 10,000.
  • Polymers with a low content of oxazolidine groups are not listed in this document.
  • the compositions presented include larger amounts of organic solvents.
  • coating compositions described above already show a good property spectrum.
  • coatings obtainable from previously disclosed coating compositions exhibit relatively high swelling to organic solvents or water.
  • solvents or water can be improved by an additional crosslinking, for example with polyisocyanates.
  • this other properties of the coating materials in particular the processability, durability and, depending on the type of crosslinking agents used, the environmental impact reduced.
  • the coatings obtainable from the coating compositions should become dust-dry and tack-free after a very short time. Furthermore, the coating compositions should show a long pot life, based on the dust drying time, so that the coating composition can be processed for a relatively long time after opening the container.
  • the coatings obtainable from the coating compositions should achieve high stability against many different solvents as well as with respect to water, bases and acids.
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • the hardness of the coatings obtainable from the coating compositions should be able to be varied over a wide range.
  • particularly hard, scratch-resistant coatings should be able to be obtained from the coating compositions.
  • coatings obtainable from the coating compositions of the invention should have a relatively low brittleness in terms of hardness.
  • a coating composition which has a particularly long shelf life and durability.
  • Another object is to provide coating compositions which are useful in coatings lead to a high gloss.
  • the coatings obtainable from the coating compositions should have a high weather resistance, in particular a high UV resistance.
  • the coating compositions should show improved environmental compatibility.
  • the smallest possible amounts of organic solvents should be released into the environment by evaporation.
  • the coating compositions should have a low residual monomer content.
  • a coating composition according to the invention comprises at least one amino-containing (meth) acrylate polymer which comprises from 0.1 to 15% by weight of units derived from monomers containing oxazolidine groups, and 20 to 99.9 wt .-% of units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms.
  • A represents an ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, t-butylene or cyclohexylene group, with the ethylene group being particularly preferred.
  • ⁇ M) 'R 4 , R 5 , R 6 independently of one another, are hydrogen or methyl
  • n is an integer from 0 to 100, preferably 1 to 50
  • o and p independently of one another are an integer from 0 to 2.
  • (Meth) acrylate stands for esters of methacrylic acid and esters of acrylic acid and mixtures of these esters.
  • Monomers having oxazolidine groups are described, for example, in DE-A 26 10 406 filed on 12.03.1976 with the German Patent Office with the application number P 2610406.3; EP-A 0 409 459 filed on 09.07.1990 with the European Patent Office with the application number EP 90307464.9; EP-A-0 728 822, filed on 28.08.1996 at the European Patent Office with the application number EP 96300938.6; U.S. 5,672,379, filed Jul. 26, 1996, in the United States Patent Office (USPTO), Serial No. 687,851; and US 3,037,006 filed on Jul. 5, 1996 with the United States Patent Office (USPTO), application number 40,562; in which reference is made to these documents for the purpose of disclosure and the monomers comprising oxazolidine groups set out therein and their preparation are incorporated into the present application.
  • the monomers with oxazolidine groups set forth above can be obtained, for example, by transesterification of hydroxyl-containing oxazolidines with (meth) acrylates. Hydroxy-containing oxazolidines can be obtained, for example, by reacting amines with carbonyl compounds. Such reactions are described in the prior art set forth above, in particular in DE-A 26 10 406 and US 3,037,006.
  • the amino group-containing (meth) acrylate polymer comprises from 0.1 to 15% by weight, preferably from 1 to 8, and most preferably from 2 to 5% by weight of units derived from monomers having oxazolidine groups, based on Weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymer.
  • the (meth) acrylate polymers can preferably be obtained by free-radical polymerization. Accordingly, the proportion by weight of the respective units comprising these polymers results from the proportions by weight of corresponding monomers used to prepare the polymers, since the proportion by weight of groups derived from initiators or molecular weight regulators can usually be neglected.
  • the amino group-containing (meth) acrylate polymer comprises from 20 to 99.9% by weight, preferably from 30 to 98% by weight and most preferably from 60 to 96% by weight. % of units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms, based on the weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymer.
  • the alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms in the alkyl radical which have no double bonds or heteroatoms in the alkyl radical include (meth) acrylates having a linear or branched alkyl radical, such as, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate, Hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 3-isopropyl-propyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acryl
  • Cycloalkyl (meth) acrylates such as cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylates having at least one substituent on the ring, such as tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate and trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, Norbornyl (meth) acrylate, methylnorbornyl (meth) acrylate and
  • Adamantyl (meth) acrylate, 2-adamantyl (meth) acrylate, menthyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate may be used singly or as a mixture.
  • (Meth) acrylate polymer include units derived from comonomers. These include, inter alia, (meth) acrylates having a hydroxy group in the
  • Alkyl radical in particular
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate preferably 2-hydroxyethyl methacrylate
  • Hydroxypropyl (meth) acrylate for example, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, preferably hydroxypropyl methacrylate
  • amino-containing (meth) acrylate polymers which have from 0 to 10% by weight, preferably from 0.5 to 8% by weight and more preferably from 1 to 5% by weight, of units derived from Derived acid group-containing monomers, based on the total weight of the polymer.
  • 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; polyalkoxylated derivatives of (meth) acrylic acid, in particular polypropylene glycol mono (meth) acrylate with 2 to 10, preferably 3 to 6 propylene oxide units, preferably polypropylene glycol monomethacrylate with about 5 propylene oxide units (PPM5), polyethylene glycol mono (meth) acrylate with 2 to 10, preferably 3 to 6 ethylene oxide units, preferably
  • Polybutylene glycol mono (meth) acrylate polyethylene glycol polypropyleneglycol mono (meth) acrylate;
  • (Meth) acrylamides in particular N-methylol (meth) acrylamide, N 1 N- dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, tert-butylaminoethyl methacrylate, methacrylamide and acrylamide; and
  • the polymerization conditions in which a polymer to be used according to the invention is prepared are preferably selected such that the largest possible proportion of the double bonds of the alkyl radical is retained during the polymerization. This can be done for example by steric hindrance of the double bonds contained in the alcohol radical. Furthermore, at least a part, preferably all of the double bonds contained in the alkyl radical of the (meth) acrylic monomer, has a lower reactivity in a free-radical polymerization than a (meth) acrylic group, so that preferably no further (meth) acrylic groups in the alkyl radical are included.
  • R 1 is hydrogen or methyl
  • X is independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, and R 8 is a linear or branched radical having 8 to 40, preferably 10 to 30 and more preferably 12 to 20 carbon atoms, which has at least one CC double bond.
  • Suitable alcohols include octenol, nonenol, decenol, undecenol, dodecenol, tridecenol, tetradecenol, pentadecenol, hexadecenol, heptadecenol, octadecenol, nonadecenol, ikosenol, docosenol, octadiene-ol, nonanoedia-ol, deca- dien-ol, undecadiene-ol, dodecadiene-ol, trideca-dien-ol, tetradeca-dien-ol, pentadeca-dien-ol, hexadeca-dien-ol, heptadeca-dien-ol, octadeca-diene ol, Nonadeca-dien-ol, Ikos
  • the preferred (meth) acrylates obtainable by this process include, in particular, octadiene-yl (meth) acrylate, octadeca-diene-yl (meth) acrylate, octadecanetrienyl (meth) acrylate, Hexadecenyl (meth) acrylate, octadecenyl (meth) acrylate and hexadecadienyl (meth) acrylate.
  • the preferred (meth) acrylates obtainable by this process include, in particular, (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl linoleic acid ester, (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl linolenic acid ester and (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl oleic acid ester.
  • R 1 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 the formula NR 'in which R' represents hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z 1 represents a linking group and R 9 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms.
  • R 1 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 1 is a linking group, R is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms and R 9 is an unsaturated group having 9 to 25 carbon atoms.
  • 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 groups
  • the heteroaliphatic 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.
  • Preferred alkyl groups include the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 1-butyl, 2-butyl, 2-methylpropyl or tert-butyl group.
  • the group Z 1 in formulas (IV) and (V) 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 a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, t-butylene or cyclohexylene group, wherein the Ethylene group is particularly preferred.
  • the group R 9 in formula (IV) and (V) represents 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.
  • Particularly preferred monomers according to formula (IV) or (V) are methacryloyloxy-2-ethyl-oleic acid amide, methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide and / or methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide.
  • the (meth) acrylic monomers of the formula (IV) or (V) can be obtained in particular by multistage processes.
  • a first step 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 (IV) or (V).
  • intermediates obtained for example carboxamides which have hydroxyl groups in the alkyl radical
  • intermediates obtained can be purified.
  • intermediates obtained can be reacted without expensive purification to the (meth) acrylic monomers of formula (IV) or (V).
  • the (meth) acrylic monomers having 8 to 40, preferably 10 to 30 and particularly preferably 12 to 20 carbon atoms and at least one double bond in the alkyl radical include in particular monomers of the general formula (VI)
  • R 1 is hydrogen or a methyl group
  • X is oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms
  • R 10 is an alkylene group having 1 to 22 carbon atoms
  • Y is oxygen, sulfur or a group of Formula NR ", wherein R" is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms
  • R 11 is an unsaturated radical having at least 8 carbon atoms and at least two CC double bonds.
  • the radical R 10 is an alkylene group having 1 to 22 carbon atoms, preferably 1 to 10, particularly preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • the radical R 10 represents, according to a particular embodiment of the present invention, an alkylene group having 2 to 4, more preferably 2 carbon atoms.
  • the alkylene groups having 1 to 22 carbon atoms include in particular the methylene, ethylene, propylene, isopropylene, n-butylene, iso-butylene, t-butylene or cyclohexylene group, with the ethylene group being particularly preferred.
  • the radical R 11 comprises at least two CC double bonds which are not part of an aromatic system.
  • the radical R 11 represents a group with exactly 8 carbon atoms, which has exactly two carbon-carbon double bonds.
  • the radical R 11 preferably represents a linear hydrocarbon radical which has no heteroatoms.
  • the radical R 11 in formula (VI) may comprise a terminal double bond.
  • the radical R 11 in formula (VI) can not comprise a terminal carbon-carbon double bond.
  • the double bonds contained in the radical R 11 may preferably be conjugated. According to another preferred embodiment of the present invention, the double bonds contained in the radical R 11 are not conjugated.
  • the (meth) acrylic monomers of the general formula (VI) include, inter alia, 2 - [((2-E) octa-2,7-dienyl) methylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [( (2-Z) octa-2,7-dienyl) methylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [((3-E) octa-3,7-dienyl) methylamino] ethyl-2-methylpropyl 2-enoate,
  • X is oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, R 10 is an alkylene group having 1 to 22 carbon atoms, Y is oxygen, sulfur or a group of the formula NR ", where R "Represents hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, and R 11 is an at least double unsaturated radical having at least 8 carbon atoms.
  • the preferred starting materials of the formula (VII) include (methyl (octa-2,7-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-2,7-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-2,7-dienyloxyethanol, (methyl octa-2,7-dienyl) amino () ethylamine,
  • the telomerization of 1, 3-butadiene using metal compounds comprising metals of the 8th to 10th group of the Periodic Table of the Elements can be carried out as a catalyst, wherein palladium compounds, in particular Palladiumcarbenkomplexe, which are set forth in more detail in the above-mentioned documents, can be used with particular preference.
  • dialcohols such as ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol; Diamines such as ethylenediamine, N-methylethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediannine or hexamethylenediamine; or aminoalkanols, such as aminoethanol, N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, aminopropanol, N-methylaminopropanol or N-ethylaminopropanol.
  • Diamines such as ethylenediamine, N-methylethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediannine or hexamethylenediamine
  • aminoalkanols such as aminoethanol, N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, aminopropanol, N-methylaminopropanol or N-ethylaminopropanol.
  • the preparation of isomers from compounds having an octa-2,7-dienyl group can be carried out by isomerization of the double bonds contained in the compounds having an octa-2,7-dienyl group.
  • Examples of monomers having at least one carboxylic anhydride group are maleic anhydride, derivatives of maleic anhydride, such as methylmaleic anhydride, dimethylmaleic anhydride or phenylmaleic anhydride, and itaconic anhydride.
  • maleic anhydride is particularly preferred.
  • monomer mixtures which comprise monomers having at least one carboxylic acid group and monomers having at least one carboxylic acid anhydride group.
  • functional polymers comprising a higher proportion of units derived from monomers having at least one carboxylic acid group than units derived from monomers having at least one carboxylic anhydride group.
  • the molar ratio of carboxylic acid groups to carboxylic anhydride groups in the functional polymer is greater than 1.5, more preferably greater than 2, and most preferably greater than 5.
  • Alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms have been previously set forth, so reference is hereby made.
  • An amino-containing (meth) acrylate polymer and / or a functional polymer to be used according to the invention may preferably be from 0 to 60% by weight, preferably from 0.5 to 30% by weight, more preferably from 1 to 20% by weight and completely most preferably comprise from 2 to 15% by weight of units derived from (meth) acrylic monomers having in the alkyl radical at least one double bond and from 8 to 40 carbon atoms, based on the weight of the respective polymer.
  • the proportion of compounds having two or more (meth) acrylic groups is preferably at most 5 wt .-%, in particular at most 2 wt .-%, particularly preferably at most 1 wt .-%, particularly preferred not more than 0.5% by weight and very particularly preferably not more than 0.1% by weight, based on the total weight of the monomers.
  • the molecular weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymers and the functional polymers can be in a wide range.
  • the weight-average molecular weight is usually at least 1000 g / mol, preferably at least 2000 g / mol and very particularly preferably at least 5000 g / mol.
  • polymers having a relatively high molecular weight can be used.
  • amino-containing (meth) acrylate polymers or functional polymers can be obtained in particular by emulsion polymerization, the weight-average molecular weight of these polymers being, for example, in the range from 100,000 to 10,000,000 g / mol, particularly preferably in the range from 200,000 to 500,000 g / mol can lie.
  • Emulsion polymers are notable in particular for their high environmental compatibility, since they often require no organic solvents and can have a particularly low residual monomer content.
  • low molecular weight polymers to be used according to the invention may also be used.
  • These amino group-containing (meth) acrylate polymers or functional polymers may, for example, have a weight average molecular weight in the range from 1000 to 150000 g / mol, in particular 4000 to 100000 g / mol, particularly preferably in the range from 5000 to 50 000 g / mol.
  • Low molecular weight polymers are widely used in organic solvent coating compositions. Coating compositions comprising organic solvents show good processability over a wide range of temperature and humidity.
  • the ratio of the weight average molecular weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymer to the weight average molecular weight of the functional polymer can be in the range of 5: 1 to 1: 5, more preferably in the range of 2: 1 to 1: 2 lie.
  • amino-containing (meth) acrylate polymers or functional polymers which have a polydispersity index M w / M n in the range from 1 to 5, particularly preferably in the range from 2 to 3.
  • the molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) against a PMMA standard.
  • the glass transition temperature of the polymers to be used according to the invention namely the amino group-containing (meth) acrylate polymers and the functional polymers, is preferably in the range from -60 0 C to 100 0 C, in particular -30 ° C to 70 0 C particularly preferred in the range of -20 to 40 ° 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), in particular according to DIN EN ISO 11357.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the glass transition temperature can be determined as the center of the glass stage of the second heating curve at a heating rate of 10 0 C per minute.
  • 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:
  • Tg n the glass transition temperature in Kelvin of the homopolymer of the monomer n.
  • poly (methyl methacrylate) has a glass transition temperature of 378K, poly (butyl methacrylate) of 297K, poly (isobornyl methacrylate) of 383K, poly (isobornyl acrylate) of 367K, and poly (cyclohexyl methacrylate) of 356K.
  • the polymer may have one or more different glass transition temperatures. This information therefore applies to at least one segment which satisfies the characteristics of the amino group described above. pen-containing (meth) acrylate polymer or the functional polymer.
  • the architecture of the polymers to be used according to the invention is not critical for many applications and properties.
  • 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.
  • the emulsion polymer in particular the amino group-containing (meth) acrylate polymer and / or the functional polymer is a random copolymer in which the monomer composition is substantially constant via the polymerization.
  • the monomers may have different copolymerization parameters, the exact composition may vary across the polymer chain of the polymer.
  • the polymers to be used according to the invention can be homogeneous polymers which, for example, form particles with a constant composition in an aqueous dispersion.
  • the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the functional polymer, which are preferably an emulsion polymer may be one or more Segments exist, each of which is obtainable by polymerization of a monomer mixture.
  • the polymers to be used according to the invention can be a core-shell polymer which can have one, two, three or more shells.
  • 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 iodine number of polymers to be used according to the invention can preferably be in the range from 0 to 300 g of iodine per 100 g of polymer, preferably in the range from 2 to 250 g of iodine per 100 g of polymer, more preferably 5 to 100 g of iodine per 100 g of polymer and most preferably 10 to 50 g of iodine per 100 g of polymer, measured in accordance with DIN 53241-1.
  • coating compositions in which the functional polymer differs from the amino group-containing (meth) acrylate polymer. can become.
  • coating agents are preferred in which the difference between the acid number of the functional polymer and the acid number of the amino group-containing (meth) acrylate polymer is at least 0.1 mg KOH / g and more preferably at least 1 mg KOH / g.
  • the hydroxyl number of the polymers to be used according to the invention may preferably be in the range from 0 to 150 mg KOH / g, more preferably 20 to 120 mg KOH / g and most preferably in the range from 40 to 100 mg KOH / g.
  • the hydroxyl number can be determined according to DIN EN ISO 4629.
  • the polymers to be used according to the invention can be obtained, in particular, by solution polymerizations, bulk polymerizations or emulsion polymerizations, it being possible to achieve surprising advantages by means of a radical-elastic emulsion polymerization. These are set forth in LJII-Mann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition.
  • ATRP Atom Transfer Radical Polymerization
  • NMP Non-mediated polymerization
  • RAFT Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer
  • emulsion polymerization Methods of emulsion polymerization are set forth, inter alia, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition.
  • an aqueous phase is prepared, the usual addition to water additives, especially emulsifiers and protective colloids for stabilizing the emulsion.
  • the emulsion polymerization can be carried out, for example, as a miniemulsion or as a microemulsion, described in detail in Chemistry and Technology of Emulsion Polymerization, A.M. van Herk (editor), Blackwell Publishing, Oxford 2005 and J. O'Donnell, E.W. Kaier, Macromolecular Rapid Communications 2007, 28 (14), 1445-1454.
  • a miniemulsion is customary characterized by the use of costabilizers or swelling agents, many of which use long-chain alkanes or alkanols.
  • 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.
  • core-shell polymers can also be prepared.
  • the composition of the monomer mixture can be changed stepwise, wherein before changing the composition Polymerization is preferably up to a conversion of at least 80 wt .-%, more preferably at least 95 wt .-%, in each case based on the total weight of the monomer mixture used, polymehsiert.
  • Core-shell polymer here stands for a polymer which has been prepared by a two-stage or multistage emulsion polymerization, without the core-shell structure having been demonstrated, for example, by electron microscopy.
  • 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 composition for producing the core preferably comprises from 50 to 100% by weight of (meth) acrylates, with a mixture of acrylates and methacrylates being used with particular preference.
  • the weight ratio of acrylates to methacrylates in the core may be greater than or equal to 1, more preferably greater than or equal to 2.
  • a monomer mixture may preferably be grafted onto it or polymerized onto the core, which contains 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 2 to 15% by weight, in particular 5 to 10% by weight.
  • Monomer with oxazolidine groups Monomer with oxazolidine groups.
  • 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.
  • 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 ammonium salts of peroxodisulfuric acid, 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, Encyclopaedia of Chemical Technology, Vol. 1, p. 386ff, J. Wiley, 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.
  • 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.
  • 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 radical 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.
  • Particularly preferred anionic emulsifiers include in particular fatty alcohol ether sulfates, diisooctyl sulfosuccinate, lauryl sulfate, C15- Paraffin sulfonate, which compounds can generally be used as the alkali metal salt, in particular as the sodium salt.
  • These compounds can in particular be obtained commercially 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.
  • Useful nonionic emulsifiers include tert-octylphenol ethoxylate with 30 ethylene oxide units and fatty alcohol polyethylene glycol ethers 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.
  • 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.
  • Mixtures comprising a sulfate, in particular a fatty alcohol ether sulfate, a lauryl sulfate, or a sulfonate, in particular a diisooctyl sulfosuccinate or a paraffin sulfonate as anionic emulsifier and an alkylphenol ethoxylate or a fatty alcohol polyethylene glycol ether, each preferably 8 to 20 carbon atoms in the alkyl radical and 8 to 40 ethylene oxide units have proven particularly useful as a nonionic emulsifier.
  • the emulsifiers can also be used in admixture with protective colloids.
  • Suitable protective colloids include, among others, 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 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.
  • the polymerization is preferably started by heating the batch to the polymerization temperature and initially and / or adding the initiator, preferably in aqueous solution.
  • a part of the monomers can be initially charged in the reactor and the remainder added over a certain period of time.
  • the feed may be interrupted for a few minutes after e.g. 1-5% of the monomers are added.
  • the dosages of emulsifier and monomers can be carried out separately or preferably as a mixture, in particular as an emulsion in water.
  • the emulsion polymerization can be carried out in a wide pH range. It is preferably between 2 and 9. In a particular embodiment, the polymerization is carried out at pH values between 4 and 8, in particular between 6 and 8. Likewise, the dispersion after the polymerization can be adjusted to a preferred pH range for the application. For pigmented coating systems, the range is generally 8 - 9 or above.
  • the molecular weight of the polymers is initially uncritical within wide limits.
  • Preferred emulsion polymers having a high content of polymers which are insoluble in THF may be obtained in the manner set forth above.
  • the reaction parameters to obtain a high molecular weight are known.
  • the use of molecular weight regulators can be dispensed with.
  • Coating compositions that are particularly easy and easy to process may also have lower molecular weight polymers, with the solvent resistance and hardness of these coatings reaching a relatively high level.
  • these polymers having a particularly good processability, a molecular weight below 1 000 000 g / mol, preferably below 500 000 g / mol and more preferably below 250 000 g / mol.
  • the molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) against a PMMA standard.
  • Low molecular weight polymers especially emulsion polymers, can be obtained by the addition of molecular weight regulators to the reaction mixture before or during polymerization.
  • molecular weight regulators for this Sulfur-free molecular weight regulators and / or sulfur-containing molecular weight regulators may be used.
  • the sulfur-free molecular weight regulators include, but are not limited to, dimeric ⁇ -methylstyrene (2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene), enol ethers of aliphatic and / or cycloaliphatic aldehydes, terpenes, ⁇ -terpinene, Terpinolene, 1,4-cyclohexadiene, 1,4-dihydronaphthalene, 1, 4,5,8-tetrahydronaphthalene, 2,5-dihydrofuran, 2,5-dimethylfuran and / or 3,6-dihydro-2H-pyran, is preferred dimeric ⁇ -methylstyrene.
  • the sulfur-containing molecular weight regulators used may preferably be mercapto compounds, dialkyl sulfides, dialkyl disulfides and / or diaryl sulfides.
  • the following polymerization regulators are given by way of example: di-n-butyl sulfide, di-n-octyl sulfide, diphenyl sulfide, thiodiglycol, ethylthioethanol, diisopropyl disulfide, di-n-butyl disulfide, di-n-hexyl disulfide, diacetyl disulfide, diethanol sulfide, di-n-butyl sulfide.
  • Preferred compounds used as molecular weight regulators are mercapto compounds, dialkyl sulfides, dialkyl disulfides and / or diaryl sulfides. Examples of these compounds are ethyl thioglycolate, 2-ethylhexyl thioglycolate, cysteine, 2-
  • Mercaptoethanol 1, 3-mercaptopropanol, 3-mercaptopropane-1,2-diol, 1,4-mercaptobutanol, mercaptoacetic acid, 3-mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, thioglycerol, thioacetic acid, thiourea and alkyl mercaptans such as n-butylmercaptan, n- Hexylmercaptan or n-dodecylmercaptan.
  • Particularly preferred polymerization regulators are mercaptoalcohols and mercaptocarboxylic acids.
  • the molecular weight regulators are preferably used in amounts of 0.05 to 10, more preferably 0.1 to 5 wt .-%, based on the monomers used in the polymerization. Of course, mixtures of polymerization regulators can also be used in the polymerization.
  • polymerizations using molecular weight regulators can be used to reduce the minimum film-forming temperature (MFT) of the polymers obtainable thereby.
  • the proportion of molecular weight regulators can be dimensioned such that the polymers or the coating compositions of the invention have a minimum film-forming temperature (MFT) of at most 60 ° C., more preferably at most 50 ° C., and very particularly preferably at most 40 ° C, which can be measured according to DIN ISO 2115. The higher the proportion of molecular weight regulators, the lower the minimum film-forming temperature.
  • 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.
  • the emulsion polymer in particular the amino group-containing (meth) acrylate polymer or the functional polymer is uncrosslinked or crosslinked so low that the soluble in tetrahydrofuran (THF) at 20 0 C content above 60 wt .-% based on the weight of Emulsion polymers is.
  • the emulsion polymer may contain from 2 to 60% by weight, more preferably from 10 to 50% by weight, and most preferably 20 to 40 wt .-%, based on the weight of the emulsion polymer which is soluble in THF at 20 0 C.
  • soluble portion of a dried sample of polymethyl risats is stored in a 200-fold amount of solvent, based on the weight of the sample, at 20 0 C for 4 h.
  • the drying is carried out so that no possible self-crosslinking occurs. This can be done for example by freeze-drying.
  • the solution is separated from the insoluble fraction, for example by filtration.
  • 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.
  • coating compositions with amino group-containing (meth) acrylate polymers and functional polymers which have a very similar solubility behavior in THF.
  • the difference between the solubility of the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the solubility of the functional polymer in tetrahydrofuran (THF) at 20 ° C. in preferred coating compositions is preferably at most ⁇ 20%, more preferably at most ⁇ 10%, and most especially preferably at most ⁇ 5%.
  • the particle radius of the emulsion polymers can be in a wide range.
  • emulsion polymers having a particle radius in the range of 10 to 500 nm, preferably 10 to 100 nm, particularly preferably 20 to 60 nm can be used.
  • particle radii below 50 nm can be advantageous for the film formation and the coating properties.
  • the radius of the particles can be determined by PCS (Photon Correla- tion spectroscopy), the data given refer to the r50 value (50% of the particles are smaller, 50% are larger).
  • PCS Photon Correla- tion spectroscopy
  • a Beckman Coulter N5 Submicron Particle Size Analyzer can be used for this purpose.
  • the difference between the particle radius of the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the particle radius of the functional polymer in preferred coating compositions is preferably at most ⁇ 30 nm, more preferably at most ⁇ 20 nm, and most preferably at most ⁇ 10 nm.
  • coating compositions which preferably contain from 40 to 80% by weight, particularly preferably from 50 to 75% by weight, of polymers to be used according to the invention.
  • Coating agents in which the weight ratio of amino group-containing (meth) acrylate polymer to functional polymer is in the range from 10: 1 to 1:10, preferably from 5: 1 to 1: 5 and particularly preferably in the range from 2: 1 to 1: 2 is located.
  • the present coating compositions show the tendency of self-crosslinking.
  • self-crosslinking in this context refers to a possible reaction of the oxazolidine groups or the amino groups derived therefrom with the carboxylic acid or carboxylic anhydride groups of the functional polymer be accelerated in particular by heat treatment of the films at temperatures above 60 0 C, more preferably above 100 0 C.
  • the time over which the films are crosslinked at temperatures above room temperature is, for example, the pH of the film and the nature and amount of the oxazolidine group-bearing or carboxylic acid or carboxylic anhydride group-comprising repeat units and the desired one mechanical strength of the coating or chemical resistance dependent.
  • This self-crosslinking can preferably be carried out to tack-free according to DIN 53150 or beyond, wherein according to another embodiment, the self-crosslinking to exactly the freedom from gluten according to DIN 53150 takes place.
  • Crosslinked films are often characterized by high solvent resistance and excellent mechanical properties.
  • Coatings which have been subjected to a heat treatment have clear advantages in terms of chemical resistance and mechanical properties, in particular tensile strength and pendulum hardness. Thus, chemical resistance and mechanical properties can be improved to an unexpected degree by annealing.
  • the coating compositions according to the invention can be crosslinked in particular by crosslinking agents which can react with the amino groups of the (meth) acrylate polymer to be used according to the invention and / or the acid or acid anhydride groups of the functional polymer.
  • the preferred crosslinking agents include in particular polyisocyanates or compounds which release polyisocyanates.
  • Polyisocyanates are compounds having at least 2 isocyanate groups.
  • the polyisocyanates which can be used according to the invention may comprise any desired aromatic, aliphatic, cycloaliphatic and / or (cyclo) aliphatic polyisocyanates.
  • the preferred aromatic polyisocyanates include 1, 3 and
  • Preferred aliphatic polyisocyanates have 3 to 16 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms, in the linear or branched alkylene radical and suitable cycloaliphatic or (cyclo) aliphatic diisocyanates advantageously 4 to 18 carbon atoms, preferably 6 to 15 carbon atoms, in the cycloalkylene radical.
  • suitable cycloaliphatic or (cyclo) aliphatic diisocyanates advantageously 4 to 18 carbon atoms, preferably 6 to 15 carbon atoms, in the cycloalkylene radical.
  • (cyclo) aliphatic diisocyanates the skilled worker understands at the same time cyclic and aliphatic bound NCO groups, as z.
  • B. isophorone diisocyanate is the case.
  • cycloaliphatic diisocyanates are understood to be those which have only NCO groups bonded directly to the cycloaliphatic ring, eg. B. H 12 MDI.
  • Examples are cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, ethylcyclohexane diisocyanate, propylcyclohexane diisocyanate, methyldiethylcyclo hexane diisocyanate, propane diisocyanate, butane diisocyanate, pentane diisocyanate, hexane diisocyanate, heptane diisocyanate, octane diisocyanate, nonane diisocyanate, nonane triisocyanate, such as 4-isocyanatomethyl-1, 8-octane diisocyanate (TIN), decane diisocyanate and triisocyanate, undecaned
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • H 12 MDI diisocyanatodicyclohexylmethane
  • MPDI 2-methylpentane diisocyanate
  • TMDI 2,2,4-thmethylhexamethylene diisocyanate / 2,4,4-thymethylhexamethylene diisocyanate
  • NBDI norbornane diisocyanate
  • aliphatic, cycloaliphatic and araliphatic, d. H. Aryl-substituted aliphatic diisocyanates are described, for example, in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Volume 14/2, pages 61-70 and in the article by W. Siefken, Justus Liebigs Annalen der Chemie 562, 75-136.
  • mixtures of the polyisocyanates can be used.
  • This preferred class of polyisocyanates can be prepared by dimerization, trimerization, allophanatization, biuretization and / or urethanization of simple diisocyanates compounds having more than two isocyanate groups per molecule, for example, the reaction products of these simple diisocyanates, such as. B. IPDI, TMDI, HDI and / or H 12 MDI with polyhydric alcohols (eg, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol) or polyhydric polyamines, or the triisocyanurates, by trimerization of simple diisocyanates, such as IPDI, HDI and H 12 MDI.
  • polyhydric alcohols eg, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol
  • polyhydric polyamines eglycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol
  • trimerization of simple diisocyanates such
  • Coating agents which preferably contain from 0.5 to 10% by weight, particularly preferably from 2 to 7% by weight, of crosslinking agent are therefore of particular interest.
  • the reaction of the (meth) acrylic polymers with the organic polyisocyanates may in this case be carried out with 0.5 to 1.1 NCO group per reactive group, depending on the intended use of the reaction products.
  • the reaction is preferably carried out in such a way that the amounts of the organic polyisocyanate, based on the total hydroxy content of the components present in the reaction mixture per reactive group, are present in an amount of from 0.7 to 1.0 isocyanate groups.
  • the term "reactive group” means a group which is reacted with an isocyanate. can be set. These include in particular hydroxy groups and / or amino groups.
  • the coating compositions of the invention do not require siccatives, but these may be included as an optional ingredient in the compositions.
  • siccatives include in particular organometallic compounds, for example metal soaps of transition metals, such as cobalt, manganese, vanadium, lead, zirconium; Alkali or alkaline earth metals, such as lithium, potassium and calcium.
  • transition metals such as cobalt, manganese, vanadium, lead, zirconium
  • Alkali or alkaline earth metals such as lithium, potassium and calcium.
  • cobalt naphthalate and cobalt acetate 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.
  • the proportion of siccatives in preferred coating compositions may preferably be in the range from greater than 0 to 5% by weight, more preferably in the range from 1 to 3% by weight, based on the polymer content.
  • the coating agents may comprise solvents. These coating agents can be processed over a particularly broad temperature and humidity range.
  • the term of the solvent is to be understood here broadly.
  • the preferred solvents include in particular aromatic hydrocarbons, such as toluene, xylene; Esters, in particular acetates, preferably butyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate; Ketones, preferably ethyl methyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone or cyclohexanone; Alcohols, especially isopropanol, n-butanol, isobutanol; Ethers, in particular glycol monomethyl ether, glycol monoethyl ether, glycol monobutyl ether; Aliphatic, preferably pentane, hexane, cycloalkane and substituted cycloalkanes, for example cyclohexane; Mixtures of alipha
  • coating compositions whose solids content is preferably at least 50% by weight, more preferably at least 60% by weight, exhibit surprisingly good processability. This information applies in particular to coating compositions comprising organic solvents.
  • the coating compositions of the invention comprise a relatively high proportion of water, with aqueous dispersions being particularly preferred coating compositions.
  • 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.
  • These coating compositions often comprise only a very small, preferably no fraction of organic solvents.
  • Preferred aqueous dispersions contain at most 5% by weight, more preferably at most 2
  • VOC volatile organic compounds
  • the coating compositions of the invention may contain conventional additives, in particular UV stabilizers, flow control agents and biocides.
  • the dynamic viscosity of the coating agent is dependent on the solids content and may include a wide range. So this can be more than 10,000 mPas at high polymer content.
  • the present invention provides a method for producing a coating in which a coating composition of the invention is applied to a substrate and cured.
  • the coating composition according to the invention can be applied by conventional application methods, in particular by roller application or spraying. Furthermore, dipping methods are also suitable for applying the coating composition.
  • the present coating composition can be used in particular for the production of paints, varnishes, sealants, adhesives and printing inks.
  • the substrates which can preferably be provided with a coating composition according to the invention include in particular metals, in particular iron and steel, zinc and galvanized steels, wood, plastics and concrete substrates.
  • the present invention provides coated articles obtainable by a method according to the invention.
  • Thieves- The layering of these objects is characterized by an outstanding range of properties.
  • 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 1000 wt .-%, more preferably at most 600 wt .-%, 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, whereby a completely dried coating is measured, which was preferably crosslinked.
  • 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 according to DIN ISO 1522.
  • coatings show surprisingly good mechanical properties.
  • coatings which have a nominal elongation at break of preferably at least 200%, more preferably at least 300%, measured in accordance with DIN EN ISO 527 Part 3.
  • coatings are furthermore preferred which have a tensile strength, measured in accordance with DIN EN ISO 527 Part 3, of at least 2 MPa, more preferably at least 4 MPa.
  • preferred coatings which are obtainable from the coating compositions according to the invention are distinguished by a surprisingly high adhesive strength, which can be determined in particular according to the cross-cut test.
  • a classification of 0-1, particularly preferably of 0 according to the standard DIN EN ISO 2409 can be achieved.
  • the dispersion prepared had a solids content of 40 ⁇ 1 wt .-%.
  • the dispersion prepared had a solids content of 40 ⁇ 1 wt .-%.
  • the dispersion prepared had a solids content of 40 ⁇ 1 wt .-%.
  • the fatty acid methyl ester mixture comprised 6% by weight of saturated C12 to C16 fatty acid methyl ester, 2.5% by weight of saturated C17 to C20 fatty acid methyl ester, 52% by weight of monounsaturated C18 fatty acid methyl ester, 1.5% by weight of monounsaturated C20 to C24 fatty acid methyl esters , 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 ethanol amides. The resulting reaction mixture was further processed without purification.
  • 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 prepared dispersion had a solids content of 39 ⁇ 1% by weight.
  • example 1 A mixture was prepared comprising the polymer set forth above with oxazolidine groups and the polymer set forth above with acid groups. For this purpose, the corresponding dispersions were mixed, wherein the OXEMA content was adjusted to 2.5 wt .-% (based on the solids content).
  • the swelling properties of the coating composition thus obtained were examined.
  • a 1000 .mu.m-thick film (wet) was applied to a silikonumran- finished glass plate and dried for seven days at room temperature or for 6 hours at 145 0 C.
  • the required mass of the dispersion was calculated.
  • a blend was prepared comprising the previously described oxazolidine polymer and the acid anhydride group polymer set forth above.
  • the corresponding dispersions were mixed, wherein the OXEMA content was adjusted to 2.5 wt .-% (based on the solids content).
  • a homopolymer based on oxazolidinylethyl methacrylate was prepared according to Example 9 of the publication US Pat. No. 3,037,006, whereby a 25% strength aqueous solution was obtained.
  • This aqueous solution was mixed with the acid anhydride group polymer set forth above to adjust the OXEMA content to 2.5% by weight (based on the solid content).
  • the dispersion prepared had a solids content of 40 ⁇ 1 wt .-%.
  • the properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only one drying at 145 ° C for 6 hours.
  • the true swelling in MIBK was 459%; the true swelling in water is 13.0% and the pendulum hardness is 6 s.
  • coating compositions comprising a polymer having a high content of oxazolidine groups and a polymer having a lower content of oxazolidine groups accordingly exhibit higher pendulum hardness and less swelling in water than coating agents comprising only polymers having oxazolidine groups and acid groups.
  • the coating composition of Example 3 based on the solids content, comprised twice as many oxazolidine groups with 5% by weight as the coating composition of Example 1.
  • the coating agent obtained in Example 1 was provided with a crosslinking agent.
  • a crosslinking agent 40.0 g of the dispersion described in Example 1 were admixed with 1.0 g of a solution of hexamethylene diisocyanate (HDI) and n-butyl acetate (6/1).
  • Example 5 The properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only drying at 145 ° C for 6 hours.
  • the true swelling in MIBK was 413%; the true swelling in water 7.0% and the pendulum hardness 21 s.
  • Example 5 The true swelling in MIBK was 413%; the true swelling in water 7.0% and the pendulum hardness 21 s.
  • the coating agent obtained in Example 3 was provided with a crosslinking agent.
  • a crosslinking agent 40.0 g of the dispersion described in Example 3 were admixed with 1.0 g of hexamethylene diisocyanate (HDI) and dibutyltin dilaurate (DBTL, 0.01% by weight, based on the polymer weight).
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • DBTL dibutyltin dilaurate
  • the properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only drying at 145 ° C for 6 hours.
  • the true swelling in MIBK was 341%; the true swelling in water 11, 4% and the pendulum hardness 9 s.
  • a blend was prepared comprising the above-described oxazolidine group polymer and the polymer set forth above having groups derived from methacryloyloxy-2-ethyl-fatty acid amides.
  • the corresponding dispersions were mixed, wherein the OXEMA content was adjusted to 2.5 wt .-% (based on the solids content).
  • the properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only drying at 145 ° C for 6 hours.
  • the true swelling in MIBK was 270% and the true swelling in water was 3%.

Abstract

The present invention relates to a coating agent, comprising at least one amino group-containing (meth)acrylate polymer, which comprises 0.1 to 15% by weight units derived from monomers having oxazolidine groups, and 20 to 99.9% by weight units derived from alkyl(meth)acrylates having 1 to 12 carbon atoms, and at least one functional polymer having carboxylic acid or carboxylic acid anhydride groups. Furthermore, the present invention describes a method for producing a coating. Further, the present invention describes a coated object, which comprises a coating which can be obtained by the method.

Description

Beschichtungsmittel, Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung und beschichteter Gegenstand Coating composition, process for producing a coating and coated article
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel, ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung und einen beschichteten Gegenstand.The present invention relates to a coating agent, a process for producing a coating and a coated article.
Beschichtungsmittel, insbesondere Lacke werden seit langer Zeit synthetisch hergestellt. Basierend auf deren wirtschaftlicher Bedeutung wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, die Eigenschaften dieser Beschichtungsmittel an unterschiedliche Bedürfnisse anzupassen. Hierfür werden vielfach Additive eingesetzt oder die Bindemittel als solche modifiziert. Allerdings führt eine Op- timierung einer bestimmten Eigenschaft vielfach zu Nachteilen bezüglich anderer Merkmale dieser Beschichtungsmittel.Coating agents, in particular paints, have been produced synthetically for a long time. Based on their economic importance, considerable efforts have been made to adapt the properties of these coating compositions to different needs. For this purpose, additives are often used or the binder modified as such. However, an optimization of a certain property often leads to disadvantages with respect to other features of these coating compositions.
Beispielsweise sind Beschichtungsmittel aus dem Stand der Technik bekannt, die Verbindungen mit Oxazolidin-Gruppen umfassen. Zu diesem Stand der Technik gehören unter anderem die Dokumente DE- A 26 10 406, EP-A 0 409 459, EP-A-O 728 822, US 5,672,379, US 3,037,006 und EP-A-O 302 373.For example, prior art coating compositions comprising compounds having oxazolidine groups are known. The prior art includes documents DE-A 26 10 406, EP-A 0 409 459, EP-A-0 728 822, US 5,672,379, US 3,037,006 and EP-A-0 302 373.
Die Druckschrift DE- A 26 10 406 betrifft Zusammensetzungen, die mindestens ein Oxazolidin und mindestens ein Polyanhydrid enthalten und in Gegenwart von Wasser zu zähen, chemisch beständigen Polymermaterialien aushärten. In dieser Druckschrift werden eine Vielzahl unterschiedlicher Oxazolidine und Po- lyanhydride aufgezählt, wobei der Anteil an Oxazolidin-Gruppen oder an Anhydridgruppen in diesen Verbindungen nicht näher spezifiziert ist. In den Beispielen werden insbesondere Polyanhydride eingesetzt, die durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid mit Holzöl erhalten wurden. Ein Beschichtungsmittel, welches Copolymere mit Säureanhydridgruppen und Copolymere mit Oxazoli- din-Gruppen umfasst, wird nicht explizit dargelegt. Weiterhin werden lediglich Polymere beschrieben, die in Lösungsmitteln hergestellt wurden.The document DE-A 26 10 406 relates to compositions containing at least one oxazolidine and at least one polyanhydride and to harden in the presence of water, harden chemically resistant polymer materials. In this document, a variety of different oxazolidines and polyanhydrides are enumerated, wherein the proportion of oxazolidine groups or anhydride groups in these compounds is not specified. In the examples, in particular polyanhydrides are used which by reaction of maleic anhydride with wood oil. A coating agent comprising copolymers with acid anhydride groups and copolymers with oxazolidine groups is not explicitly stated. Furthermore, only polymers which have been prepared in solvents are described.
Das Dokument EP-A 0 409 459 beschreibt wässrige Dispersionen, die ein polyfunktionales Aminpolymer und ein anionisch stabilisiertes Emulsionspolymer aufweisen. In den Beispielen werden insbesondere Homopolymere, welche durch Polymerisation von Oxazolidinethylmethacrylat (OXEMA) erhalten wur- den, in Kombination mit Copolymeren eingesetzt, welche Säuregruppen umfassen. Polymere mit einem geringen Anteil an Oxazolidin-Gruppen werden in dieser Druckschrift nicht explizit aufgeführt, wobei der Anteil an Comonomeren auf 80 Gew.-% begrenzt ist.The document EP-A 0 409 459 describes aqueous dispersions comprising a polyfunctional amine polymer and an anionically stabilized emulsion polymer. In the examples, homopolymers obtained by polymerization of oxazolidine ethyl methacrylate (OXEMA) in particular are used in combination with copolymers comprising acid groups. Polymers with a low content of oxazolidine groups are not explicitly listed in this publication, wherein the proportion of comonomers is limited to 80 wt .-%.
Die Schrift EP-A-O 728 822 offenbart Beschichtungsmittel, die mindestens ein filmbildendes Polymer mit anionischen Eigenschaften und mindestens ein wasserlösliches oder in Wasser dispergierbares Polymer mit Aminogruppen aufweisen. Das aminogruppenhaltige Polymer umfasst mindestens 20 Gew.-% Einheiten, die von Monomeren mit einer Aminogruppe abgeleitet sind. In den Beispielen werden insbesondere Mischungen von säuregruppenhaltigen Polymeren und Homopolymeren, welche durch Polymerisation von Oxazolidinethylmethacrylat (OXEMA) erhalten wurden, dargelegt.EP-A-0 728 822 discloses coating compositions comprising at least one film-forming polymer having anionic properties and at least one water-soluble or water-dispersible polymer having amino groups. The amino group-containing polymer comprises at least 20% by weight of units derived from monomers having an amino group. In the examples, in particular, mixtures of acid group-containing polymers and homopolymers obtained by polymerization of oxazolidine ethyl methacrylate (OXEMA) are set forth.
Das Patent US 5,672,379 beschreibt wässrige Dispersionen, die insbesondere zur Herstellung von Straßenmarkierungen dienen können. Unter anderem können diese wässrigen Dispersionen Polymere mit Säuregruppen und Polymere mit Aminogruppen aufweisen. Gemäß der Offenbarung dieser Druckschrift enthalten die Polymere mit Aminogruppen mindestens 20%, vorzugsweise min- destens 50% Einheiten, die von aminogruppenhaltigen Monomeren abgeleitet sind. In den Beispielen werden lediglich Homopolymere aus Oxazolidinethyl- methacrylat verwendet.The patent US 5,672,379 describes aqueous dispersions, which can serve in particular for the production of road markings. Among other things, these aqueous dispersions may include polymers with acid groups and polymers with amino groups. According to the disclosure of this document, the polymers containing amino groups contain at least 20%, preferably min. at least 50% units derived from amino group-containing monomers. In the examples, only homopolymers of oxazolidine ethyl methacrylate are used.
Die Patentschrift US 3,037,006 beschreibt die Herstellung und die Polymerisation verschiedener Oxazolidinalkyl(meth)acrylate. Mischungen von Polymeren mit Oxazolidingruppen und Polymeren mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydridgruppen werden nicht dargelegt.The patent US 3,037,006 describes the preparation and the polymerization of various oxazolidinalkyl (meth) acrylates. Mixtures of polymers with oxazolidine groups and polymers with carboxylic acid or carboxylic anhydride groups are not disclosed.
Die Offenlegungsschrift EP-A-O 302 373 beschreibt feuchtigkeitshärtende Bindemittelkompositionen von Polymeren mit Maleinsäureanhydrid-Einheiten und Oxazolanen. Die Oxazolane weisen ein Molekulargewicht im Bereich von 87 bis 10.000 auf. Polymere mit einem geringen Anteil an Oxazolidin-Gruppen werden in dieser Druckschrift nicht aufgeführt. Die dargelegten Kompositionen umfassen größere Mengen an organischen Lösungsmitteln.The published patent application EP-A-0 302 373 describes moisture-curing binder compositions of polymers with maleic anhydride units and oxazolanes. The oxazolanes have a molecular weight in the range of 87 to 10,000. Polymers with a low content of oxazolidine groups are not listed in this document. The compositions presented include larger amounts of organic solvents.
Die zuvor dargelegten Beschichtungsmittel zeigen bereits ein gutes Eigenschaftsspektrum. Allerdings besteht das dauerhafte Bedürfnis dieses Eigenschaftsspektrum zu verbessern. Beispielsweise zeigen Beschichtungen, die aus zuvor dargelegten Beschichtungsmitteln erhältlich sind eine relativ hohe Quellung gegenüber organischen Lösungsmitteln oder Wasser. Zwar kann die Aufnahme von Lösungsmitteln oder Wasser durch eine zusätzliche Vernetzung, beispielsweise mit Polyisocyanaten verbessert werden. Allerdings werden hierdurch andere Eigenschaften der Beschichtungsmittel, insbesondere die Verarbeitbarkeit, die Haltbarkeit und, je nach Art der verwendeten Vernetzungsmitteln, die Umweltverträglichkeit vermindert. In Anbetracht des Standes der Technik ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung Beschichtungsmittel mit hervorragenden Eigenschaften bereitzustellen. Zu diesen Eigenschaften gehört insbesondere eine sehr gute Chemikalien- resistenz der aus den Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen, wo- bei die Beschichtungsmittel eine gute Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit zeigen sollten. Insbesondere sollten die aus den Beschichtungsmittel erhältlichen Beschichtungen nach einer sehr kurzen Zeit staubtrocken und klebefrei sein. Weiterhin sollten die Beschichtungsmittel eine, bezogen auf die Staubtrockenzeit, eine lange Topfzeit zeigen, so dass das Beschichtungsmittel nach dem Öffnen des Behälters über eine relativ lange Zeit verarbeitet werden kann.The coating compositions described above already show a good property spectrum. However, there is a permanent need to improve this property spectrum. For example, coatings obtainable from previously disclosed coating compositions exhibit relatively high swelling to organic solvents or water. Although the inclusion of solvents or water can be improved by an additional crosslinking, for example with polyisocyanates. However, this other properties of the coating materials, in particular the processability, durability and, depending on the type of crosslinking agents used, the environmental impact reduced. In view of the prior art, it is an object of the present invention to provide coating compositions having excellent properties. These properties include, in particular, a very good resistance to chemicals of the coatings obtainable from the coating compositions, in which case the coating compositions should show good processability and durability. In particular, the coatings obtainable from the coating compositions should become dust-dry and tack-free after a very short time. Furthermore, the coating compositions should show a long pot life, based on the dust drying time, so that the coating composition can be processed for a relatively long time after opening the container.
Hinsichtlich der hohen Chemikalienresistenz ist auszuführen, dass die aus den Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen eine hohe Stabilität gegenüber vielen unterschiedlichen Lösungsmitteln sowie gegenüber Wasser, Basen und Säuren erzielen sollten. Insbesondere sollte eine sehr gute Beständigkeit gegenüber Methyl isobutylketon (MIBK) gegeben sein.With regard to the high resistance to chemicals, it is to be stated that the coatings obtainable from the coating compositions should achieve high stability against many different solvents as well as with respect to water, bases and acids. In particular, a very good resistance to methyl isobutyl ketone (MIBK) should be given.
Des Weiteren sollte die Härte der Beschichtungen, die aus den Beschichtungsmitteln erhältlich sind, über einen weiten Bereich variiert werden können. Insbesondere sollten aus den Beschichtungsmitteln besonders harte, kratzfeste Beschichtungen erhalten werden können. Weiterhin sollten Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen erhältlich sind, bezogen auf die Härte, eine relativ geringe Sprödigkeit aufweisen.Furthermore, the hardness of the coatings obtainable from the coating compositions should be able to be varied over a wide range. In particular, particularly hard, scratch-resistant coatings should be able to be obtained from the coating compositions. Furthermore, coatings obtainable from the coating compositions of the invention should have a relatively low brittleness in terms of hardness.
Weiterhin war es mithin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Be- schichtungszusammensetzung bereitzustellen, die eine besonders lange Lagerfähigkeit und Haltbarkeit aufweist. Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen Beschichtungszusammensetzungen bereitzustellen, die zu Beschichtungen mit einem hohen Glanz führen. Die aus den Beschichtungszusammensetzungen erhältlichen Beschichtungen sollten eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit aufweisen.Furthermore, it was therefore an object of the present invention to provide a coating composition which has a particularly long shelf life and durability. Another object is to provide coating compositions which are useful in coatings lead to a high gloss. The coatings obtainable from the coating compositions should have a high weather resistance, in particular a high UV resistance.
In Relation zur Leistungsfähigkeit sollten die Beschichtungsmittel eine verbesserte Umweltverträglichkeit zeigen. Insbesondere sollten möglichst geringe Mengen an organischen Lösungsmitteln in die Umwelt durch Verdampfung freigesetzt werden. Weiterhin sollten die Beschichtungsmittel einen geringen Restmonomergehalt aufweisen.In relation to performance, the coating compositions should show improved environmental compatibility. In particular, the smallest possible amounts of organic solvents should be released into the environment by evaporation. Furthermore, the coating compositions should have a low residual monomer content.
Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden, Beschichtungsmittel anzugeben, die sehr kostengünstig und großtechnisch erhalten werden können.Another object can be seen to provide coating compositions that can be obtained very inexpensively and on an industrial scale.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die je- doch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch ein Beschichtungsmittel mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel werden in Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung einer Beschichtung und eines beschichteten Gegenstands liefern die Ansprüche 16 und 18 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgaben.These and other objects which are not explicitly mentioned, but which can be readily deduced or deduced from the contexts discussed hereinbelow, are achieved by a coating composition having all the features of patent claim 1. Advantageous modifications of the coating compositions according to the invention are protected in subclaims. With regard to a method for producing a coating and a coated article, claims 16 and 18 provide a solution to the underlying problems.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend ein Beschichtungsmittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Beschichtungsmittel mindestens ein Aminogruppen-haltiges (Meth)acrylat-Polymer, das 0,1 bis 15 Gew.-% an Einheiten umfasst, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, und 20 bis 99,9 Gew.-% an Einheiten umfasst, die von Al- kyl(meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind, und mindestens ein funktionales Polymer mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen aufweist.The present invention accordingly provides a coating composition which is characterized in that the coating composition comprises at least one amino group-containing (meth) acrylate polymer comprising 0.1 to 15% by weight of units derived from monomers containing oxazolidine groups and 20 to 99.9 wt.% of units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms, and has at least one functional polymer with carboxylic acid or carboxylic anhydride groups.
Hierdurch gelingt es überraschend ein Beschichtungsmittel bereitzustellen, mit dem Beschichtungen erhalten werden können, die ein besonders günstiges Eigenschaftsprofil aufweisen. Diese Beschichtungen zeigen insbesondere eine hohe Chemikalienresistenz.This surprisingly makes it possible to provide a coating composition with which coatings can be obtained which have a particularly favorable profile of properties. These coatings show in particular a high chemical resistance.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können des Weiteren unter ande- rem die folgenden Vorteile erzielt werden:Furthermore, the following advantages can be achieved by the measures according to the invention, inter alia:
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel zeigen eine hervorragende Ver- arbeitbarkeit. So werden Filme, die aus den erfindungsgemäßen Beschich- tungsmitteln gebildet werden, nach einer relativ kurzen Zeit staubtrocken und klebefrei. Relativ zur Staubtrockenzeit, weisen die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel eine lange Topfzeit auf, so dass die Beschichtungsmittel auch nach dem Öffnen der Vorratsbehälter über lange Zeit gelagert werden können.The coating compositions of the invention show excellent processability. Thus, films formed from the coating compositions of the present invention become dust-dry and tack-free after a relatively short time. Relative to the dust-drying time, the coating compositions according to the invention have a long pot life, so that the coating compositions can be stored for a long time even after opening the storage container.
Die aus den Beschichtungsmitteln der vorliegenden Erfindung erhältlichen Beschichtungen zeigen eine hohe Chemikalienresistenz. Hierbei kann eine hohe Stabilität gegenüber Wasser und vielen unterschiedlichen organischen Lösungsmitteln sowie gegenüber Basen und Säuren erzielt werden. Insbesondere ist vielfach eine sehr gute Beständigkeit gegenüber Methyl isobutylketon (MIBK) gegeben. So zeigen bevorzugte Beschichtungen insbesondere bei Versuchen gemäß dem Möbeltest DIN 68861 -1 eine hervorragende Einstufung. Ferner kann die Härte der Beschichtungen, die aus den Beschichtungsmitteln erhältlich sind, über einen weiten Bereich variiert werden. Insbesondere können besonders harte, kratzfeste Beschichtungen erhalten werden.The coatings available from the coating compositions of the present invention show high chemical resistance. In this case, a high stability to water and many different organic solvents as well as to bases and acids can be achieved. In particular, a very good resistance to methyl isobutyl ketone (MIBK) is often given. Thus, preferred coatings, in particular in tests according to the furniture test DIN 68861 -1, have an excellent classification. Furthermore, the hardness of the coatings obtainable from the coating compositions can be varied over a wide range. In particular, particularly hard, scratch-resistant coatings can be obtained.
Weiterhin zeigen Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln erhältlich sind, bezogen auf die Härte und die Chemikalienresis- tenz, eine relativ geringe Sprödigkeit.Furthermore, coatings which are obtainable from the coating compositions according to the invention, based on the hardness and the chemical resistance, a relatively low brittleness.
In Relation zur Leistungsfähigkeit zeigen die Beschichtungsmittel eine verbes- serte Umweltverträglichkeit. So werden äußerst geringe Mengen an organischen Lösungsmitteln in die Umwelt durch Verdampfung freigesetzt. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen zeigen keine Freisetzung von organischen Lösungsmitteln in die Atmosphäre. Weiterhin weisen bevorzugte Beschichtungsmittel einen geringen Restmonomergehalt auf. Hierbei können die Beschich- tungsmittel einen hohen Feststoffgehalt umfassen.In relation to performance, the coating materials show improved environmental compatibility. Thus, extremely small amounts of organic solvents are released into the environment through evaporation. Particularly preferred embodiments show no release of organic solvents into the atmosphere. Furthermore, preferred coating compositions have a low residual monomer content. In this case, the coating agents may comprise a high solids content.
Darüber hinaus führen erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzungen zu Beschichtungen mit einem hohen Glanz. Die Beschichtungsmittel der vorliegenden Erfindung zeigen eine besonders lange Lagerfähigkeit und Haltbarkeit. Die aus den Beschichtungszusammensetzungen erhältlichen Beschichtungen zeigen eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV- Beständigkeit. Ferner sind die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel besonders kostengünstig und großtechnisch erhältlich.In addition, coating compositions according to the invention lead to coatings with a high gloss. The coating compositions of the present invention exhibit particularly long shelf life and durability. The coatings obtainable from the coating compositions show a high weather resistance, in particular a high UV resistance. Furthermore, the novel coating compositions are particularly cost-effective and commercially available.
Ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmittel umfasst mindestens ein Ami- nogruppen-haltiges (Meth)acrylat-Polymer, das 0,1 bis 15 Gew.-% an Einheiten umfasst, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, und 20 bis 99,9 Gew.-% an Einheiten umfasst, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind.A coating composition according to the invention comprises at least one amino-containing (meth) acrylate polymer which comprises from 0.1 to 15% by weight of units derived from monomers containing oxazolidine groups, and 20 to 99.9 wt .-% of units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms.
Monomere sind ethylenisch ungesättigte Verbindungen, die radikalisch polyme- risiert werden können. Dementsprechend stellen Monomeren mit Oxazoli- dingruppen ethylenisch ungesättigte Verbindungen dar, die mindestens eine Oxazolidingruppe aufweisen.Monomers are ethylenically unsaturated compounds which can be free-radically polymerized. Accordingly, monomers containing oxazolidine groups represent ethylenically unsaturated compounds having at least one oxazolidine group.
Unter " Monomeren mit Oxazolidingruppen" werden hier ethylenisch ungesättigte Verbindungen mit sowohl fünfgliedrigen Oxazolidinringen als auch sechs- gliedrigen Tetrahydraoxazinen und auch Verbindungen, die zwei oder mehrere Oxazolidinringe enthalten, verstanden. Verbindungen, die mehr als einen Oxa- zolidinring enthalten, werden im allgemeinen als polyfunktionelle Oxazolidine bezeichnet.By "monomers having oxazolidine groups" is meant herein ethylenically unsaturated compounds having both five-membered oxazolidine rings and six-membered tetrahydraoxazines and also compounds containing two or more oxazolidine rings. Compounds containing more than one oxazolidine ring are generally referred to as polyfunctional oxazolidines.
Vorzugsweise können insbesondere Monomere mit Oxazolidingruppen gemäß der allgemeinen Formel (I) eingesetzt werden,In particular, it is possible to use, in particular, monomers with oxazolidine groups of the general formula (I)
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0001
worin R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet, A eine Verbindungsgruppe, m 2 oder 3, R2 und R3 unabhängig Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder R2 und R3 gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, einen gesättigten fünf oder sechsgliederigen Kohlenstoffring bilden, darstellen. Von besonderem Interesse für die Polymeren der Erfindung sind Monomere der Formel (I), worin der Rest R1 Methyl ist.wherein R 1 is hydrogen or methyl, A is a linking group, m is 2 or 3, R 2 and R 3 are independently hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, or R 2 and R 3 together with the carbon atom to which they are attached saturated five or six-membered carbon ring form. Of particular interest to the polymers of the invention are monomers of formula (I) wherein R 1 is methyl.
Vorzugsweise stellt die Gruppe A in Formel (I) eine Gruppe mit 1 bis 200 Koh- lenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 100 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt 1 bis 50 Kohlenstoffatomen.Preferably, the group A in formula (I) represents a group having 1 to 200 carbon atoms, preferably 1 to 100 carbon atoms, and more preferably 1 to 50 carbon atoms.
Besonders bevorzugt stellt A eine Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n- Butylen-, iso-Butylen-, t-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe das, wobei die Ethylengruppe besonders bevorzugt ist.More preferably, A represents an ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, t-butylene or cyclohexylene group, with the ethylene group being particularly preferred.
Zu den bevorzugten Verbindungsgruppen A zählen weiterhin Gruppen der Formel (II)The preferred compound groups A furthermore include groups of the formula (II)
Figure imgf000010_0001
worin <M)' R4, R5, R6, unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl sind, n eine ganze Zahl von 0 bis 100, vorzugsweise 1 bis 50 ist, o und p unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 2 sind.
Figure imgf000010_0001
wherein <M) 'R 4 , R 5 , R 6 , independently of one another, are hydrogen or methyl, n is an integer from 0 to 100, preferably 1 to 50, o and p independently of one another are an integer from 0 to 2.
Bevorzugte Beispiele für Monomere mit Oxazolidingruppen sind unter anderem (Meth)acrylate mit mindestens einer Oxazolidingruppe. Die SchreibweisePreferred examples of monomers having oxazolidine groups include (meth) acrylates having at least one oxazolidine group. The spelling
(Meth)acrylat steht für Ester der Methacrylsäure und Ester der Acrylsäure sowie Mischungen dieser Ester.(Meth) acrylate stands for esters of methacrylic acid and esters of acrylic acid and mixtures of these esters.
Hierzu gehören insbesondere Oxazolidinylethyl(meth)acrylate, Oxazolidi- nylpropyl(meth)acrylate, Oxazolidinylbutyl(meth)acrylate, 3-(ß-These include, in particular, oxazolidinylethyl (meth) acrylates, oxazolidinylpropyl (meth) acrylates, oxazolidinylbutyl (meth) acrylates, 3- (β-
Methacryloxyethyl)-2,2-pentamethylen-oxazolidin und 3-(ß-Methacryloxyethyl)- 2-methyl-2-propyl-oxazolidin. Besonders bevorzugt ist hierbei insbesondere 3- (ß-Methacryloxyethyl)- oxazolidin, welches die CAS-Nr. 46235-93-2 besitzt.Methacryloxyethyl) -2,2-pentamethylene-oxazolidine and 3- (β-methacryloxyethyl) - 2-methyl-2-propyl-oxazolidin. Particular preference is given here in particular 3- (ß-methacryloxyethyl) - oxazolidine, which is the CAS no. 46235-93-2 owns.
Monomere mit Oxazolidingruppen sind beispielsweise aus DE- A 26 10 406, eingereicht am 12.03.1976 beim Deutschen Patentamt mit der Anmeldenummer P 2610406.3; EP-A 0 409 459, eingereicht am 09.07.1990 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer EP 90307464.9; EP-A-O 728 822, eingereicht am 28.08.1996 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer EP 96300938.6; US 5,672,379, eingereicht am 26.07.1996 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 687,851 ; und US 3,037,006, eingereicht am 05.07.1996 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 40,562; bekannt, wobei auf diese Druckschriften zu Zwecken der Offenbarung verwiesen wird und die darin dargelegten Oxazolidingruppen umfassenden Monomere und deren Herstellung in die vorliegende Anmeldung eingefügt werden.Monomers having oxazolidine groups are described, for example, in DE-A 26 10 406 filed on 12.03.1976 with the German Patent Office with the application number P 2610406.3; EP-A 0 409 459 filed on 09.07.1990 with the European Patent Office with the application number EP 90307464.9; EP-A-0 728 822, filed on 28.08.1996 at the European Patent Office with the application number EP 96300938.6; U.S. 5,672,379, filed Jul. 26, 1996, in the United States Patent Office (USPTO), Serial No. 687,851; and US 3,037,006 filed on Jul. 5, 1996 with the United States Patent Office (USPTO), application number 40,562; in which reference is made to these documents for the purpose of disclosure and the monomers comprising oxazolidine groups set out therein and their preparation are incorporated into the present application.
Die zuvor dargelegten Monomere mit Oxazolidingruppen können beispielsweise durch Umesterung von hydroxygruppenhaltigen Oxazolidinen mit (Meth)acrylaten erhalten werden. Hydroxygruppenhaltige Oxazolidine lassen sich beispielsweise durch Umsetzung von Aminen mit Carbonylverbindungen erhalten. Derartige Reaktionen sind in dem zuvor dargelegten Stand der Technik, insbesondere in DE- A 26 10 406 und US 3,037,006 beschrieben.The monomers with oxazolidine groups set forth above can be obtained, for example, by transesterification of hydroxyl-containing oxazolidines with (meth) acrylates. Hydroxy-containing oxazolidines can be obtained, for example, by reacting amines with carbonyl compounds. Such reactions are described in the prior art set forth above, in particular in DE-A 26 10 406 and US 3,037,006.
Das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer umfasst 0,1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 8 und ganz besonders bevorzugt 2 bis 5 Gew.-% an Einheiten, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, bezogen auf das Gewicht des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers. Die (Meth)acrylat-Polymere können bevorzugt durch radikalische Polymerisation erhalten werden. Dementsprechend ergibt sich der Gewichtsanteil an den jeweiligen Einheiten, die diese Polymere aufweisen, aus den zur Herstellung der Polymere eingesetzten Gewichtsanteilen an entsprechenden Monomeren, da der Gewichtsanteil von Gruppen, die von Initiatoren oder Molekulargewichtsreglern abgeleitet sind, üblich vernachlässigt werden kann.The amino group-containing (meth) acrylate polymer comprises from 0.1 to 15% by weight, preferably from 1 to 8, and most preferably from 2 to 5% by weight of units derived from monomers having oxazolidine groups, based on Weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymer. The (meth) acrylate polymers can preferably be obtained by free-radical polymerization. Accordingly, the proportion by weight of the respective units comprising these polymers results from the proportions by weight of corresponding monomers used to prepare the polymers, since the proportion by weight of groups derived from initiators or molecular weight regulators can usually be neglected.
Neben den Einheiten, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, umfasst das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer 20 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 98 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 60 bis 96 Gew.-% an Einheiten, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind, bezogen auf das Gewicht des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers.In addition to the units derived from monomers containing oxazolidine groups, the amino group-containing (meth) acrylate polymer comprises from 20 to 99.9% by weight, preferably from 30 to 98% by weight and most preferably from 60 to 96% by weight. % of units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms, based on the weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymer.
Alkyl(meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind Ester der Methacry- säure oder der Acrylsäure mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, die keine Doppelbindungen oder Heteroatome im Alkylrest aufweisen. Hierbei sind Alkyl(meth)acrylate mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen im Alkylrest bevorzugt.Alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms are esters of methacryric acid or acrylic acid having 1 to 12 carbon atoms in the alkyl radical which have no double bonds or heteroatoms in the alkyl radical. Here, alkyl (meth) acrylates having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical are preferred.
Zu den Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, die keine Doppelbindungen oder Heteroatome im Alkylrest aufweisen, gehören unter anderem (Meth)acrylate mit einem linearen oder verzweigten Alkylrest, wie zum Beispiel Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, iso- Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat und Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3-iso-Propylheptyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Undecyl(meth)acrylat, 5-Methylundecyl(meth)acrylat,The alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms in the alkyl radical which have no double bonds or heteroatoms in the alkyl radical include (meth) acrylates having a linear or branched alkyl radical, such as, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate and pentyl (meth) acrylate, Hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 3-isopropyl-propyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, Decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, 5-methylundecyl (meth) acrylate,
Dodecyl(meth)acrylat; undDodecyl (meth) acrylate; and
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat, Cyclohe- xyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylate mit mindestens einem Substituenten am Ring, wie tert-Butylcyclohexyl(meth)acrylat und Trimethylcyclohe- xyl(meth)acrylat, Norbornyl(meth)acrylat, Methylnorbornyl(meth)acrylat undCycloalkyl (meth) acrylates, such as cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylates having at least one substituent on the ring, such as tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate and trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, Norbornyl (meth) acrylate, methylnorbornyl (meth) acrylate and
Dimethylnorbornyl(meth)acrylat, Bornyl(meth)acrylat, 1 -Dimethyl norbornyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, 1 -
Adamantyl(meth)acrylat, 2-Adamantyl(meth)acrylat, Menthyl(meth)acrylat und lsobornyl(meth)acrylat. Die zuvor dargelegten Alkyl(meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.Adamantyl (meth) acrylate, 2-adamantyl (meth) acrylate, menthyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate. The above-mentioned alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms in the alkyl group may be used singly or as a mixture.
Neben den zuvor dargelegten Einheiten kann ein Aminogruppen-haltigesIn addition to the units set out above, an amino group-containing
(Meth)acrylat-Polymer Einheiten umfassen, die von Comonomeren abgeleitet sind. Hierzu zählen unter anderem (Meth)acrylate mit einer Hydroxygruppe im(Meth) acrylate polymer include units derived from comonomers. These include, inter alia, (meth) acrylates having a hydroxy group in the
Alkylrest, insbesondereAlkyl radical, in particular
2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, vorzugsweise 2-Hydroxyethylmethacrylat2-hydroxyethyl (meth) acrylate, preferably 2-hydroxyethyl methacrylate
(HEMA),(HEMA),
Hydroxypropyl(meth)acrylat, beispielsweise 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat und 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, vorzugsweise HydroxypropylmethacrylatHydroxypropyl (meth) acrylate, for example, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, preferably hydroxypropyl methacrylate
(HPMA),(HPMA)
Hydroxybutyl(meth)acrylat, vorzugsweise Hydroxybutylmethacrylat (HBMA),Hydroxybutyl (meth) acrylate, preferably hydroxybutyl methacrylate (HBMA),
3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat,3,4-dihydroxybutyl (meth) acrylate,
2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandiolmono(meth)acrylat 1 ,10-Decandiolmono(meth)acrylat und2,5-dimethyl-1,6-hexanediol mono (meth) acrylate 1, 10-decanediol mono (meth) acrylate and
Glycerinmono(meth)acrylat. Eine weitere Gruppe bevorzugter Monomere weisen eine Säuregruppe auf. Säuregruppen-haltige Monomere sind Verbindungen, die sich vorzugsweise radikalisch mit den zuvor dargelegten (Meth)acryl-Monomeren copolymerisie- ren lassen. Hierzu gehören beispielsweise Monomere mit einer Sulfonsäu- regruppe, wie zum Beispiel Vinylsulfonsäure; Monomere mit einer Phosphon- säuregruppe, 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.Glycerol mono (meth) acrylate. Another group of preferred monomers has an acid group. Acid group-containing monomers are compounds which can preferably be radically copolymerized with the (meth) acrylic monomers set forth above. These include, for example, monomers having a sulfonic acid group, such as, for example, 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.
Von besonderem Interesse sind insbesondere Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymere, die 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 8 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% an Einheiten aufweisen, die von Säuregruppen-haltigen Monomeren abgeleitet sind, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers.Of particular interest are, in particular, amino-containing (meth) acrylate polymers which have from 0 to 10% by weight, preferably from 0.5 to 8% by weight and more preferably from 1 to 5% by weight, of units derived from Derived acid group-containing monomers, based on the total weight of the polymer.
Eine weitere Klasse von Comonomeren sind (Meth)acrylate mit mindestens 13 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie beispielsweise 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, 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(meth)acrylat; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 2,4,5-Tri-t-butyl-3-vinylcyclohexyl(nneth)acrylat, 2,3,4,5-Tetra-t-butylcyclohexyl(nneth)acrylat; heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2-(1 -lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat, 2-(4- Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat, 1 -(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon; Nitrile der (Meth)acrylsäure und andere stickstoffhaltige Methacrylate, wie N- (Methacryloyloxyethyl)diisobutylketimin, N-Another class of comonomers are (meth) acrylates having at least 13 carbon atoms in the alkyl radical, which are derived from saturated alcohols, such as 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) 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 (meth) acrylate; Cycloalkyl (meth) acrylates such as 2,4,5-tri-t-butyl-3-vinylcyclohexyl (neth) acrylate, 2,3,4,5-tetra-t-butylcyclohexyl (neth) acrylate; heterocyclic (meth) acrylates such as 2- (1-imidazolyl) ethyl (meth) acrylate, 2- (4-morpholinyl) ethyl (meth) acrylate, 1- (2-methacryloyloxyethyl) -2-pyrrolidone; Nitriles of (meth) acrylic acid and other nitrogen-containing methacrylates, such as N- (methacryloyloxyethyl) diisobutylketimine, N-
(Methacryloyloxyethyl)dihexadecylketimin, Methacryloylamidoacetonitril, 2- Methacryloyloxyethylmethylcyanamid, Cyanomethylmethacrylat; Aryl(meth)acrylate, wie Benzyl(meth)acrylat oder Phenyl(meth)acrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können; polyalkoxylierte Derivate der (Meth)acrylsäure, insbesondere Polypropylenglycol-mono(meth)acrylat mit 2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 6 Propylenoxideinheiten, vorzugsweise Polypropylenglycol-monomethacrylat mit ca. 5 Propylenoxideinheiten (PPM5), Polyethylenglycol-mono(meth)acrylat mit 2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 6 Ethylenoxideinheiten, vorzugsweise(Methacryloyloxyethyl) dihexadecylketimine, methacryloylamidoacetonitrile, 2-methacryloyloxyethylmethylcyanamide, cyanomethylmethacrylate; 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; polyalkoxylated derivatives of (meth) acrylic acid, in particular polypropylene glycol mono (meth) acrylate with 2 to 10, preferably 3 to 6 propylene oxide units, preferably polypropylene glycol monomethacrylate with about 5 propylene oxide units (PPM5), polyethylene glycol mono (meth) acrylate with 2 to 10, preferably 3 to 6 ethylene oxide units, preferably
Polyethylenglycol-monomethacrylat mit ca. 5 Ethylenoxideinheiten (PEM5),Polyethylene glycol monomethacrylate with approx. 5 ethylene oxide units (PEM5),
Polybutylenglycol-mono(meth)acrylat, Polyethylenglycolpolypropylenglycol- mono(meth)acrylat;Polybutylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol polypropyleneglycol mono (meth) acrylate;
(Meth)acrylamide, insbesondere N-Methylol(meth)acrylamid, N1N- Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid, tert.-Butylaminoethylmethacrylat, Methacrylamid und Acrylamid; und(Meth) acrylamides, in particular N-methylol (meth) acrylamide, N 1 N- dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, tert-butylaminoethyl methacrylate, methacrylamide and acrylamide; and
(Meth)acrylate, die sich von gesättigten Fettsäuren oder Fettsäureamiden ableiten, wie (Meth)acryloyloxy-2-hydroxypropyl-palmitinsäureester, (Meth)acryloyloxy-2-hydroxypropyl-stearinsäureester und (Meth)acryloyloxy-2- hydroxypropyl-laurinester, Pentadecyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadecyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl- laurinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-myristinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-palnnitinsäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl- stearinsäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-laurinsäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-myristinsäureannid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl- palmitinsäureannid und (Meth)acryloyloxy-2-propyl-stearinsäureannid.(Meth) acrylates derived from saturated fatty acids or fatty acid amides, such as (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl-palmitic acid ester, (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl-stearic acid ester and (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl-laurin ester, pentadecyloyloxy- 2-ethyl (meth) acrylamide, heptadecyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-lauric acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-myristic acid amide, (Meth) acryloyloxy-2-ethyl-palmitic acid anide, (meth) acryloyloxy-2-ethylstearic acid anide, (meth) acryloyloxy-2-propyl-lauric acid anide, (meth) acryloyloxy-2-propyl-myristic acid anide, (meth) acryloyloxy-2 propyl palmitic acid anide and (meth) acryloyloxy-2-propyl stearic acid anide.
Darüber hinaus können (Meth)acryl-Monomere, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, als Comonomere eingesetzt werden. Diese Monomere sind Ester oder Amide der (Meth)acrylsäure, deren Alkylrest mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindung, die nicht Teil eines aromatischen Systems sind, und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweist. Die Schreibweise (Meth)acrylsäure bedeutet Methacrylsäure und Acrylsäure sowie Mischungen derselben. Der Alkyl- bzw. Alkohol- oder Amidrest kann vorzugsweise 10 bis 30 und besonders bevorzugt 12 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen, wobei dieser Rest Heteroatome, insbesondere Sauerstoff-, Stickstoff oder Schwefelatome umfassen kann. Der Alkylrest kann eine, zwei, drei oder mehr Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindungen aufweisen. Die Polymerisationsbedingungen bei denen ein erfindungsgemäß einzusetzendes Polymer hergestellt wird, werden vorzugsweise so gewählt, dass ein möglichst großer Anteil der Doppelbindungen des Alkylrests bei der Polymerisation erhalten bleibt. Dies kann beispielsweise durch sterische Hinderung der im Alkoholrest enthaltenen Doppelbindungen erfolgen. Weiterhin weist mindestens ein Teil, vorzugsweise sämtliche der Doppelbindungen, die im Alkylrest des (Meth)acryl-Monomeren enthalten sind, eine geringere Reaktivität bei einer radikalischen Polymerisation auf als eine (Meth)acrylgruppe, so dass im Alkylrest vorzugsweise keine weiteren (Meth)acrylgruppen enthalten sind. Die lodzahl der (Meth)acryl-Monomere, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, beträgt vorzugsweise mindestens 50, besonders bevorzugt mindestens 100 und ganz besonders bevorzugt mindestens 125 g lod/ 100 g (Meth)acryl-Monomer, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.In addition, (meth) acrylic monomers which have at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms in the alkyl radical can be used as comonomers. These monomers are esters or amides of (meth) acrylic acid whose alkyl group has at least one carbon-carbon double bond which is not part of an aromatic system and 8 to 40 carbon atoms. The notation (meth) acrylic acid means methacrylic acid and acrylic acid and mixtures thereof. The alkyl or alcohol or amide radical may preferably have 10 to 30 and more preferably 12 to 20 carbon atoms, this radical may include heteroatoms, in particular oxygen, nitrogen or sulfur atoms. The alkyl radical may have one, two, three or more carbon-carbon double bonds. The polymerization conditions in which a polymer to be used according to the invention is prepared are preferably selected such that the largest possible proportion of the double bonds of the alkyl radical is retained during the polymerization. This can be done for example by steric hindrance of the double bonds contained in the alcohol radical. Furthermore, at least a part, preferably all of the double bonds contained in the alkyl radical of the (meth) acrylic monomer, has a lower reactivity in a free-radical polymerization than a (meth) acrylic group, so that preferably no further (meth) acrylic groups in the alkyl radical are included. The iodine number of the (meth) acrylic monomers which have at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms in the alkyl radical is preferably at least 50, more preferably at least 100 and most preferably at least 125 g iodine / 100 g (meth) acrylic monomer, without this being a limitation.
Derartige (Meth)acryl-Monomere entsprechen im Allgemeinen der Formel (III)Such (meth) acrylic monomers generally correspond to the formula (III)
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
worin der Rest R1 Wasserstoff oder Methyl darstellt, X unabhängig Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, und R8 einen linearen oder verzweigten Rest mit 8 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 und besonders bevorzugt 12 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet, der mindestens eine C-C-Doppelbindung aufweist.wherein the radical R 1 is hydrogen or methyl, X is independently oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, and R 8 is a linear or branched radical having 8 to 40, preferably 10 to 30 and more preferably 12 to 20 carbon atoms, which has at least one CC double bond.
(Meth)acryl-Monomere, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, können beispielsweise durch Veresterung von (Meth)acrylsäure, Umsetzung von (Meth)acryloylhalogeniden oder von (Meth)acrylsäureanhydhd oder Umesterung von (Meth)acrylaten mit Alkoholen erhalten werden, die mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlen- stoffatome aufweisen. Entsprechend können (Meth)acrylamide durch Umsetzung mit einem Amin erhalten werden. Diese Reaktionen sind beispielsweise in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5. Auflage auf CD-ROM oder F. -B. Chen, G. Bufkin, "Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation I", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4571 -4582 (1985) dargelegt. Zu den hierfür geeigneten Alkoholen gehören unter anderem Octenol, Nonenol, Decenol, Undecenol, Dodecenol, Tridecenol, Tetradecenol, Pentadecenol, Hexadecenol, Heptadecenol, Octadecenol, Nonadecenol, Ikosenol, Docosenol, Octa-dien-ol, Nona-dien-ol, Deca-dien-ol, Undeca-dien-ol, Dodeca-dien-ol, Trideca-dien-ol, Tetradeca-dien-ol, Pentadeca-dien-ol, Hexadeca-dien-ol, Heptadeca-dien-ol, Octadeca-dien-ol, Nonadeca-dien-ol, Ikosa-dien-ol und/oder Docosa-dien-ol. Diese so genannten Fettalkohole sind teilweise kommerziell erhältlich oder können aus Fettsäuren erhalten werden, wobei diese Umsetzung beispielsweise in F. -B. Chen, G. Bufkin, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4571 -4582 (1985) dargelegt ist.(Meth) acrylic monomers which have at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms in the alkyl radical can be obtained, for example, by esterification of (meth) acrylic acid, reaction of (meth) acryloyl halides or (meth) acrylic acid anhydride or transesterification of (meth) acrylates Alcohols are obtained which have at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms. Accordingly, (meth) acrylamides can be obtained by reaction with an amine. These reactions are described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5th Edition on CD-ROM or F.-B. Chen, G. Bufkin, "Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation I", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4571-4582 (1985). Suitable alcohols include octenol, nonenol, decenol, undecenol, dodecenol, tridecenol, tetradecenol, pentadecenol, hexadecenol, heptadecenol, octadecenol, nonadecenol, ikosenol, docosenol, octadiene-ol, nonanoedia-ol, deca- dien-ol, undecadiene-ol, dodecadiene-ol, trideca-dien-ol, tetradeca-dien-ol, pentadeca-dien-ol, hexadeca-dien-ol, heptadeca-dien-ol, octadeca-diene ol, Nonadeca-dien-ol, Ikosa-dien-ol and / or Docosa-dien-ol. These so-called fatty alcohols are sometimes commercially available or can be obtained from fatty acids, this reaction being carried out, for example, in F.-B. Chen, G. Bufkin, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4571-4582 (1985).
Zu den bevorzugten (Meth)acrylaten, die durch dieses Verfahren erhältlich sind, gehören insbesondere Octa-dien-yl-(meth)acrylat, Octadeca-dien-yl- (meth)acrylat, Octadecan-trien-yl-(meth)acrylat, Hexadecenyl(meth)acrylat, Octadecenyl(meth)acrylat und Hexadeca-dien-yl-(meth)acrylat.The preferred (meth) acrylates obtainable by this process include, in particular, octadiene-yl (meth) acrylate, octadeca-diene-yl (meth) acrylate, octadecanetrienyl (meth) acrylate, Hexadecenyl (meth) acrylate, octadecenyl (meth) acrylate and hexadecadienyl (meth) acrylate.
Darüber hinaus können (Meth)acrylate, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, auch durchIn addition, (meth) acrylates which have at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms in the alkyl radical can also be obtained by
Umsetzung von ungesättigten Fettsäuren mit (Meth)acrylaten, die im Alkylrest, insbesondere Alkoholrest reaktive Gruppen aufweisen, erhalten werden. Zu den reaktiven Gruppen gehören insbesondere Hydroxygruppen sowie Epoxygruppen. Dementsprechend können beispielsweise auch Hydroxylalkyl(meth)acrylate, wie 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3,4- Dihydroxybutyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2- Hydroxypropyl(meth)acrylat, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandiol(meth)acrylat, 1 ,10-Decandiol(meth)acrylat; oder Epoxygruppen enthaltende (Meth)acrylate, beispielsweise Glycidyl(meth)acrylat als Edukte zur Herstellung der zuvor genannten (Meth)acrylate eingesetzt werden.Reaction of unsaturated fatty acids with (meth) acrylates which have reactive groups in the alkyl radical, in particular alcohol radical. The reactive groups include in particular hydroxy groups and epoxy groups. Accordingly, for example, hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3,4-dihydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2,5-dimethyl -1, 6-hexanediol (meth) acrylate, 1, 10-decanediol (meth) acrylate; or epoxy group-containing (meth) acrylates, For example, glycidyl (meth) acrylate can be used as starting materials for the preparation of the abovementioned (meth) acrylates.
Geeignete Fettsäuren zur Umsetzung mit den zuvor genannten (Meth)acrylaten sind vielfach kommerziell erhältlich und werden aus natürlichen Quellen erhalten. Zu diesen gehören unter anderem Undecylensäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Icosensäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure und/oder Cervonsäure.Suitable fatty acids for reaction with the abovementioned (meth) acrylates are often commercially available and are obtained from natural sources. These include 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.
Zu den bevorzugten (Meth)acrylaten, die durch dieses Verfahren erhältlich sind, gehören insbesondere (Meth)acryloyloxy-2-hydroxypropyl-linolsäureester, (Meth)acryloyloxy-2-hydroxypropyl-linolensäureester und (Meth)acryloyloxy-2- hydroxypropyl-ölsäureester.The preferred (meth) acrylates obtainable by this process include, in particular, (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl linoleic acid ester, (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl linolenic acid ester and (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyl oleic acid ester.
Die Umsetzung der ungesättigten Fettsäuren mit (Meth)acrylaten, die reaktive Gruppen im Alkylrest, insbesondere Alkoholrest aufweisen, ist an sich bekannt und beispielsweise in DE-A-41 05 134, DE-A-25 13 516, DE-A-26 38 544 und US 5,750,751 dargelegt.The reaction of the unsaturated fatty acids with (meth) acrylates which have reactive groups in the alkyl radical, in particular alcohol radical, is known per se and is described, for example, in DE-A-41 05 134, DE-A-25 13 516, DE-A-26 38 544 and US 5,750,751.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können (Meth)acryl-Monomere der allgemeinen Formel (IV)According to a preferred embodiment, (meth) acrylic monomers of the general formula (IV)
(IV),
Figure imgf000019_0001
worin R1 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, Z1 eine Verbindungsgruppe, und R9 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, eingesetzt werden.
(IV),
Figure imgf000019_0001
wherein R 1 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 the formula NR 'in which R' represents hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, Z 1 represents a linking group and R 9 is an unsaturated radical having 9 to 25 carbon atoms.
Überraschende Vorteile lassen sich weiterhin durch die Verwendung von einem (Meth)acryl-Monomer der allgemeinen Formel (V)Surprising advantages can furthermore be achieved by the use of a (meth) acrylic monomer of the general formula (V)
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0001
worin R1 Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Z1 eine Verbindungsgruppe, R Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R9 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, erzielen.wherein R 1 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 1 is a linking group, R is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms and R 9 is an unsaturated group having 9 to 25 carbon atoms.
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-, Alka- noyl-, 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 Al- kylgruppen gehören die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 1 -Butyl-, 2-Butyl-, 2-Methylpropyl- oder 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 groups The heteroaliphatic 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. Preferred alkyl groups include the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 1-butyl, 2-butyl, 2-methylpropyl or tert-butyl group.
Die Gruppe Z1 in den Formeln (IV) und (V) 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 1 in formulas (IV) and (V) 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 a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, t-butylene or cyclohexylene group, wherein the Ethylene group is particularly preferred.
Die Gruppe R9 in Formel (IV) und (V) 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-, Dece- nyl-, Undecenyl-, Dodecenyl-, Tridecenyl-, Tetradecenyl-, Pentadecenyl-, He- xadecenyl-, Heptadecenyl-, Octadecenyl-, Nonadecenyl-, Eicosenyl-, Heneico- senyl-, Docosenyl-, Octa-dien-yl-, Nona-dien-yl, Deca-dien-yl-, Undeca-dien-yl- , Dodeca-dien-yl-, Trideca-dien-yl-, Tetradeca-dien-yl-, Pentadeca-dien-yl-, Hexadeca-dien-yl-, Heptadeca-dien-yl-, Octadeca-dien-yl-, Nonadeca-dien-yl-, Eicosa-dien-yl-, Heneicosa-dien-yl-, Docosa-dien-yl-, Tricosa-dien-yl- und/oder Heptadeca-trien-yl-Gruppe.The group R 9 in formula (IV) and (V) represents 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 , Heneosylsyl, docosenyl, octadiene-yl, nonanediazyl, decadiene-yl, undecanediazyl, dodeca-diene-yl, trideca-diene-yl , Tetradeca-dien-yl, pentadeca-dien-yl, hexadeca-dien-yl, heptadeca-dien-yl, octadeca-dien-yl, nonadeca-dien-yl, eicosa-dien-yl, Heneicosa-dien-yl, docosa-dien-yl, tricosa-dien-yl and / or heptadeca-triene-yl group.
Zu den bevorzugten (Meth)acryl-Monomeren gemäß Formel (IV) bzw. (V) gehören unter anderem Heptadecenyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Hepta- deca-dien-yloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadeca-trien-yloyloxy-2- ethyl-(meth)acrylsäureannid, Heptadecenyloyloxy-2-ethyl-(meth)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,The preferred (meth) acrylic monomers of the formula (IV) or (V) include, but are not limited to, heptadecenyloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, hepta decadiene-yloyloxy-2-ethyl (meth) acrylamide, heptadeca-triene-yloyloxy-2-ethyl- (meth) acrylic acid anide, heptadecenyloyloxy-2-ethyl- (meth) acrylic acid anide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl- palmitoleic acid anhydride, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-oleic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-icosenoic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-cetoleic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-erucic acid amide, (meth) acryloyloxy 2-ethyl-linoleic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide, (meth) acryloyloxy-2-propyl-palmitoleic 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-linolsäureamid und (Meth)acryloyloxy-2-propyl- linolensäureamid.(Meth) acryloyloxy-2-propyl-linoleic acid amide and (meth) acryloyloxy-2-propyllinolenic acid amide.
Besonders bevorzugte Monomere gemäß Formel (IV) bzw. (V) sind Methacry- loyloxy-2-ethyl-ölsäureamid, Methacryloyloxy-2-ethyl-linolsäureamid und/oder Methacryloyloxy-2-ethyl-linolensäureamid.Particularly preferred monomers according to formula (IV) or (V) are methacryloyloxy-2-ethyl-oleic acid amide, methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide and / or methacryloyloxy-2-ethyl-linolenic acid amide.
Die (Meth)acryl-Monomere gemäß Formel (IV) bzw. (V) lassen sich insbesondere durch mehrstufige Verfahren erhalten. In einer ersten Stufe können bei- spielsweise eine oder mehrere ungesättigte Fettsäuren oder Fettsäureester mit einem Amin, beispielsweise Ethylendiamin, Ethanolamin, Propylendiamin oder Propanolamin, 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 (IV) bzw. (V) zu erhalten. 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 Alkyl- rest umgesetzt werden, welches anschließend mit einer ungesättigten Fettsäure zu einem (Meth)acryl-Monomer gemäß Formel (IV) bzw. (V) umgesetzt wird. Umesterungen von Alkoholen mit (Meth)acrylaten oder die Herstellung von (Meth)acrylsäureamiden sind unter anderem in CN 1355161 , DE 21 29 425 eingereicht am 14.06.71 beim Deutschen Patentamt 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 Druckschriften 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 (meth) acrylic monomers of the formula (IV) or (V) can be obtained in particular by multistage processes. In a first step, 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 (IV) or (V). 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, with one of the above amines mentioned are reacted to a (meth) acrylamide having a hydroxy group in the alkyl radical, which is then reacted with an unsaturated fatty acid to a (meth) acrylic monomer according to formula (IV) or (V). Transesterification of alcohols with (meth) acrylates or the preparation of (meth) acrylic acid amides are inter alia in CN 1355161, DE 21 29 425 filed on 14.06.71 at the German Patent Office with the application number P 2129425.7, DE 34 23 443 filed on 26.06.84 at the German Patent Office with the application number P 3423443.8 or EP-AO 534 666 filed on 16.09.92 the European Patent Office with the application number EP 92308426.3 set forth, wherein the reaction conditions described in these publications and the catalysts set forth therein, etc. for purposes of disclosure in this application be inserted. 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 (Meth)acryl-Monomeren gemäß Formel (IV) bzw. (V) 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 reacted without expensive purification to the (meth) acrylic monomers of formula (IV) or (V).
Weiterhin gehören zu den (Meth)acryl-Monomeren mit 8 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 und besonders bevorzugt 12 bis 20 Kohlenstoffatomen und mindestens einer Doppelbindung im Alkylrest insbesondere Monomere der allgemei- nen Formel (VI)
Figure imgf000024_0001
Furthermore, the (meth) acrylic monomers having 8 to 40, preferably 10 to 30 and particularly preferably 12 to 20 carbon atoms and at least one double bond in the alkyl radical include in particular monomers of the general formula (VI)
Figure imgf000024_0001
worin R1 Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, R10 eine Alkylengruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Y Sauerstoff, Schwefel oder eine Gruppe der Formel NR" bedeutet, worin R" Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und R11 ein ungesättigter Rest mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen und mindestens zwei C-C- Doppelbindungen ist.wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, X is oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, R 10 is an alkylene group having 1 to 22 carbon atoms, Y is oxygen, sulfur or a group of Formula NR ", wherein R" is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, and R 11 is an unsaturated radical having at least 8 carbon atoms and at least two CC double bonds.
In Formel (VI) bedeutet der Rest R10 eine Alkylengruppe mit 1 bis 22 Kohlen- stoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 10, besonders bevorzugt mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Der Rest R10 stellt gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Alkylengruppe mit 2 bis 4, besonders bevorzugt 2 Kohlenstoffatomen dar. Zu den Alkylengruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen gehören insbesondere die Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso- Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, t-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe, wobei die Ethylengruppe besonders bevorzugt ist.In formula (VI), the radical R 10 is an alkylene group having 1 to 22 carbon atoms, preferably 1 to 10, particularly preferably 2 to 6 carbon atoms. The radical R 10 represents, according to a particular embodiment of the present invention, an alkylene group having 2 to 4, more preferably 2 carbon atoms. The alkylene groups having 1 to 22 carbon atoms include in particular the methylene, ethylene, propylene, isopropylene, n-butylene, iso-butylene, t-butylene or cyclohexylene group, with the ethylene group being particularly preferred.
Der Rest R11 umfasst mindestens zwei C-C-Doppelbindungen, die nicht Teil eines aromatischen Systems sind. Vorzugsweise stellt der Rest R11 eine Gruppe mit genau 8 Kohlenstoffatomen dar, die genau zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindungen aufweist. Der Rest R11 stellt vorzugsweise einen linearen Kohlenwasserstoffrest dar, der keine Heteroatome aufweist. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Rest R11 in Formel (VI) eine endständige Doppelbindung umfassen. In einer weiteren Abwand- lung der vorliegenden Erfindung kann der Rest R11 in Formel (VI) keine endständige Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung umfassen. Die im Rest R11 enthaltenen Doppelbindungen können vorzugsweise konjungiert sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die im Rest R11 enthaltenen Doppelbindungen nicht konjungiert. Zu den bevorzugten Resten R11, die mindestens zwei Doppelbindungen aufweisen, gehören unter anderem die Octa-2,7-dienylgruppe, Octa-3,7-dienylgruppe, Octa-4,7- dienylgruppe, Octa-5,7-dienylgruppe, Octa-2,4-dienylgruppe, Octa-2,5- dienylgruppe, Octa-2,6-dienylgruppe, Octa-3,5-dienylgruppe, Octa-3,6- dienylgruppe und Octa-4,6-dienylgruppe.The radical R 11 comprises at least two CC double bonds which are not part of an aromatic system. Preferably, the radical R 11 represents a group with exactly 8 carbon atoms, which has exactly two carbon-carbon double bonds. The radical R 11 preferably represents a linear hydrocarbon radical which has no heteroatoms. According to a particular embodiment of the present invention, the radical R 11 in formula (VI) may comprise a terminal double bond. In a further discussion In the context of the present invention, the radical R 11 in formula (VI) can not comprise a terminal carbon-carbon double bond. The double bonds contained in the radical R 11 may preferably be conjugated. According to another preferred embodiment of the present invention, the double bonds contained in the radical R 11 are not conjugated. Preferred R 11 radicals having at least two double bonds include, among others, octa-2,7-dienyl group, octa-3,7-dienyl group, octa-4,7-dienyl group, octa-5,7-dienyl group, octa 2,4-dienyl group, octa-2,5-dienyl group, octa-2,6-dienyl group, octa-3,5-dienyl group, octa-3,6-dienyl group and octa-4,6-dienyl group.
Zu den (Meth)acryl -Monomeren der allgemeinen Formel (VI) zählen unter anderem 2-[((2-E)Octa-2,7-dienyl)methylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[((2-Z)Octa-2,7-dienyl)methylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[((3-E)Octa-3,7-dienyl)methylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat,The (meth) acrylic monomers of the general formula (VI) include, inter alia, 2 - [((2-E) octa-2,7-dienyl) methylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [( (2-Z) octa-2,7-dienyl) methylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [((3-E) octa-3,7-dienyl) methylamino] ethyl-2-methylpropyl 2-enoate,
2-[((4-Z)Octa-4,7-dienyl)methylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[(Octa-2,6- dienyl)methylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[(Octa-2,4- dienyl)methylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[(Octa-3,5- dienyl)methylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[((2-E)Octa-2,7-dienyl)methylamino]ethyl-(meth)acrylsäureamid, 2-[((2-Z)Octa-2,7-dienyl)methylamino]ethyl-(meth)acrylsäureamid, 2-[((3-E)Octa-3,7-dienyl)methylamino]ethyl-(meth)acrylsäureamid, 2-[((4-Z)Octa-4,7-dienyl)methylamino]ethyl-(meth)acrylsäureamid, 2-[(Octa-2,6- dienyl)methylamino]ethyl-(meth)acrylsäureamid, 2-[(Octa-2,4- dienyl)methylamino]ethyl-(meth)acrylsäureamid, 2-[(Octa-3,5- dienyl)methylamino]ethyl-(meth)acrylsäureamid,2 - [((4-Z) octa-4,7-dienyl) methylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [(octa-2,6-dienyl) methylamino] ethyl-2-methylprop-2 -enoate, 2 - [(octa-2,4-dienyl) methylamino] ethyl-2-methylprop-2-enoate, 2 - [(octa-3,5-dienyl) methylamino] ethyl-2-methylprop-2-enoate , 2 - [((2-E) octa-2,7-dienyl) methylamino] ethyl (meth) acrylamide, 2 - [((2-Z) octa-2,7-dienyl) methylamino] ethyl (meth ) Acrylic acid amide, 2 - [((3-E) octa-3,7-dienyl) methylamino] ethyl (meth) acrylamide, 2 - [((4-Z) octa-4,7-dienyl) methylamino] ethyl (meth) acrylamide, 2 - [(octa-2,6-dienyl) methylamino] ethyl (meth) acrylamide, 2 - [(octa-2,4-dienyl) methylamino] ethyl (meth) acrylamide, 2- [ (Octa-3,5-dienyl) methylamino] ethyl (meth) acrylamide,
2-[((2-E)Octa-2,7-dienyl)ethylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[((2-Z)Octa- 2,7-dienyl)ethylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[((3-E)Octa-3,7- dienyl)ethylamino]ethyl-2-nnethylprop-2-enoat, 2-[((4-Z)Octa-4,7- dienyl)ethylamino]ethyl-2-nnethylprop-2-enoat, 2-[(Octa-2,6- dienyl)ethylamino]ethyl-2-nnethylprop-2-enoat, 2-[(Octa-2,4- dienyl)ethylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[(Octa-3,5- dienyl)ethylamino]ethyl-2-nnethylprop-2-enoat,2 - [((2-E) octa-2,7-dienyl) ethylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [((2-Z) octa-2,7-dienyl) ethylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [((3-E) octa-3,7- dienyl) ethylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [((4-Z) octa-4,7-dienyl) ethylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [(octa-2 , 6-dienyl) ethylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [(octa-2,4-dienyl) ethylamino] ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - [(octa-3,5 - dienyl) ethylamino] ethyl-2-methylprop-2-enoate,
2-[((2-E)Octa-2,7-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[((2-Z)Octa-2,7- dienyl)methylannino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[((3-E)Octa-3,7- dienyl)methylannino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[((4-Z)Octa-4,7- dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[(Octa-2,6-dienyl)methylannino]ethyl- prop-2-enoat, 2-[(Octa-2,4-dienyl)methylannino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[(Octa- 3,5-dienyl)methylannino]ethyl-prop-2-enoat,2 - [((2-E) octa-2,7-dienyl) methylamino] ethyl-prop-2-enoate, 2 - [((2-Z) octa-2,7-dienyl) -methylannino] ethyl-propanol 2-enoate, 2 - [((3-E) octa-3,7-dienyl) -methylannino] ethyl-prop-2-enoate, 2 - [((4-Z) octa-4,7-dienyl) -methylamino] ethyl-prop-2-enoate, 2 - [(octa-2,6-dienyl) -methylannino] ethyl-prop-2-enoate, 2 - [(octa-2,4-dienyl) -methylannino] -ethyl-prop-2- enoate, 2 - [(octa-3,5-dienyl) methylannino] ethyl-prop-2-enoate,
2-((2-E)Octa-2,7-dienyloxy)ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-((2-Z)Octa-2,7- dienyloxy)ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-((3-E)Octa-3,7-dienyloxy)ethyl-2- methyl prop-2-enoat, 2-((4-Z)Octa-4,7-dienyloxy)ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-(Octa-2,6-dienyloxy)ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-(Octa-2,4-dienyloxy)ethyl- 2-methyl prop-2-enoat, 2-(Octa-3,5-dienyloxy)ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-((2-E)Octa-2,7-dienyloxy)ethyl-prop-2-enoat, 2-((2-Z)Octa-2,7- dienyloxy)ethyl-prop-2-enoat, 2-((3-E)Octa-3,7-dienyloxy)ethyl-prop-2-enoat, 2-((4-Z)Octa-4,7-dienyloxy)ethyl-prop-2-enoat, 2-(Octa-2,6-dienyloxy)ethyl- prop-2-enoat, 2-(Octa-2,4-dienyloxy)ethyl-prop-2-enoat und 2-(Octa-3,5- dienyloxy)ethyl-prop-2-enoat.2 - ((2-E) octa-2,7-dienyloxy) ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - ((2-Z) octa-2,7-dienyloxy) ethyl-2-methylprop-2-yl enoate, 2 - ((3-E) octa-3,7-dienyloxy) ethyl-2-methyl-prop-2-enoate, 2 - ((4-Z) octa-4,7-dienyloxy) ethyl-2-methylprop -2-enoate, 2- (octa-2,6-dienyloxy) ethyl-2-methylprop-2-enoate, 2- (octa-2,4-dienyloxy) ethyl-2-methylprop-2-enoate, 2- (Octa-3,5-dienyloxy) ethyl 2-methylprop-2-enoate, 2 - ((2-E) octa-2,7-dienyloxy) ethyl-prop-2-enoate, 2 - ((2-Z ) Octa-2,7-dienyloxy) ethyl-prop-2-enoate, 2 - ((3-E) octa-3,7-dienyloxy) ethyl-prop-2-enoate, 2 - ((4-Z) octa -4,7-dienyloxy) ethyl-prop-2-enoate, 2- (octa-2,6-dienyloxy) ethyl-prop-2-enoate, 2- (octa-2,4-dienyloxy) ethyl-prop-2 enoate and 2- (octa-3,5-dienyloxy) ethyl-prop-2-enoate.
Die zuvor dargelegten (Meth)acryl-Monomere gemäß Formel (IV) lassen sich insbesondere durch Verfahren erhalten, in denen (Meth)acrylsäure oder ein (Meth)acrylat, insbesondere Methyl (meth)acrylat oder Ethyl(meth)acrylat mit einem Alkohol und/oder einem Amin umgesetzt wird. Diese Reaktionen wurden zuvor dargelegt. Das mit der (Meth)acrylsäure oder dem (Meth)acrylat umzusetzende Edukt kann vorteilhaft der Formel (VII) entsprechen,The (meth) acrylic monomers of the formula (IV) set out above can be obtained in particular by processes in which (meth) acrylic acid or a (meth) acrylate, in particular methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate with an alcohol and / or an amine is reacted. These reactions have been previously stated. The starting material to be reacted with the (meth) acrylic acid or the (meth) acrylate may advantageously correspond to the formula (VII),
10 1110 11
H-X- R — Y-R (VII),H-X-R-Y-R (VII),
worin X Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, R10 eine Alkylengruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Y Sauerstoff, Schwefel oder eine Gruppe der Formel NR" bedeutet, worin R" Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und R11 ein mindestens doppelt ungesättigter Rest mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen ist.wherein X is oxygen or a group of the formula NR ', wherein R' is hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, R 10 is an alkylene group having 1 to 22 carbon atoms, Y is oxygen, sulfur or a group of the formula NR ", where R "Represents hydrogen or a radical having 1 to 6 carbon atoms, and R 11 is an at least double unsaturated radical having at least 8 carbon atoms.
Hinsichtlich der Bedeutung bevorzugter Reste R', R", R10, Y und R11 wird auf die Beschreibung der Formel (VI) verwiesen.With regard to the meaning of preferred radicals R ', R ", R 10 , Y and R 11 , reference is made to the description of the formula (VI).
Zu den bevorzugten Edukten gemäß Formel (VII) gehören (Methyl(octa-2,7- dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-2,7-dienyl)amino)ethanol, 2-Octa-2,7- dienyloxyethanol, (Methyl(octa-2,7-dienyl)amino)ethylamin,The preferred starting materials of the formula (VII) include (methyl (octa-2,7-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-2,7-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-2,7-dienyloxyethanol, (methyl octa-2,7-dienyl) amino () ethylamine,
(Methyl(octa-3,7-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-3,7-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-3,7-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-3,7-dienyl)amino)ethylamin, (Methyl(octa-4,7-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-4,7-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-4,7-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-4,7-dienyl)amino)ethylamin, (Methyl(octa-5,7-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-5,7-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-5,7-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-5,7-dienyl)amino)ethylamin, (Methyl(octa-2,6-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-2,6-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-2,6-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-2,6-dienyl)amino)ethylamin, (Methyl(octa-2,5-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-2,5-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-2,5-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-2,5-dienyl)amino)ethylamin,(Methyl (octa-3,7-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-3,7-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-3,7-dienyloxyethanol, (methyl (octa-3,7-dienyl ) amino) ethylamine, (methyl (octa-4,7-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-4,7-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-4,7-dienyloxyethanol, (methyl (octa 4,7-dienyl) amino) ethylamine, (methyl (octa-5,7-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-5,7-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-5,7-dienyloxyethanol, (Methyl (octa-5,7-dienyl) amino) ethylamine, (methyl (octa-2,6-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-2,6-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-2 , 6-dienyloxyethanol, (methyl (octa-2,6-dienyl) amino) ethylamine, (methyl (octa-2,5-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-2,5-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-2,5-dienyloxyethanol, (methyl (octa-2,5-dienyl) amino) ethylamine,
(Methyl(octa-2,4-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-2,4-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-2,4-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-2,4-dienyl)amino)ethylamin, (Methyl(octa-3,6-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-3,6-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-3,6-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-3,6-dienyl)amino)ethylannin, (Methyl(octa-3,5-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-3,5-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-3,5-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-3,5-dienyl)amino)ethylannin, (Methyl(octa-4,6-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-4,6-dienyl)amino)ethanol, 2- Octa-4,6-dienyloxyethanol und (Methyl(octa-4,6-dienyl)amino)ethylamin. Die Edukte gemäß Formel (VII) können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.(Methyl (octa-2,4-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-2,4-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-2,4-dienyloxyethanol, (methyl (octa-2,4-dienyl ) amino) ethyl amine, (Methyl (octa-3,6-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-3,6-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-3,6-dienyloxyethanol, (methyl (octa-3,6-dienyl ) amino) ethylannin, (methyl (octa-3,5-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-3,5-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-3,5-dienyloxyethanol, (methyl (octa 3,5-dienyl) amino) ethylamine, (methyl (octa-4,6-dienyl) amino) ethanol, (ethyl (octa-4,6-dienyl) amino) ethanol, 2-octa-4,6-dienyloxyethanol and (methyl (octa-4,6-dienyl) amino) ethylamine. The educts of formula (VII) can be used individually or as a mixture.
Die Edukte gemäß Formel (VII) lassen sich unter anderem durch bekannte Verfahren der Telomerisierung von 1 ,3-Butadien erhalten. Hierbei bedeutet der Begriff „Telomerisierung" die Umsetzung von Verbindungen mit konjugierten Doppelbindungen in Gegenwart von Nukleophilen. Die in den Druckschriften WO 2004/002931 eingereicht am 17.06.2003 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer PCT/EP2003/006356, WO 03/031379 eingereicht am 01.10.2002 mit der Anmeldenummer PCT/EP2002/10971 und WO 02/100803 eingereicht am 04.05.2002 mit der Anmeldenummer PCT/EP2002/04909 dargelegten Verfahren, insbesondere die zur Umsetzung eingesetzten Katalysatoren und die Reaktionsbedingungen, wie zum Beispiel Druck und Temperatur, werden zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt.The educts according to formula (VII) can be obtained inter alia by known methods of telomerizing 1,3-butadiene. Herein, the term "telomerization" means the reaction of compounds with conjugated double bonds in the presence of nucleophiles, filed in the documents WO 2004/002931 filed on 17.06.2003 with the European Patent Office with the application number PCT / EP2003 / 006356, WO 03/031379 01.10.2002 with the application number PCT / EP2002 / 10971 and WO 02/100803 filed on 04.05.2002 with the application number PCT / EP2002 / 04909, especially the catalysts used for the reaction and the reaction conditions, such as pressure and temperature for the purposes of disclosure in the present application.
Bevorzugt kann die Telomerisierung von 1 ,3-Butadien unter Verwendung von Metallverbindungen, die Metalle der 8. bis 10. Gruppe des Periodensystems der Elemente umfassen, als Katalysator erfolgen, wobei Palladiumverbindungen, insbesondere Palladiumcarbenkomplexe, die in den zuvor dargelegten Druckschriften näher dargelegt sind, besonders bevorzugt eingesetzt werden können. AIs Nukleophil können insbesondere Dialkohole, wie Ethylenglykol, 1 ,2- Propandiol, 1 ,3-Propandiol; Diamine, wie Ethylendiamin, N-Methyl- ethylendiamin, N,N'-Dimethylethylendiannin oder Hexamethylendiamin; oder Aminoalkanole, wie Aminoethanol, N-Methylaminoethanol, N- Ethylaminoethanol, Aminopropanol, N-Methylaminopropanol oder N- Ethylaminopropanol eingesetzt werden.Preferably, the telomerization of 1, 3-butadiene using metal compounds comprising metals of the 8th to 10th group of the Periodic Table of the Elements can be carried out as a catalyst, wherein palladium compounds, in particular Palladiumcarbenkomplexe, which are set forth in more detail in the above-mentioned documents, can be used with particular preference. As nucleophile, especially dialcohols such as ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol; Diamines such as ethylenediamine, N-methylethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediannine or hexamethylenediamine; or aminoalkanols, such as aminoethanol, N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, aminopropanol, N-methylaminopropanol or N-ethylaminopropanol.
Bei Verwendung von (Meth)acrylsäure als Nukleophil können beispielsweise Octadienyl(meth)acrylate erhalten werden, die insbesondere als (Meth)acryl- Monomere mit 8 bis 40 Kohlenstoffatome geeignet sind.When using (meth) acrylic acid as nucleophile, for example, octadienyl (meth) acrylates can be obtained, which are particularly suitable as (meth) acrylic monomers having 8 to 40 carbon atoms.
Die Temperatur, bei der die Telomerisationsreaktion ausgeführt wird, liegt zwischen 10 und 180 0C, bevorzugt zwischen 30 und 120 0C, besonders bevorzugt zwischen 40 und 100 0C. Der Reaktionsdruck beträgt 1 bis 300 bar, be- vorzugt 1 bis 120 bar, besonders bevorzugt 1 bis 64 bar und ganz besonders bevorzugt 1 bis 20 bar.The temperature at which the telomerization reaction is carried out is between 10 and 180 0 C, preferably between 30 and 120 0 C, particularly preferably between 40 and 100 0 C. The reaction pressure is 1 to 300 bar, preferably from 1 to 120 bar , more preferably 1 to 64 bar and most preferably 1 to 20 bar.
Die Herstellung von Isomeren aus Verbindungen, die eine Octa-2,7-dienyl- Gruppe aufweisen, kann durch Isomerisierung der Doppelbindungen erfolgen, die in den Verbindungen mit einer Octa-2,7-dienyl-Gruppe enthalten sind.The preparation of isomers from compounds having an octa-2,7-dienyl group can be carried out by isomerization of the double bonds contained in the compounds having an octa-2,7-dienyl group.
Die zuvor dargelegten (Meth)acryl-Monomere, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, können einzeln oder als Mischung von zwei oder mehr Monomeren eingesetzt werden.The above-mentioned (meth) acrylic monomers having at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms in the alkyl group may be used singly or as a mixture of two or more monomers.
Zu den Comonomeren gehören darüber hinaus Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylversatat, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylchlorid; Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Ester der Maleinsäure, beispielsweise Maleinsäuredimethylester, Methylnrialeinsäureanhydrid; und Fumarsäurederivate, wie Fumarsäuredimethylester.The comonomers also include vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl chloride, vinyl versatate, ethylene vinyl acetate, ethylene vinyl chloride; Maleic acid derivatives, such as maleic anhydride, esters of Maleic acid, for example dimethyl maleate, methylninitic anhydride; and fumaric acid derivatives such as dimethyl fumarate.
Eine weitere Gruppe von Comonomeren sind Styrol monomere, 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-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole.Another group of comonomers are styrene monomeric, such as styrene, substituted styrenes having an alkyl substituent in the side chain, such. 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.
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, 4- 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;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, 4-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, vinylfuran, vinylthiophene, vinylthiolane, vinylthiazoles and hydrogenated vinylthiazoles, vinyloxazoles and hydrogenated vinyloxazoles; Maleimide, methylmaleimide;
Vinyl- und Isoprenylether; undVinyl and isoprenyl ethers; and
Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid stellen weitere Beispiele für Comonomere dar.Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride are further examples of comonomers.
Weiterhin umfasst ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmittel mindestens ein funktionales Polymer mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen. Polymere mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen sind polymere Verbindungen, die durch Umsetzung von Monomermischungen erhalten werden, die Monomere mit mindestens einer Carbonsäuregruppe oder Monomere mit mindestens einer Carbonsäureanhydridgruppe enthalten. Der Begriff „funktionales Polymer" bedeutet im Rahmen der vorliegendenFurthermore, a coating composition according to the invention comprises at least one functional polymer with carboxylic acid or carboxylic anhydride groups. Polymers having carboxylic acid or carboxylic anhydride groups are polymeric compounds obtained by reacting monomer mixtures containing monomers having at least one carboxylic acid group or monomers having at least one carboxylic acid anhydride group. The term "functional polymer" means in the context of the present
Erfindung, dass dieses Polymer, vorzugsweise über die Carbonsäure- oder die Carbonsäureanhydrid-Gruppen mit dem zuvor dargelegten Aminogruppen- haltigen (Meth)acrylat-Polymer reagieren kann, wobei der Begriff „reagieren" weit zu verstehen ist, so dass eine Reaktion unter Umständen erst bei höheren Temperaturen eintritt.Invention that this polymer, preferably via the carboxylic acid or the carboxylic anhydride groups with the above-described amino group-containing (meth) acrylate polymer can react, the term "reacting" is to be understood so that a reaction under certain circumstances only at higher temperatures occurs.
Vorzugsweise umfasst das funktionale Polymer 0,1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 10 und ganz besonders bevorzugt 2 bis 5 Gew.-% an Einheiten, die von Monomeren mit mindestens einer Carbonsäuregruppe oder Monomeren mit mindestens einer Carbonsäureanhydridgruppe abgeleitet sind, und 20 bis 99,9 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 98 und besonders bevorzugt 60 bis 97 Gew.-% an Einheiten, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind.Preferably, the functional polymer comprises from 0.1 to 15% by weight, more preferably from 1 to 10, and most preferably from 2 to 5% by weight of units derived from monomers having at least one carboxylic acid group or monomers having at least one carboxylic acid anhydride group, and 20 to 99.9% by weight, preferably 30 to 98, and more preferably 60 to 97% by weight of units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms.
Die funktionalen Polymere können bevorzugt durch radikalische Polymerisation erhalten werden. Dementsprechend ergibt sich der Gewichtsanteil an den jeweiligen Einheiten, die diese Polymere aufweisen, aus den zur Herstellung der Polymere eingesetzten Gewichtsanteilen an entsprechenden Monomeren, da der Gewichtsanteil von Gruppen, die von Initiatoren oder Molekulargewichtsreglern abgeleitet sind, üblich vernachlässigt werden kann.The functional polymers can preferably be obtained by free-radical polymerization. Accordingly, the proportion by weight of the respective units comprising these polymers results from the proportions by weight of corresponding monomers used to prepare the polymers, since the proportion by weight of groups derived from initiators or molecular weight regulators can usually be neglected.
Zu den Carbonsäure-Monomeren zählen unter anderem Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Monoester der Fumarsäure, Maleinsäure und Monoester der Maleinsäure, wobei Acrylsäure und Methacrylsäure besonders bevorzugt sind.Among the carboxylic acid monomers include acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, monoesters of fumaric acid, maleic acid and Monoesters of maleic acid, with acrylic acid and methacrylic acid being particularly preferred.
Beispiele für Monomere mit mindestens einer Carbonsäureanhydridgruppe sind Maleinsäureanhydrid, Derivate des Maleinsäureanhydrids, wie zum Beispiel Methylmaleinsäureanhydrid, Dimethylmaleinsäureanhydrid oder Phenylmaleinsäureanhydrid, und Itaconsäureanhydrid. Hierbei ist Maleinsäureanhydrid besonders bevorzugt.Examples of monomers having at least one carboxylic anhydride group are maleic anhydride, derivatives of maleic anhydride, such as methylmaleic anhydride, dimethylmaleic anhydride or phenylmaleic anhydride, and itaconic anhydride. Here, maleic anhydride is particularly preferred.
Hierbei können auch Monomermischungen eingesetzt werden, die Monomere mit mindestens einer Carbonsäuregruppe und Monomere mit mindestens einer Carbonsäureanhydridgruppe enthalten. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind insbesondere funktionale Polymere bevorzugt, die einen höheren Anteil an Einheiten umfasst, die von Monomeren mit mindestens einer Carbonsäuregruppe abgeleitet sind, als Einheiten, die von Monomeren mit mindestens einer Carbonsäureanhydridgruppe abgeleitet sind. Vorzugsweise ist das Molverhältnis von Carbonsäuregruppen zu Carbonsäureanhydridgruppen in dem funktionalen Polymer größer als 1 ,5, besonders bevorzugt größer als 2 und ganz besonders bevorzugt größer als 5.In this case, it is also possible to use monomer mixtures which comprise monomers having at least one carboxylic acid group and monomers having at least one carboxylic acid anhydride group. In a particular aspect of the present invention, particularly preferred are functional polymers comprising a higher proportion of units derived from monomers having at least one carboxylic acid group than units derived from monomers having at least one carboxylic anhydride group. Preferably, the molar ratio of carboxylic acid groups to carboxylic anhydride groups in the functional polymer is greater than 1.5, more preferably greater than 2, and most preferably greater than 5.
Alkyl(meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen wurden zuvor dargelegt, so dass hierauf verwiesen wird.Alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms have been previously set forth, so reference is hereby made.
Neben den zuvor dargelegten Monomeren kann ein funktionales Polymer mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen Einheiten umfassen, die von Comonomeren abgeleitet sind. Hierzu zählen insbesondere die zuvor dargelegten Monomere mit Oxazolidingruppen, wobei das funktionale Polymer 0,1 bis 15 Gew.-% an Einheiten umfassen kann, die von diesen Monomeren abgeleitet sind. Diese Monomere wurden zuvor dargelegt.In addition to the monomers set forth above, a functional polymer having carboxylic acid or carboxylic anhydride groups may comprise units derived from comonomers. These include, in particular, the monomers with oxazolidine groups set out above, where the functional polymer 0.1 to 15% by weight of units derived from these monomers. These monomers have been previously stated.
Von Interesse sind insbesondere Beschichtungsmittel bei denen das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer einen höheren Anteil an Einheiten, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, aufweist als das funktionale Polymer. Vorzugsweise weist das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer mindestens 5% mehr, besonders bevorzugt mindestens 10% mehr an Einheiten auf, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, als das funktionale Polymer, bezogen auf den Gewichtsanteil an diesen Einheiten in dem jeweiligen Polymer.Of particular interest are coating agents in which the amino group-containing (meth) acrylate polymer has a higher proportion of units derived from monomers containing oxazolidine groups than the functional polymer. Preferably, the amino group-containing (meth) acrylate polymer has at least 5% more, more preferably at least 10%, more units derived from monomers having oxazolidine groups than the functional polymer, based on the weight fraction of these units in the particular one Polymer.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise Beschichtungsmittel eingesetzt werden, die sich dadurch auszeichnen, dass das funktionale Polymer einen höheren Anteil an Carbonsäuregruppen oder Carbonsäureanhydridgruppen aufweist als das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer. Vorzugsweise weist das funktionale Polymer mindestens 5% mehr, besonders bevorzugt mindestens 10% mehr an Einheiten auf, die von Monomeren mit mindestens einer Carbonsäuregruppe oder mindestens einer Carbonsäureanhydridgruppe abgeleitet sind, als das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer, bezogen auf den Gewichtsanteil an diesen Einheiten in dem jeweiligen Polymer.According to a further aspect of the present invention, it is possible with preference to use coating compositions which are distinguished by the fact that the functional polymer has a higher proportion of carboxylic acid groups or carboxylic anhydride groups than the amino group-containing (meth) acrylate polymer. Preferably, the functional polymer has at least 5% more, more preferably at least 10%, more units derived from monomers having at least one carboxylic acid group or at least one carboxylic anhydride group than the amino group-containing (meth) acrylate polymer based on weight fraction at these units in the respective polymer.
Weitere Comonomere, insbesondere (Meth)acryl-Monomeren, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, Säuregruppen-haltige Monomere, (Meth)acrylate mit mindestens 13 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten und keine Heteroatome im Alkylrest aufweisen; heterocyclische (Meth)acrylate; Nitrile der (Meth)acrylsäure und andere stickstoffhaltige Methacrylate; Aryl(meth)acrylate; (Meth)acrylate mit einer Hydroxygruppe im Alkylrest; polyalkoxylierte Derivate der (Meth)acrylsäure; Glycerincarbonatmethacrylat; 2-Carbamoyloxyethylmethacrylat; (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Fettsäuren oder Fettsäureamiden ableiten; Vinylester; Styrolmonomere; heterocyclische Vinylverbindungen; Maleinimid, Methylmaleinimid; Vinyl- und Isoprenylether; und Vinylhalogenide wurden zuvor dargelegt, so dass hierauf Bezug genommen wird.Other comonomers, in particular (meth) acrylic monomers having in the alkyl radical at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms, acid group-containing monomers, (meth) acrylates having at least 13 carbon atoms in the alkyl radical derived from saturated alcohols and have no heteroatoms in the alkyl radical; heterocyclic (meth) acrylates; Nitriles of (meth) acrylic acid and other nitrogen-containing methacrylates; Aryl (meth) acrylates; (Meth) acrylates having a hydroxy group in the alkyl radical; polyalkoxylated derivatives of (meth) acrylic acid; Glycerincarbonatmethacrylat; 2-Carbamoyloxyethylmethacrylat; (Meth) acrylates derived from saturated fatty acids or fatty acid amides; Vinylester; styrene; heterocyclic vinyl compounds; Maleimide, methylmaleimide; Vinyl and isoprenyl ethers; and vinyl halides have been set forth above, so that reference is hereby made.
Mit besonderem Vorteil können das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat- Polymer und/oder das funktionale Polymer Einheiten umfassen, die von Methylmethacrylat und/oder Butyl(meth)acrylat abgeleitet sind.With particular advantage, the amino group-containing (meth) acrylate polymer and / or the functional polymer may comprise units derived from methyl methacrylate and / or butyl (meth) acrylate.
Ein erfindungsgemäß einzusetzendes Aminogruppen-haltiges (Meth)acrylat- Polymer und/oder ein funktionales Polymer kann vorzugsweise 0 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 2 bis 15 Gew.-% an Einheiten umfassen, die von (Meth)acryl -Monomeren abgeleitet sind, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, bezogen auf das Gewicht des jeweiligen Polymers.An amino-containing (meth) acrylate polymer and / or a functional polymer to be used according to the invention may preferably be from 0 to 60% by weight, preferably from 0.5 to 30% by weight, more preferably from 1 to 20% by weight and completely most preferably comprise from 2 to 15% by weight of units derived from (meth) acrylic monomers having in the alkyl radical at least one double bond and from 8 to 40 carbon atoms, based on the weight of the respective polymer.
Gemäß einer besonderen Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer und/oder das funktionale Polymer 0 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 50 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% an Einheiten aufweisen, die von Styrolmonomeren, insbesondere von Styrol, substituierten Styrolen mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, substituierte Styrolen mit einem Alkylsubstitutenten am Ring und/oder halogenierten Styrolen abgeleitet sind, bezogen auf das Gesamtgewicht des (Meth)acryl-Polymers bzw. des funktionalen Polymers.According to a particular modification of the present invention, the amino group-containing (meth) acrylate polymer and / or the functional polymer 0 to 60 wt .-%, particularly preferably 5 to 50 wt .-% and most preferably 10 to 40 wt. have% of units of styrene monomers, in particular of styrene, substituted styrenes with a Alkyl substituents in the side chain, substituted styrenes with an alkyl substituent on the ring and / or halogenated styrenes are derived, based on the total weight of the (meth) acrylic polymer or of the functional polymer.
Darüber hinaus sind zur Herstellung des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat- Polymers bzw. des funktionalen Polymers Monomermischungen bevorzugt, die einen sehr geringen Anteil an (Meth)acrylaten aufweisen, die zwei oder mehr Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen aufweisen, die eine mit einer (Meth)acryl-Gruppe identische Reaktivität aufweisen. Gemäß einer besonderen Abwandlung der vorliegenden Erfindung ist der Anteil an Verbindungen mit zwei oder mehr (Meth)acryl-Gruppen vorzugsweise auf höchstens 5 Gew.-%, insbesondere höchstens 2 Gew.-%, insbesondere bevorzugt höchstens 1 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-% und ganz besonders be- vorzugt höchstens 0,1 Gew.-% begrenzt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere.In addition, for the preparation of the amino group-containing (meth) acrylate polymer or the functional polymer monomer mixtures are preferred which have a very low proportion of (meth) acrylates having two or more carbon-carbon double bonds, one with a (Meth) acrylic group have identical reactivity. According to a particular modification of the present invention, the proportion of compounds having two or more (meth) acrylic groups is preferably at most 5 wt .-%, in particular at most 2 wt .-%, particularly preferably at most 1 wt .-%, particularly preferred not more than 0.5% by weight and very particularly preferably not more than 0.1% by weight, based on the total weight of the monomers.
Das Molekulargewicht der Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymere und der funktionalen Polymere kann in einem weiten Bereich liegen. Im Allgemei- nen beträgt das Gewichtsmittel des Molekulargewichts üblich mindestens 1000 g/mol, vorzugsweise mindestens 2000 g/mol und ganz besonders bevorzugt mindestens 5000 g/mol. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung können beispielsweise Polymere eingesetzt werden, die ein relativ hohes Molekulargewicht aufweisen. Diese Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat- Po- lymere oder funktionalen Polymere können insbesondere durch Emulsionspolymerisation erhalten werden, wobei das Gewichtsmittel des Molekulargewichts dieser Polymere beispielsweise im Bereich von 100000 bis 10000000 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 200000 bis 500000 g/mol liegen kann. Emulsionspolymere zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Umweltver- träglichkeit aus, da diese vielfach keine organischen Lösungsmittel benötigen und einen besonders geringen Restmonomergehalt aufweisen könne.The molecular weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymers and the functional polymers can be in a wide range. In general, the weight-average molecular weight is usually at least 1000 g / mol, preferably at least 2000 g / mol and very particularly preferably at least 5000 g / mol. According to a first aspect of the present invention, for example, polymers having a relatively high molecular weight can be used. These amino-containing (meth) acrylate polymers or functional polymers can be obtained in particular by emulsion polymerization, the weight-average molecular weight of these polymers being, for example, in the range from 100,000 to 10,000,000 g / mol, particularly preferably in the range from 200,000 to 500,000 g / mol can lie. Emulsion polymers are notable in particular for their high environmental compatibility, since they often require no organic solvents and can have a particularly low residual monomer content.
Gemäß einem weiteren Aspekt können auch erfindungsgemäß einzusetzende Polymere mit einem geringen Molekulargewicht verwendet werden. Diese Ami- nogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymere oder funktionalen Polymere können beispielsweise ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 1000 bis 150000 g/mol, insbesondere 4000 bis 100000 g/mol, besonders be- vorzugt im Bereich von 5000 bis 50000 g/mol aufweisen. Polymere mit einem geringen Molekulargewicht werden vielfach in Beschichtungszusammenset- zungen mit organischen Lösungsmitteln eingesetzt. Beschichtungszusammen- setzungen, die organische Lösungsmittel aufweisen, zeigen eine gute Verar- beitbarkeit über einen großen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich.In a further aspect, low molecular weight polymers to be used according to the invention may also be used. These amino group-containing (meth) acrylate polymers or functional polymers may, for example, have a weight average molecular weight in the range from 1000 to 150000 g / mol, in particular 4000 to 100000 g / mol, particularly preferably in the range from 5000 to 50 000 g / mol. Low molecular weight polymers are widely used in organic solvent coating compositions. Coating compositions comprising organic solvents show good processability over a wide range of temperature and humidity.
Verbesserungen, die für den Fachmann nicht vorhersehbar waren, lassen sich insbesondere durch ein sehr ähnliches Molekulargewicht der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere erzielen. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des Ami- nogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers zum Gewichtsmittel des Molekulargewichts des funktionalen Polymers im Bereich von 5:1 bis 1 :5, besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1 :2 liegen.Improvements that were unforeseeable for the skilled worker can be achieved in particular by a very similar molecular weight of the polymers to be used according to the invention. According to this preferred embodiment, the ratio of the weight average molecular weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymer to the weight average molecular weight of the functional polymer can be in the range of 5: 1 to 1: 5, more preferably in the range of 2: 1 to 1: 2 lie.
Ferner sind insbesondere Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymere bzw. funktionale Polymere von Interesse, die einen Polydispersitätsindex Mw/Mn im Bereich von 1 bis 5, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 aufweisen. Das Molekulargewicht kann mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gegen einen PMMA-Standard bestimmt werden. Die Glasübergangstemperatur der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymeren, nämlich der Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymere und der funktionalen Polymere, liegt vorzugsweise im Bereich von -600C bis 1000C, insbe- sondere -30 °C bis 700C besonders bevorzugt im Bereich von -20 bis 40°C 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. Die Glasübergangstemperatur Tg des Polymerisats kann in bekannter Weise mittels Differential Scanning CaIo- rimetry (DSC), insbesondere gemäß DIN EN ISO 11357 ermittelt werden. Vorzugsweise kann die Glasübergangstemperatur als Mittelpunkt der Glasstufe der zweiten Aufheizkurve mit einer Aufheizrate von 10 0C pro Minute bestimmt 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:Also of interest are, in particular, amino-containing (meth) acrylate polymers or functional polymers which have a polydispersity index M w / M n in the range from 1 to 5, particularly preferably in the range from 2 to 3. The molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) against a PMMA standard. The glass transition temperature of the polymers to be used according to the invention, namely the amino group-containing (meth) acrylate polymers and the functional polymers, is preferably in the range from -60 0 C to 100 0 C, in particular -30 ° C to 70 0 C particularly preferred in the range of -20 to 40 ° 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), in particular according to DIN EN ISO 11357. Preferably, the glass transition temperature can be determined as the center of the glass stage of the second heating curve at a heating rate of 10 0 C per minute. 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:
— = -J- + —2- + ... + — — 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. Gemäß diesem Handbuch weist beispielsweise Poly(methylmethacrylat) eine Glasübergangstemperatur von 378 K, Poly(butylmethacrylat) von 297 K, Poly(isobornylmethacrylat) von 383 K, Poly(isobornylacrylat) von 367 K und Poly(cyclohexylmethacrylat) von 356 K auf. Hierbei kann das Polymere ein oder mehrere unterschiedliche Glasübergangstemperaturen aufweisen. Diese Angaben gelten daher für mindestens ein Segment, das den zuvor dargelegten Merkmalen des Aminogrup- pen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers oder des funktionalen Polymers entspricht.- = - J - + -2- + ... + - - Tg Tg 1 Tg 2 Tg n where X n is the mass fraction (wt .-% / 100) of the monomer n and Tg n is the glass transition temperature in Kelvin of the homopolymer of the monomer n. 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. For example, according to this handbook, poly (methyl methacrylate) has a glass transition temperature of 378K, poly (butyl methacrylate) of 297K, poly (isobornyl methacrylate) of 383K, poly (isobornyl acrylate) of 367K, and poly (cyclohexyl methacrylate) of 356K. In this case, the polymer may have one or more different glass transition temperatures. This information therefore applies to at least one segment which satisfies the characteristics of the amino group described above. pen-containing (meth) acrylate polymer or the functional polymer.
Überraschende Vorteile können unter anderem dadurch erzielt werden, dass die Differenz zwischen der Glasübergangstemperatur des Aminogruppen- haltigen (Meth)acrylat-Polymers und der Glasübergangstemperatur des funktionalen Polymers höchstens ±20°C, besonders bevorzugt höchstens ±10°C und ganz besonders bevorzugt höchstens ±5°C beträgt.Among other things, surprising advantages can be achieved in that the difference between the glass transition temperature of the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the glass transition temperature of the functional polymer is at most ± 20 ° C., more preferably at most ± 10 ° C., and most preferably at most ± 5 ° C.
Die Architektur der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere ist für viele Anwendungen und Eigenschaften nicht kritisch. Dementsprechend können die Polymere, insbesondere die Emulsionspolymere statistische Copolymere, Gra- dienten-Copolymere, Blockcopolymere und/oder Pfropfcopolymere darstellen. Blockcopolymere bzw. Gradienten-Copolymere kann man beispielsweise da- durch erhalten, dass man die Monomerenzusammensetzung während des Kettenwachstums diskontinuierlich verändert. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Emulsionspolymer, insbesondere das Ami- nogruppen-haltige (Meth)acrylat-Polymer und/oder das funktionale Polymer ein statistisches Copolymer, bei welchem die Monomerzusammensetzung über die Polymerisation im Wesentlichen konstant ist. Da die Monomere jedoch unterschiedliche Copolymerisationsparameter aufweisen können, kann die genaue Zusammensetzung über die Polymerkette des Polymers schwanken.The architecture of the polymers to be used according to the invention is not critical for 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, in particular the amino group-containing (meth) acrylate polymer and / or the functional polymer is a random copolymer in which the monomer composition is substantially constant via the polymerization. However, since the monomers may have different copolymerization parameters, the exact composition may vary across the polymer chain of the polymer.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere können homogene Polymere darstellen, welches beispielsweise in einer wässrigen Dispersion Teilchen mit einer gleich bleibenden Zusammensetzung bilden. In diesem Fall kann das Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymer und das funktionale Polymer, welche bevorzugt ein Emulsionspolymer darstellen, aus einem oder mehrere Segmenten bestehen, die jeweils durch Polymerisation einer Monomermi- schung erhältlich sind.The polymers to be used according to the invention can be homogeneous polymers which, for example, form particles with a constant composition in an aqueous dispersion. In this case, the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the functional polymer, which are preferably an emulsion polymer, may be one or more Segments exist, each of which is obtainable by polymerization of a monomer mixture.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die erfindungsgemäß einzu- setzenden Polymere ein Kern-Schale-Polymer darstellen, welches eine, zwei, drei oder mehr Schalen aufweisen kann. Die Schale kann über kovalente Bindungen mit dem Kern oder den inneren Schalen verbunden sein. Weiterhin kann die Schale auch auf den Kern oder eine innere Schale polymerisiert werden.According to a further embodiment, the polymers to be used according to the invention can be a core-shell polymer which can have one, two, three or more shells. 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.
Die lodzahl erfindungsgemäß einzusetzender Polymere kann vorzugsweise im Bereich von 0 bis 300 g lod pro 100 g Polymer, bevorzugt im Bereich von 2 bis 250 g lod pro 100 g Polymer, besonders bevorzugt 5 bis 100 g lod pro 100 g Polymer und ganz besonders bevorzugt 10 bis 50 g lod pro 100 g Polymer Ne- gen, gemessen gemäß DIN 53241 -1.The iodine number of polymers to be used according to the invention can preferably be in the range from 0 to 300 g of iodine per 100 g of polymer, preferably in the range from 2 to 250 g of iodine per 100 g of polymer, more preferably 5 to 100 g of iodine per 100 g of polymer and most preferably 10 to 50 g of iodine per 100 g of polymer, measured in accordance with DIN 53241-1.
Zweckmäßig kann das Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymer eine Säurezahl im Bereich von 0 bis 40 mg KOH/g, bevorzugt 0,1 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 bestimmt werden. Die Säurezahl des funktionalen Polymers liegt vorzugsweise oberhalb der des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers, wobei Werte im Bereich von vorzugsweise 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 sind.Suitably, the (meth) acrylate polymer containing amino groups may have an acid number in the range of 0 to 40 mg KOH / g, preferably 0.1 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 acid number of the functional polymer is preferably above that of the amino group-containing (meth) acrylate polymer, wherein values in the range of preferably 0.1 to 40 mg KOH / g, preferably 1 to 20 mg KOH / g, and most preferably in the range from 2 to 10 mg KOH / g.
Vorzugsweise werden Beschichtungsmittel eingesetzt, bei denen das funktionale Polymer vom Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymer unterschie- den werden kann. Gemäß dieser Ausgestaltung sind Beschichtungsmittel bevorzugt bei denen die Differenz von der Säurezahl des funktionalen Polymers und der Säurezahl des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers mindestens 0,1 mg KOH/g und besonders bevorzugt mindestens 1 mg KOH/g beträgt.It is preferable to use coating compositions in which the functional polymer differs from the amino group-containing (meth) acrylate polymer. can become. According to this embodiment, coating agents are preferred in which the difference between the acid number of the functional polymer and the acid number of the amino group-containing (meth) acrylate polymer is at least 0.1 mg KOH / g and more preferably at least 1 mg KOH / g.
Die Hydroxyzahl der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymeren kann vorzugsweise im Bereich von 0 bis 150 mg KOH/g, besonders bevorzugt 20 bis 120 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 100 mg KOH/g liegen. Die Hydroxyzahl kann gemäß DIN EN ISO 4629 bestimmt wer- den.The hydroxyl number of the polymers to be used according to the invention may preferably be in the range from 0 to 150 mg KOH / g, more preferably 20 to 120 mg KOH / g and most preferably in the range from 40 to 100 mg KOH / g. The hydroxyl number can be determined according to DIN EN ISO 4629.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere können insbesondere durch Lösungspolymerisationen, Substanzpolymerisationen oder Emulsionspolymerisationen erhalten werden, wobei überraschende Vorteile durch eine radikal i- sehe Emulsionspolymerisationen erzielt werden können. Diese sind in LJII- manns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition dargelegt.The polymers to be used according to the invention can be obtained, in particular, by solution polymerizations, bulk polymerizations or emulsion polymerizations, it being possible to achieve surprising advantages by means of a radical-elastic emulsion polymerization. These are set forth in LJII-Mann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition.
Neben Verfahren der klassischen radikalische Polymerisation können auch verwandte Verfahren der kontrollierten radikalischen Polymerisation, wie beispielsweise ATRP (=Atom Transfer Radical Polymerisation), NMP (Nitroxide-mediated Polymerisation) oder RAFT (=Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) zur Herstellung der Polymere eingesetzt werden.In addition to methods of classical radical polymerization and related methods of controlled radical polymerization, such as ATRP (= Atom Transfer Radical Polymerization), NMP (Nitroxide-mediated polymerization) or RAFT (= Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) can be used to prepare the polymers.
Verfahren der Emulsionspolymerisation sind unter anderem in Ullmann's Encyclopedia 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, for this purpose, an aqueous phase is prepared, the usual addition to water additives, especially 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 miniemulsion or as a microemulsion, described in detail in Chemistry and Technology of Emulsion Polymerization, A.M. van Herk (editor), Blackwell Publishing, Oxford 2005 and J. O'Donnell, E.W. Kaier, Macromolecular Rapid Communications 2007, 28 (14), 1445-1454. A miniemulsion is customary characterized by the use of costabilizers or swelling agents, many of which use long-chain alkanes or alkanols. 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 monomerhaltigen 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.
Neben homogenen Emulsionspolymeren können auch Kern-Schale-Polymere hergestellt werden. Hierzu 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, polymehsiert wird. Kern- Schale-Polymer steht hier für ein Polymerisat, das durch eine zwei- oder mehrstufige Emulsionspolymerisation hergestellt wurde, ohne dass der Kern- Schale-Aufbau beispielsweise elektronenmikroskopisch gezeigt wurde. Die Verfolgung des Reaktionsfortschrittes der Polymerisation in jeden Schritt kann auf bekannte Weise, beispielsweise gravimetrisch oder mittels Gaschromatographie erfolgen.In addition to homogeneous emulsion polymers, core-shell polymers can also be prepared. For this purpose, the composition of the monomer mixture can be changed stepwise, wherein before changing the composition Polymerization is preferably up to a conversion of at least 80 wt .-%, more preferably at least 95 wt .-%, in each case based on the total weight of the monomer mixture used, polymehsiert. Core-shell polymer here stands for a polymer which has been prepared by a two-stage or multistage emulsion polymerization, without the core-shell structure having been demonstrated, for example, by electron microscopy. 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 Monomerzusammensetzung zur Herstellung des Kerns umfasst vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-% (Meth)acrylate, wobei besonders bevorzugt eine Mischung von Acrylaten und Methacrylaten eingesetzt wird. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Gewichtsverhältnis von Acrylaten zu Methacrylaten im Kern größer oder gleich 1 , besonders bevorzugt größer oder gleich 2 betragen. Nach der Herstellung des Kerns kann auf diesen vorzugsweise eine Monomermischung aufgepfropft oder auf den Kern po- lymerisiert werden, die 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 10 Gew.-% Monomer mit Oxazolidingruppen um- fasst.The monomer composition for producing the core preferably comprises from 50 to 100% by weight of (meth) acrylates, with a mixture of acrylates and methacrylates being used with particular preference. According to a particular aspect of the present invention, the weight ratio of acrylates to methacrylates in the core may be greater than or equal to 1, more preferably greater than or equal to 2. After the core has been produced, a monomer mixture may preferably be grafted onto it or polymerized onto the core, which contains 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 2 to 15% by weight, in particular 5 to 10% by weight. Monomer with oxazolidine groups.
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. 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 Alkali- metall- 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. Wei- tere 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 Erfindung ist der Einsatz von organischen und/oder anorganischen Initiatoren be- sonders bevorzugt.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. 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 ammonium salts of peroxodisulfuric acid, 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, Encyclopaedia of Chemical Technology, Vol. 1, p. 386ff, J. Wiley, New York, 1978. In the context of the present invention, the use of organic and / or inorganic initiators is particularly preferred.
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 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, insbesondereParticularly suitable emulsifiers are anionic or nonionic emulsifiers or mixtures thereof, in particular
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;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; gegebe- nenfalls können diese Alkohole oder Alkylphenole auch mit 1 bis 40 Ethylenoxideinheiten ethoxyliert sein;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;
Phosphorsäureteilester und deren Alkali- und Ammoniumsalze, vorzugsweise Alkyl- und Alkylarylphosphate mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkyl- bzw. Alkylarylrest und 1 bis 5 Ethylenoxideinheiten; - Alkylpolyglykolether, vorzugsweise mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und 8 bis 40 Ethylenoxideinheiten;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 radical 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 Fettal koholethersulfate, Diisooctylsulfosuccinat, Laurylsulfat, C15- Paraffinsulfonat, wobei diese Verbindungen im Allgemeinen als Alkalimetallsalz, insbesondere als Natriumsalz eingesetzt werden können. Diese Verbindungen 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.Particularly preferred anionic emulsifiers include in particular fatty alcohol ether sulfates, diisooctyl sulfosuccinate, lauryl sulfate, C15- Paraffin sulfonate, which compounds can generally be used as the alkali metal salt, in particular as the sodium salt. These compounds can in particular be obtained commercially 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- Octylphenolethoxylat mit 30 Ethylenoxideinheiten und Fettalkoholpolyethylen- 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.Useful nonionic emulsifiers include tert-octylphenol ethoxylate with 30 ethylene oxide units and fatty alcohol polyethylene glycol ethers 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.
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 Fettalkoholethersulfat, 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 Ethylenoxideinheiten aufweisen, als nichtionischem Emulgator ganz besonders bewährt. 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,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. Mixtures comprising a sulfate, in particular a fatty alcohol ether sulfate, a lauryl sulfate, or a sulfonate, in particular a diisooctyl sulfosuccinate or a paraffin sulfonate as anionic emulsifier and an alkylphenol ethoxylate or a fatty alcohol polyethylene glycol ether, each preferably 8 to 20 carbon atoms in the alkyl radical and 8 to 40 ethylene oxide units have proven particularly useful as a nonionic emulsifier. Optionally, the emulsifiers can also be used in admixture with protective colloids. Suitable protective colloids include, among others, partially hydrolyzed polyvinyl acetates, polyvinylpyrrolidones, carboxymethyl, methyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl cellulose, starches, proteins, poly (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylamide, polyvinylsulfonic acids, melamine-formaldehyde sulfonates,
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.Naphthalene formaldehyde sulfonates, styrene-maleic acid and vinyl ether maleic 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 PoIy- merisationstemperatur und Vorlage und/oder Zudosierung des Initiators, vorzugsweise in wässriger Lösung, gestartet. Dabei kann ein Teil der Monomeren im Reaktor vorgelegt und der Rest über einen bestimmten Zeitraum zudosiert werden. In der Regel ist es vorteilhaft, den im Reaktor vorgelegten Teil der Monomeren zu polymerisieren und erst dann mit dem Zulauf zu beginnen. Al- ternativ zur Vorlage einer definierten Monomermenge kann der Zulauf für einige Minuten unterbrochen werden, nachdem z.B. 1 - 5 % der Monomeren zudosiert sind. Die Dosierungen von Emulgator und Monomeren können separat durchgeführt werden oder vorzugsweise als Gemisch, insbesondere als Emulsion in Wasser.The polymerization is preferably started by heating the batch to the polymerization temperature and initially and / or adding the initiator, preferably in aqueous solution. In this case, a part of the monomers can be initially charged in the reactor and the remainder added over a certain period of time. As a rule, it is advantageous to polymerize the part of the monomers initially introduced in the reactor and only then to start the feed. Alternatively, for the presentation of a defined amount of monomer, the feed may be interrupted for a few minutes after e.g. 1-5% of the monomers are added. The dosages of emulsifier and monomers can be carried out separately or preferably as a mixture, in particular as an emulsion in water.
Die Emulsionpolymersiation kann in einem breiten pH-Bereich durchgeführt werden. Vorzugsweise liegt er zwischen 2 und 9. In einer besonderen Ausführungsform wird die Polymerisation bei pH-Werten zwischen 4 und 8, insbeson- dere zwischen 6 und 8 durchgeführt. Ebenso kann die Dispersion nach der Polymerisation auf einen für die Anwendung bevorzugten pH-Bereich eingestellt werden. Für pigmentierte Beschichtungssysteme liegt der Bereich im Allgemeinen bei 8 - 9 oder darüber.The emulsion polymerization can be carried out in a wide pH range. It is preferably between 2 and 9. In a particular embodiment, the polymerization is carried out at pH values between 4 and 8, in particular between 6 and 8. Likewise, the dispersion after the polymerization can be adjusted to a preferred pH range for the application. For pigmented coating systems, the range is generally 8 - 9 or above.
Das Molekulargewicht der Polymeren ist in weiten Grenzen zunächst unkritisch.The molecular weight of the polymers is initially uncritical within wide limits.
Sind besonders harte und lösungsmittelbeständige Beschichtungsmittel mit guten mechanischen Eigenschaften gewünscht, so kann ein möglichst hohes Mo- lekulargewicht hilfreich sein. Bevorzugte Emulsionspolymere mit einem hohen Anteil an Polymeren, die in THF unlöslich sind, können auf die zuvor dargelegte Weise erhalten werden. Die Reaktionsparameter, um ein hohes Molekulargewicht zu erhalten, sind bekannt. So kann hierbei insbesondere auf die Verwendung von Molekulargewichtsreglern verzichtet werden.If particularly hard and solvent-resistant coating compositions with good mechanical properties are desired, the highest possible molecular weight can be helpful. Preferred emulsion polymers having a high content of polymers which are insoluble in THF may be obtained in the manner set forth above. The reaction parameters to obtain a high molecular weight are known. Thus, in particular, the use of molecular weight regulators can be dispensed with.
Beschichtungsmittel, die sich besonders gut und einfach verarbeiten lassen, können auch Polymere mit einem geringeren Molekulargewicht aufweisen, wobei die Lösungsmittelbeständigkeit und die Härte dieser Beschichtungen ein relativ hohes Niveau erreicht. Vorzugsweise können diese Polymere mit einer besonders guten Verarbeitbarkeit ein Molekulargewicht unter 1 000 000 g/mol, bevorzugt unter 500 000 g/mol und besonders bevorzugt unter 250 000 g/mol aufweisen. Das Molekulargewicht kann mittels Gelpermeationschroma- tographie (GPC) gegen einen PMMA-Standard bestimmt werden.Coating compositions that are particularly easy and easy to process may also have lower molecular weight polymers, with the solvent resistance and hardness of these coatings reaching a relatively high level. Preferably, these polymers having a particularly good processability, a molecular weight below 1 000 000 g / mol, preferably below 500 000 g / mol and more preferably below 250 000 g / mol. The molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) against a PMMA standard.
Polymere, insbesondere Emulsionspolymere, mit einem geringen Molekulargewicht können durch die Zugabe von Molekulargewichtsreglern in die Reaktionsmischung vor oder während der Polymerisation erhalten werden. Hierzu können schwefelfreie Molekulargewichtsregler und/oder schwefelhaltige Molekulargewichtsregler eingesetzt werden.Low molecular weight polymers, especially emulsion polymers, can be obtained by the addition of molecular weight regulators to the reaction mixture before or during polymerization. For this Sulfur-free molecular weight regulators and / or sulfur-containing molecular weight regulators may be used.
Zu den schwefelfreien Molekulargewichtsreglern gehören beispielsweise, ohne dass hierdurch eine Einschränkung erfolgen soll, dimeres α-Methylstyrol (2,4 Diphenyl-4-methyl-1 -penten), Enolether aliphatischer und/oder cycloaliphati- scher Aldehyde, Terpene, ß-Terpinen, Terpinolen, 1 ,4-Cyclohexadien, 1 ,4- Dihydronaphthalin, 1 ,4,5,8-Tetrahydronaphthalin, 2,5-Dihydrofuran, 2,5- Dimethylfuran und/oder 3,6-Dihydro-2H-pyran, bevorzugt ist dimeres α- Methylstyrol.The sulfur-free molecular weight regulators include, but are not limited to, dimeric α-methylstyrene (2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene), enol ethers of aliphatic and / or cycloaliphatic aldehydes, terpenes, β-terpinene, Terpinolene, 1,4-cyclohexadiene, 1,4-dihydronaphthalene, 1, 4,5,8-tetrahydronaphthalene, 2,5-dihydrofuran, 2,5-dimethylfuran and / or 3,6-dihydro-2H-pyran, is preferred dimeric α-methylstyrene.
Als schwefelhaltige Molekulargewichtsregler können vorzugsweise Mercapto- verbindungen, Dialkylsulfide, Dialkyldisulfide und/oder Diarylsulfide eingesetzt werden. Folgende Polymerisationsregler werden beispielhaft genannt: Di-n- butylsulfid, Di-n-octylsulfid, Diphenylsulfid, Thiodiglykol, Ethylthioethanol, Di- isopropyldisulfid, Di-n-butyl-disulfid, Di-n-hexyldisulfid, Diacetyldisulfid, Dietha- nolsulfid, Di-t-butylthsulfid und Dimethylsulfoxid. Bevorzugt als Molekulargewichtsreglern eingesetzte Verbindungen sind Mercaptoverbindungen, Dialkylsulfide, Dialkyldisulfide und/oder Diarylsulfide. Beispiele für diese Verbindun- gen sind Ethylthioglykolat, 2-Ethylhexylthioglycolat, Cystein, 2-The sulfur-containing molecular weight regulators used may preferably be mercapto compounds, dialkyl sulfides, dialkyl disulfides and / or diaryl sulfides. The following polymerization regulators are given by way of example: di-n-butyl sulfide, di-n-octyl sulfide, diphenyl sulfide, thiodiglycol, ethylthioethanol, diisopropyl disulfide, di-n-butyl disulfide, di-n-hexyl disulfide, diacetyl disulfide, diethanol sulfide, di-n-butyl sulfide. t-butyl sulfide and dimethyl sulfoxide. Preferred compounds used as molecular weight regulators are mercapto compounds, dialkyl sulfides, dialkyl disulfides and / or diaryl sulfides. Examples of these compounds are ethyl thioglycolate, 2-ethylhexyl thioglycolate, cysteine, 2-
Mercaptoethanol, 1 , 3-Mercaptopropanol, 3-Mercaptopropan-1 ,2-diol, 1 ,4- Mercaptobutanol, Mercaptoessigsäure, 3-Mercaptopropionsäure, Mercapto- bernsteinsäure, Thioglycerin, Thioessigsäure, Thioharnstoff und Alkylmercap- tane wie n-Butylmercaptan, n-Hexylmercaptan oder n-Dodecylmercaptan. Be- sonders bevorzugt eingesetzte Polymerisationsregler sind Mercaptoalkohole und Mercaptocarbonsäuren. Die Molekulargewichtsregler werden vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 10, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die bei der Polymerisation eingesetzten Monomeren, verwendet. Bei der Polymerisation können selbstverständlich auch Mischungen von Polymerisationsreglern angewendet wer- den.Mercaptoethanol, 1, 3-mercaptopropanol, 3-mercaptopropane-1,2-diol, 1,4-mercaptobutanol, mercaptoacetic acid, 3-mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, thioglycerol, thioacetic acid, thiourea and alkyl mercaptans such as n-butylmercaptan, n- Hexylmercaptan or n-dodecylmercaptan. Particularly preferred polymerization regulators are mercaptoalcohols and mercaptocarboxylic acids. The molecular weight regulators are preferably used in amounts of 0.05 to 10, more preferably 0.1 to 5 wt .-%, based on the monomers used in the polymerization. Of course, mixtures of polymerization regulators can also be used in the polymerization.
Darüber hinaus können Polymerisationen unter Verwendung von Molekulargewichtsreglern zur Verringerung der Mindest-Filmbildungs-Temperatur (MFT) der hierdurch erhältlichen Polymere eingesetzt werden. Gemäß dieser bevor- zugten Ausführungsform kann der Anteil an Molekulargewichtsreglern so bemessen werden, dass die erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere bzw. die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel eine Mindest-Filmbildungs- Temperatur (MFT) von höchstens 600C, besonders bevorzugt höchstens 500C und ganz besonders bevorzugt höchstens 40°C aufweisen, die gemäß DIN ISO 2115 gemessen werden kann. Je höher der Anteil an Molekulargewichtsregler, desto geringer die Mindest-Filmbildungs-Temperatur.In addition, polymerizations using molecular weight regulators can be used to reduce the minimum film-forming temperature (MFT) of the polymers obtainable thereby. According to this preferred embodiment, the proportion of molecular weight regulators can be dimensioned such that the polymers or the coating compositions of the invention have a minimum film-forming temperature (MFT) of at most 60 ° C., more preferably at most 50 ° C., and very particularly preferably at most 40 ° C, which can be measured according to DIN ISO 2115. The higher the proportion of molecular weight regulators, the lower the minimum film-forming temperature.
Die Einstellung der Teilchenradien kann unter anderem über den Anteil an Emulgatoren beeinflusst werden. Je höher dieser Anteil ist, 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.
Vorzugsweise ist das Emulsionspolymer, insbesondere das Aminogruppen- haltige (Meth)acrylat-Polymer oder das funktionale Polymer unvernetzt oder so gering vernetzt, dass der in Tetrahydrofuran (THF) bei 200C lösliche Anteil über 60 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Emulsionspolymeren liegt. In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform kann das Emulsionspolymer 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 THF bei 200C löslich ist.Preferably, the emulsion polymer, in particular the amino group-containing (meth) acrylate polymer or the functional polymer is uncrosslinked or crosslinked so low that the soluble in tetrahydrofuran (THF) at 20 0 C content above 60 wt .-% based on the weight of Emulsion polymers is. In a further preferred embodiment, the emulsion polymer may contain from 2 to 60% by weight, more preferably from 10 to 50% by weight, and most preferably 20 to 40 wt .-%, based on the weight of the emulsion polymer which is soluble in THF at 20 0 C.
Zur Bestimmung des löslichen Anteils wird eine getrocknete Probe des Polyme- risats in einer 200fachen Menge an Lösungsmittel, bezogen auf das Gewicht der Probe, bei 200C für 4 h gelagert. Hierbei wird die Trocknung so vorgenommen, dass möglichst keine Selbstvernetzung eintritt. Dies kann beispielsweise durch eine Gefriertrocknung erfolgen. Anschließend wird die Lösung von dem unlöslichen Anteil, beispielsweise durch Filtration getrennt. Nach dem Ver- dampfen 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.For the determination of the soluble portion of a dried sample of polymethyl risats is stored in a 200-fold amount of solvent, based on the weight of the sample, at 20 0 C for 4 h. Here, the drying is carried out so that no possible self-crosslinking occurs. This can be done for example by freeze-drying. 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.
Von besonderem Interesse sind hierbei Beschichtungsmittel mit Aminogrup- pen-haltigen (Meth)acrylat-Polymeren und funktionalen Polymeren, die ein sehr ähnliches Löslichkeitsverhalten in THF aufweisen. So beträgt die Differenz zwischen der Löslichkeit des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers und der Löslichkeit des funktionalen Polymers in Tetrahydrofuran (THF) bei 20°C in bevorzugten Beschichtungsmitteln vorzugsweise höchstens ± 20%, besonders bevorzugt höchstens ±10% und ganz besonders bevorzugt höchstens ±5%.Of particular interest here are coating compositions with amino group-containing (meth) acrylate polymers and functional polymers which have a very similar solubility behavior in THF. Thus, the difference between the solubility of the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the solubility of the functional polymer in tetrahydrofuran (THF) at 20 ° C. in preferred coating compositions is preferably at most ± 20%, more preferably at most ± 10%, and most especially preferably at most ± 5%.
Der Teilchenradius der Emulsionspolymere, nämlich der Aminogruppen- haltigen (Meth)acrylat-Polymere und der funktionalen Polymere, kann in einem weiten Bereich liegen. So können insbesondere Emulsionspolymere mit einem Teilchenradius im Bereich von 10 bis 500 nm, bevorzugt 10 bis 100 nm, besonders bevorzugt 20 bis 60 nm eingesetzt werden. Insbesondere Teilchenradien unter 50 nm können vorteilhaft für die Filmbildung und die Beschichtungs- eigenschaften sein. Der Radius der Teilchen kann durch PCS (Photon Correla- tion Spektroscopy) bestimmt werden, wobei sich die angegebenen Daten auf den r50-Wert beziehen (50% der Teilchen sind kleiner, 50% sind größer). Hierzu kann beispielsweise ein Beckman Coulter N5 Submicron Particle Size Ana- lyzer eingesetzt werden.The particle radius of the emulsion polymers, namely the amino group-containing (meth) acrylate polymers and the functional polymers, can be in a wide range. Thus, in particular emulsion polymers having a particle radius in the range of 10 to 500 nm, preferably 10 to 100 nm, particularly preferably 20 to 60 nm can be used. In particular, particle radii below 50 nm can be advantageous for the film formation and the coating properties. The radius of the particles can be determined by PCS (Photon Correla- tion spectroscopy), the data given refer to the r50 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.
Überraschende Vorteile zeigen insbesondere Beschichtungsmittel mit Ami- nogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymeren und funktionalen Polymeren, die einen sehr ähnlichen Teilchenradius aufweisen. So beträgt die Differenz zwischen des Teilchenradius des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers und des Teilchenradius des funktionalen Polymers in bevorzugten Beschich- tungsmitteln vorzugsweise höchstens ± 30 nm, besonders bevorzugt höchstens ± 20 nm und ganz besonders bevorzugt höchstens ± 10 nm.Surprising advantages in particular show coating compositions with amino-containing (meth) acrylate polymers and functional polymers which have a very similar particle radius. Thus, the difference between the particle radius of the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the particle radius of the functional polymer in preferred coating compositions is preferably at most ± 30 nm, more preferably at most ± 20 nm, and most preferably at most ± 10 nm.
Von besonderem Interesse sind insbesondere Beschichtungsmittel, die vor- zugsweise 40 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 75 Gew.-% erfindungsgemäß einzusetzender Polymere enthalten.Of particular interest are, in particular, coating compositions which preferably contain from 40 to 80% by weight, particularly preferably from 50 to 75% by weight, of polymers to be used according to the invention.
Von besonderem Interesse sind mithin Beschichtungsmittel bei denen das Gewichtsverhältnis von Aminogruppen-haltigem (Meth)acrylat-Polymer zu funktio- nalem Polymer im Bereich von 10:1 bis 1 :10, vorzugsweise 5:1 bis 1 :5 und besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1 :2 liegt.Coating agents in which the weight ratio of amino group-containing (meth) acrylate polymer to functional polymer is in the range from 10: 1 to 1:10, preferably from 5: 1 to 1: 5 and particularly preferably in the range from 2: 1 to 1: 2 is located.
Überraschend zeigen die vorliegenden Beschichtungsmittel die Neigung einer Selbstvernetzung. Der Begriff „Selbstvernetzung" bezeichnet in diesem Zu- sammenhang eine mögliche Umsetzung der Oxazolidingruppen oder der aus denselben abgeleiteten Aminogruppen mit den Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen des funktionalen Polymers. Eine Selbstvernetzung kann insbesondere durch Temperung der Filme bei Temperaturen über 600C, besonders bevorzugt über 1000C beschleunigt werden.Surprisingly, the present coating compositions show the tendency of self-crosslinking. The term "self-crosslinking" in this context refers to a possible reaction of the oxazolidine groups or the amino groups derived therefrom with the carboxylic acid or carboxylic anhydride groups of the functional polymer be accelerated in particular by heat treatment of the films at temperatures above 60 0 C, more preferably above 100 0 C.
Die Zeit, über die die Filme bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur vernetzt werden, ist beispielsweise von dem pH-Wert des Films und von der Art und Menge der Oxazolidingruppen-tragenden bzw. der Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen-umfassenden Wiederholungseinheiten und von der gewünschten mechanischen Festigkeit der Beschichtung oder Chemikalienresistenz abhängig. Von besonderem Interesse sind insbesondere Verfah- ren, bei denen die Selbstvernetzung über eine Dauer im Bereich von 60 Sekunden bis 60 Minuten, besonders bevorzugt im Bereich von 5 Minuten bis 30 Minuten durchgeführt wird. Diese Selbstvernetzung kann vorzugsweise bis zur Klebfreiheit nach DIN 53150 oder darüber hinaus durchgeführt werden, wobei gemäß einer weiteren Ausgestaltung die Selbstvernetzung bis genau zur Kleb- freiheit nach DIN 53150 erfolgt. Vernetzte Filme zeichnen sich vielfach durch eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften aus.The time over which the films are crosslinked at temperatures above room temperature is, for example, the pH of the film and the nature and amount of the oxazolidine group-bearing or carboxylic acid or carboxylic anhydride group-comprising repeat units and the desired one mechanical strength of the coating or chemical resistance dependent. Of particular interest are, in particular, processes in which the self-crosslinking is carried out over a period in the range from 60 seconds to 60 minutes, more preferably in the range from 5 minutes to 30 minutes. This self-crosslinking can preferably be carried out to tack-free according to DIN 53150 or beyond, wherein according to another embodiment, the self-crosslinking to exactly the freedom from gluten according to DIN 53150 takes place. Crosslinked films are often characterized by high solvent resistance and excellent mechanical properties.
Beschichtungen, die einer Temperung unterzogen wurden, zeigen überra- sehende Vorteile hinsichtlich der Chemikalienbeständigkeit und der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Zugfestigkeit und der Pendelhärte. So können die Chemikalienbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften in einem unerwarteten Maß durch eine Temperung verbessert werden.Coatings which have been subjected to a heat treatment have clear advantages in terms of chemical resistance and mechanical properties, in particular tensile strength and pendulum hardness. Thus, chemical resistance and mechanical properties can be improved to an unexpected degree by annealing.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können insbesondere durch Vernetzungsmittel, die mit den Aminogruppen des erfindungsgemäß einzusetzenden (Meth)acrylat-Polymers und/oder den Säure- oder Säureanhydridgruppen des funktionalen Polymers reagieren können, vernetzt werden. Zu den bevorzugten Vernetzungsmitteln gehören insbesondere Polyisocyanate oder Verbindungen, die Polyisocyanate freisetzen. Polyisocyanate sind Verbindungen mit mindestens 2 Isocyanat-Gruppen.The coating compositions according to the invention can be crosslinked in particular by crosslinking agents which can react with the amino groups of the (meth) acrylate polymer to be used according to the invention and / or the acid or acid anhydride groups of the functional polymer. The preferred crosslinking agents include in particular polyisocyanates or compounds which release polyisocyanates. Polyisocyanates are compounds having at least 2 isocyanate groups.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Polyisocyanate können beliebige aromatischen, aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder (cyclo)aliphatischen Polyisocyanate umfassen.The polyisocyanates which can be used according to the invention may comprise any desired aromatic, aliphatic, cycloaliphatic and / or (cyclo) aliphatic polyisocyanates.
Zu den bevorzugten aromatischen Polyisocyanate gehören 1 ,3- undThe preferred aromatic polyisocyanates include 1, 3 and
1 ,4-Phenylendiisocyanat, 1 ,5-Naphthylen-diisocyanat, Tolidindiisocyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat, 2,4-Toluylendiisocyanat (2,4-TDI), 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (2,4'-MDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, die Mischungen aus monomeren Diphenylmethandiisocyanaten (MDI) und oli- gomeren Diphenylmethandiisocyanaten (Polymer-MDI), Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylen-diisocyanat und Triisocyanatotoluol .1, 4-phenylene diisocyanate, 1, 5-naphthylene diisocyanate, tolidine diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, the mixtures of monomeric diphenylmethane diisocyanates (MDI) and oligomeric diphenylmethane diisocyanates (polymer-MDI), xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate and triisocyanatotoluene.
Bevorzugte aliphatische Polyisocyanate besitzen 3 bis 16 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 4 bis 12 Kohlenstoffatome, im linearen oder verzweigten Alkylen- rest und geeignete cycloaliphatische oder (cyclo)aliphatische Diisocyanate vorteilhafterweise 4 bis 18 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 6 bis 15 Kohlenstoffatome, im Cycloalkylenrest. Unter (cyclo)aliphatischen Diisocyanaten versteht der Fachmann hinlänglich gleichzeitig cyclisch und aliphatisch gebundene NCO-Gruppen, wie es z. B. beim Isophorondiisocyanat der Fall ist. Demgegen- über versteht man unter cycloaliphatischen Diisocyanaten solche, die nur direkt am cycloaliphatischen Ring gebundene NCO-Gruppen aufweisen, z. B. H12MDI. Beispiele sind Cyclohexandiisocyanat, Methylcyclohexandiisocyanat, Ethylcyc- lohexandiisocyanat, Propylcyclohexandiisocyanat, Methyldiethylcyclo- hexandiisocyanat, Propandiisocyanat, Butandiisocyanat, Pentandiisocyanat, Hexandiisocyanat, Heptandiisocyanat, Octandiisocyanat, Nonandiisocyanat, Nonantriisocyanat, wie 4-lsocyanatomethyl-1 ,8-octandiisocyanat (TIN), Dekan- di- und triisocyanat, Undekandi- und -triisocyanat, Dodecandi- und - triisocyanate.Preferred aliphatic polyisocyanates have 3 to 16 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms, in the linear or branched alkylene radical and suitable cycloaliphatic or (cyclo) aliphatic diisocyanates advantageously 4 to 18 carbon atoms, preferably 6 to 15 carbon atoms, in the cycloalkylene radical. Under (cyclo) aliphatic diisocyanates, the skilled worker understands at the same time cyclic and aliphatic bound NCO groups, as z. B. isophorone diisocyanate is the case. On the other hand, cycloaliphatic diisocyanates are understood to be those which have only NCO groups bonded directly to the cycloaliphatic ring, eg. B. H 12 MDI. Examples are cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, ethylcyclohexane diisocyanate, propylcyclohexane diisocyanate, methyldiethylcyclo hexane diisocyanate, propane diisocyanate, butane diisocyanate, pentane diisocyanate, hexane diisocyanate, heptane diisocyanate, octane diisocyanate, nonane diisocyanate, nonane triisocyanate, such as 4-isocyanatomethyl-1, 8-octane diisocyanate (TIN), decane diisocyanate and triisocyanate, undecanediisocyanate and triisocyanate, dodecane diisocyanates and triisocyanates ,
Bevorzugt werden Isophorondiisocyanat (IPDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Diisocyanatodicyclohexylmethan (H12MDI), 2-Methylpentandiisocyanat (MPDI), 2,2,4-Thmethylhexamethylendiisocyanat/2,4,4-Thmethylhexamethylendiisocyan at (TMDI), Norbornandiisocyanat (NBDI). Ganz besonders bevorzugt werden IPDI, HDI, TMDI und H12MDI eingesetzt, wobei auch die Isocyanurate einsetzbar sind.Preference is given to isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), diisocyanatodicyclohexylmethane (H 12 MDI), 2-methylpentane diisocyanate (MPDI), 2,2,4-thmethylhexamethylene diisocyanate / 2,4,4-thymethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), norbornane diisocyanate (NBDI) , Very particular preference is given to using IPDI, HDI, TMDI and H 12 MDI, it also being possible to use the isocyanurates.
Ebenfalls geeignet sind 4-Methyl-cyclohexan-1 ,3-diisocyanat, 2-Butyl-2- ethylpentamethylen-diisocyanat, 3(4)-lsocyanatomethyl-1 -methylcyclohexyl- isocyanat, 2-lsocyanatopropylcyclohexylisocyanat, 2,4'-Methylen- bis(cyclohexyl)diisocyanat, 1 ,4-Diisocyanato-4-methyl-pentan.Also suitable are 4-methylcyclohexane-1, 3-diisocyanate, 2-butyl-2-ethylpentamethylene diisocyanate, 3 (4) -lsocyanatomethyl-1-methylcyclohexyl isocyanate, 2-isocyanatopropylcyclohexyl isocyanate, 2,4'-methylenebis (cyclohexyl) diisocyanate, 1, 4-diisocyanato-4-methyl-pentane.
Bevorzugte aliphatische, cycloaliphatische und araliphatische, d. h. arylsubsti- tuierte aliphatische Diisocyanate werden beispielsweise im Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/2, Seiten 61 - 70 und im Artikel von W. Siefken, Justus Liebigs Annalen der Chemie 562, 75 - 136 beschrieben.Preferred aliphatic, cycloaliphatic and araliphatic, d. H. Aryl-substituted aliphatic diisocyanates are described, for example, in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Volume 14/2, pages 61-70 and in the article by W. Siefken, Justus Liebigs Annalen der Chemie 562, 75-136.
Selbstverständlich können auch Gemische der Polyisocyanate eingesetzt werden. Weiterhin werden vorzugsweise Oligo- oder Polyisocyanate verwendet, die sich aus den genannte Di- oder Polyisocyanaten oder deren Mischungen durch Verknüpfung mittels Urethan-, Allophanat-, Harnstoff-, Biuret-, Uretdion-, Amid-, Isocyanurat-, Carbodiimid-, Uretonimin-, Oxadiazintrion- oder Iminooxadiazin- dion-Strukturen herstellen lassen. Diese bevorzugte Klasse von Polyisocyanaten kann durch Dimerisierung, Trimerisierung, Allophanatisierung, Biuretisie- rung und/oder Urethanisierung der einfachen Diisocyanate hergestellten Verbindungen mit mehr als zwei Isocyanatgruppen pro Molekül, beispielsweise die Umsetzungsprodukte dieser einfachen Diisocyanate, wie z. B. IPDI, TMDI, HDI und/oder H12MDI mit mehrwertigen Alkoholen (z. B. Glycerin, Trimethylolpro- pan, Pentaerythrit) bzw. mehrwertigen Polyaminen, oder die Triisocyanurate, die durch Trimerisierung der einfachen Diisocyanate, wie beispielsweise IPDI, HDI und H12MDI, erhalten werden.Of course, mixtures of the polyisocyanates can be used. Furthermore, preference is given to using oligoisocyanates or polyisocyanates which are prepared from the abovementioned diisocyanates or polyisocyanates or mixtures thereof by linking by means of urethane, allophanate, urea, biuret, uretdione, amide, isocyanurate, carbodiimide, uretonimine , Oxadiazinetrione or iminooxadiazinedione structures. This preferred class of polyisocyanates can be prepared by dimerization, trimerization, allophanatization, biuretization and / or urethanization of simple diisocyanates compounds having more than two isocyanate groups per molecule, for example, the reaction products of these simple diisocyanates, such as. B. IPDI, TMDI, HDI and / or H 12 MDI with polyhydric alcohols (eg, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol) or polyhydric polyamines, or the triisocyanurates, by trimerization of simple diisocyanates, such as IPDI, HDI and H 12 MDI.
Von besonderem Interesse sind mithin Beschichtungsmittel, die vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 7 Gew.-% Vernetzungsmittel enthalten.Coating agents which preferably contain from 0.5 to 10% by weight, particularly preferably from 2 to 7% by weight, of crosslinking agent are therefore of particular interest.
Bei Verwendung von Polyisocyanaten als Vernetzungsmittel kann die Umset- zung der (Meth)acryl-Polymere mit den organischen Polyisocyanaten hierbei, je nach den Verwendungszweck der Umsetzungsprodukte, mit 0,5 bis 1 ,1 NCO- Gruppe pro reaktive Gruppe durchgeführt werden. Die Umsetzung wird bevorzugt so durchgeführt, dass die Mengen des organischen Polyisocyanates, bezogen auf den Gesamthydroxygehalt der im Reaktionsgemisch vorliegenden Komponenten pro reaktive Gruppe, in einer Menge von 0,7 bis 1 ,0 Isocyanatgruppen vorhanden sind. Hinsichtlich einer Umsetzung mit Isocyanat bedeutet der Begriff „reaktive Gruppe" eine Gruppe, die mit einem Isocyanat umge- setzt werden kann. Hierzu gehören insbesondere Hydroxygruppen und/oder Aminogruppen.When polyisocyanates are used as crosslinking agents, the reaction of the (meth) acrylic polymers with the organic polyisocyanates may in this case be carried out with 0.5 to 1.1 NCO group per reactive group, depending on the intended use of the reaction products. The reaction is preferably carried out in such a way that the amounts of the organic polyisocyanate, based on the total hydroxy content of the components present in the reaction mixture per reactive group, are present in an amount of from 0.7 to 1.0 isocyanate groups. With regard to a reaction with isocyanate, the term "reactive group" means a group which is reacted with an isocyanate. can be set. These include in particular hydroxy groups and / or amino groups.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel benötigen keine Sikkative, wobei diese jedoch als optionaler Bestandteil in den Zusammensetzungen enthalten sein können. Hierzu gehören insbesondere organometallische Verbindungen, beispielsweise Metallseifen von Übergangsmetallen, wie beispielsweise Cobalt, Mangan, Vanadium, 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. These include in particular organometallic compounds, for example metal soaps of transition metals, such as cobalt, manganese, vanadium, 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.
Der Anteil an Sikkativen in bevorzugten Beschichtungsmitteln kann vorzugs- weise im Bereich von größer 0 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 Gew.-% bezogen auf den Polymergehalt liegen.The proportion of siccatives in preferred coating compositions may preferably be in the range from greater than 0 to 5% by weight, more preferably in the range from 1 to 3% by weight, based on the polymer content.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Beschichtungsmittel Lösungsmittel umfassen. Diese Beschichtungsmittel können über einen besonders breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich verarbeitet werden. Der Begriff des Lösungsmittels ist hierbei weit zu verstehen. Zu den bevorzugten Lösungsmitteln gehören insbesondere aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, XyIoI; Ester, insbesondere Acetate, vorzugsweise Butyl- acetat, Ethylacetat, Propylacetat; Ketone, vorzugsweise Ethylmethylketon, Ace- ton, Methyl isobutylketon oder Cyclohexanon; Alkohole, insbesondere Isopro- panol, n-Butanol, Isobutanol; Ether, insbesondere Glykolmonomethylether, GIy- kolmonoethylether, Glykolmonobutylether; Aliphate, vorzugsweise Pentan, Hexan, Cycloalkane und substituierte Cycloalkane, beispielsweise Cyclohexan; Mischungen aus Aliphaten und/oder Aromaten, vorzugsweise Naphtha; Benzin, Biodiesel; aber auch Weichmacher wie niedrigmolekulare Polypropylenglycole oder Phthalate. Der Anteil an Lösungsmittel in bevorzugten Beschichtungsmit- teln kann insbesondere im Bereich von 0 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 20 Gew.-% liegen.According to a particular aspect of the present invention, the coating agents may comprise solvents. These coating agents can be processed over a particularly broad temperature and humidity range. The term of the solvent is to be understood here broadly. The preferred solvents include in particular aromatic hydrocarbons, such as toluene, xylene; Esters, in particular acetates, preferably butyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate; Ketones, preferably ethyl methyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone or cyclohexanone; Alcohols, especially isopropanol, n-butanol, isobutanol; Ethers, in particular glycol monomethyl ether, glycol monoethyl ether, glycol monobutyl ether; Aliphatic, preferably pentane, hexane, cycloalkane and substituted cycloalkanes, for example cyclohexane; Mixtures of aliphatics and / or aromatics, preferably naphtha; Gasoline, biodiesel; but also plasticizers such as low molecular weight polypropylene glycols or phthalates. The proportion of solvent in preferred coating compositions may in particular be in the range from 0 to 50% by weight, more preferably in the range from 1 to 20% by weight.
Eine überraschend gute Verarbeitbarkeit zeigen darüber hinaus Beschich- tungszusammensetzungen, deren Feststoffgehalt vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% besonders bevorzugt mindestens 60 Gew.-% beträgt. Diese Angaben gelten insbesondere für Beschichtungszusammensetzungen, die organische Lösungsmittel umfassen.In addition, coating compositions whose solids content is preferably at least 50% by weight, more preferably at least 60% by weight, exhibit surprisingly good processability. This information applies in particular to coating compositions comprising organic solvents.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die erfindungsgemäßen Be- schichtungsmittel einen relativ hohen Anteil an Wasser, wobei wässrige Dis- persionen besonders bevorzugte Beschichtungsmittel darstellen. Bevorzugt weisen die wässrigen Dispersionen einen Feststoffgehalt im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 60 Gew.-% auf. Diese Beschichtungszusammensetzungen umfassen häufig nur einen sehr geringen, vorzugsweise keinen Anteil an organischen Lösungsmitteln. Bevorzugte wässrige Dispersio- nen enthalten höchstens 5 Gew.-%, besonderes bevorzugt höchstens 2According to a further embodiment, the coating compositions of the invention comprise a relatively high proportion of water, with aqueous dispersions being particularly preferred coating compositions. 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. These coating compositions often comprise only a very small, preferably no fraction of organic solvents. Preferred aqueous dispersions contain at most 5% by weight, more preferably at most 2
Gew.-% flüchtige organische Bestandteile (VOC), wie Restmonomere oder organische Lösungsmittel. Diese Beschichtungszusammensetzungen zeichnen sich daher durch eine besonders hohe Umweltfreundlichkeit aus.% By weight volatile organic compounds (VOC), such as residual monomers or organic solvents. These coating compositions are therefore characterized by a particularly high environmental friendliness.
Ferner können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel übliche Additive, insbesondere UV Stabilisatoren, Verlauflaufshilfsmittel und Biozide enthalten. Die dynamische Viskosität des Beschichtungsmittels ist vom Feststoffgehalt abhängig und kann einen weiten Bereich umfassen. So kann diese bei hohem Polymergehalt mehr als 10.000 mPas betragen. Zweckmäßig ist meist eine dynamische Viskosität im Bereich von 10 bis 4000 mPas, bevorzugt 10 bis 1000 mPas und ganz besonders bevorzugt 10 bis 500 mPas, gemessen gemäß DIN EN ISO 2555 bei 25°C (Brookfield).Furthermore, the coating compositions of the invention may contain conventional additives, in particular UV stabilizers, flow control agents and biocides. The dynamic viscosity of the coating agent is dependent on the solids content and may include a wide range. So this can be more than 10,000 mPas at high polymer content. A dynamic viscosity in the range from 10 to 4000 mPas, preferably from 10 to 1000 mPas and very particularly preferably from 10 to 500 mPas, measured according to DIN EN ISO 2555 at 25 ° C. (Brookfield), is usually expedient.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung bereit, bei welchem ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmittel auf ein Substrat aufgebracht und gehärtet wird.Furthermore, the present invention provides a method for producing a coating in which a coating composition of the invention is applied to a substrate and cured.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung kann durch übliche Auftragungsverfahren, insbesondere durch Walzenauftrag oder Sprühverfahren aufgebracht werden. Weiterhin sind auch Tauchverfahren zum Auftragen der Beschichtungszusammensetzung geeignet.The coating composition according to the invention can be applied by conventional application methods, in particular by roller application or spraying. Furthermore, dipping methods are also suitable for applying the coating composition.
Die vorliegende Beschichtungszusammensetzung kann insbesondere zur Herstellung von Lacken, Firnissen, Dichtmitteln, Klebstoffen und Druckfarben eingesetzt werden.The present coating composition can be used in particular for the production of paints, varnishes, sealants, adhesives and printing inks.
Zu den Substraten, die vorzugsweise mit einem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel versehen werden können, zählen insbesondere Metalle, insbesondere Eisen und Stahl, Zink und verzinkte Stähle, Holz, Kunststoffe und Betonuntergründe.The substrates which can preferably be provided with a coating composition according to the invention include in particular metals, in particular iron and steel, zinc and galvanized steels, wood, plastics and concrete substrates.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung beschichtete Gegenstände zur Verfügung, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhältlich sind. Die Be- schichtung dieser Gegenstände zeichnet sich durch ein hervorragendes Eigen- schaftsspektrum aus.Moreover, the present invention provides coated articles obtainable by a method according to the invention. Thieves- The layering of these objects is characterized by an outstanding range of properties.
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 1000 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 600 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, die vor- zugsweise vernetzt wurde.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 1000 wt .-%, more preferably at most 600 wt .-%, 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, whereby a completely dried coating is measured, which was preferably crosslinked.
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, gemes- sen gemäß DIN ISO 1522.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 according to DIN ISO 1522.
Erfindungsgemäße Beschichtungen zeigen überraschend gute mechanische Eigenschaften. Von besonderem Interesse sind insbesondere Beschichtungen, die eine nominale Bruchdehnung von vorzugsweise mindestens 200 %, beson- ders bevorzugt mindestens 300 % aufweisen, gemessen gemäß DIN EN ISO 527 Teil 3. Darüber hinaus sind weiterhin Beschichtungen bevorzugt, die eine Zugfestigkeit, gemessen gemäß DIN EN ISO 527 Teil 3, von mindestens 2 MPa, besonders bevorzugt mindestens 4 MPa zeigen.Inventive coatings show surprisingly good mechanical properties. Of particular interest are, in particular, coatings which have a nominal elongation at break of preferably at least 200%, more preferably at least 300%, measured in accordance with DIN EN ISO 527 Part 3. In addition, coatings are furthermore preferred which have a tensile strength, measured in accordance with DIN EN ISO 527 Part 3, of at least 2 MPa, more preferably at least 4 MPa.
Weiterhin zeichnen sich bevorzugte Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln erhältlich sind, durch eine überraschend hohe Haftfestigkeit aus, die insbesondere gemäß dem Gitterschnitt-Versuch bestimmt werden kann. So kann insbesondere eine Klassifizierung von 0-1 , besonders bevorzugt von 0 gemäß der Norm DIN EN ISO 2409 erzielt werden.Furthermore, preferred coatings which are obtainable from the coating compositions according to the invention are distinguished by a surprisingly high adhesive strength, which can be determined in particular according to the cross-cut test. Thus, in particular a classification of 0-1, particularly preferably of 0 according to the standard DIN EN ISO 2409 can be achieved.
Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert werden, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.Hereinafter, the present invention will be explained with reference to examples and comparative examples, without thereby limiting it.
Herstellungsmethodenproduction methods
Herstellung eines Polymers mit Oxazolidingruppen BA-MMA-OXEMA = 52,5-42,5-5Preparation of a polymer with oxazolidine groups BA-MMA-OXEMA = 52.5-42.5-5
Zunächst wurden in einem 2 I PE-Becherglas 124,39 g Butylacrylat (BA), 100,69 g Methylmethacrylat (MMA), 11 ,85 g Oxazolidinylethylmethacrylat (OXEMA), 7,11 g 4,4'-Azobis-(4-cyanovaleriansäure) Natriumsalz (10%ig), 21 ,24 g Disponil FES 32 (30 %ig) und 192,24 g Wasser mittels Ultra-Turrax 4 Minuten bei 4000 UpM emulgiert.First, 124.39 g of butyl acrylate (BA), 100.69 g of methyl methacrylate (MMA), 11.85 g of oxazolidinylethyl methacrylate (OXEMA), 7.11 g of 4,4'-azobis (4) were placed in a 2 l PE beaker. cyanovaleric acid) sodium salt (10%), 21, 24 g of Disponil FES 32 (30%) and 192.24 g of water were emulsified by Ultra-Turrax for 4 minutes at 4000 rpm.
In einem 1 I Rettberg-Reaktor, der mit einem Wasserbad temperiert werden konnte und mit einem Metallblatt-Rührer ausgestattet war, wurden 140,16 g Wasser und 0,54 g Disponil FES 32 (30 %ig) vorgelegt, auf 800C erhitzt und mit 1 ,78 g 4,4'-Azobis-(4-cyanovaleriansäure) Natriumsalz (10%ig) versetzt. 5 Minuten nach der Initiatorzugabe wurde hierzu die zuvor hergestellte Emulsion innerhalb 240 Minuten (Intervall: 3 Minuten Zulauf, 4 Minuten Pause, 237 Minuten Restzulauf) zudosiert. Die Rührgeschwindigkeit lag bei 120 U/min.In a 1 I Rettberg reactor, which could be tempered with a water bath and equipped with a metal blade stirrer, 140.16 g of water and 0.54 g of Disponil FES 32 (30%) were initially charged, heated to 80 0 C. and with 1.78 g of 4,4'-azobis (4-cyanovaleriansäure) sodium salt (10%). 5 minutes after the initiator addition, the previously prepared emulsion was metered in within 240 minutes (interval: 3 minutes feed, 4 minutes break, 237 minutes residual feed). The stirring speed was 120 rpm.
Nach Zulaufende wurde 1 Std. bei 800C nachgerührt. Danach wurde auf 600C abgekühlt und mit 13,71 g Triton X 305 (Rohm & Haas) versetzt. Die erhaltene Dispersion wurde unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt und über VA- Siebgewebe mit 0,09 mm Maschenweite abfiltriert.After the end of the feed was stirred at 80 0 C for 1 hr. It was then cooled to 60 0 C and treated with 13.71 g of Triton X 305 (Rohm & Haas). The resulting dispersion was cooled to room temperature with stirring and filtered through VA screen mesh with 0.09 mm mesh size.
Die hergestellte Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 40 ± 1 Gew.-%.The dispersion prepared had a solids content of 40 ± 1 wt .-%.
Herstellung eines Polymers mit Säuregruppen BA-MMA-GMAA = = 50-49-1Preparation of a polymer with acid groups BA-MMA-GMAA = 50-49-1
Das zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Polymers mit Oxazo- lidingruppen wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch eine Monomer- mischung eingesetzt wurde, die 148,5 g Butylacrylat (BA), 145,5 g Methyl- methacrylat (MMA), 3,0 g Methacrylsäure (GMAA), 7,1 g 4,4'-Azobis-(4- cyanovaleriansäure) Natriumsalz (10%ig), 7,1 g Disponil FES 32 (30 %ig) und 146,3 g Wasser enthielt.The process previously described for the preparation of a polymer having oxazolidine groups was substantially repeated, but using a monomer mixture comprising 148.5 g of butyl acrylate (BA), 145.5 g of methyl methacrylate (MMA), 3.0 g methacrylic acid (GMAA), 7.1 g of 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) sodium salt (10%), 7.1 g of Disponil FES 32 (30%) and 146.3 g of water.
Die hergestellte Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 40 ± 1 Gew.-%.The dispersion prepared had a solids content of 40 ± 1 wt .-%.
Herstellung eines Polymers mit Säureanhvdridgruppen BA-MMA-Maleinsäureanhydrid = = 52,5-42,5-5 Das zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Polymers mit Oxazo- lidingruppen wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch eine Monomer- mischung eingesetzt wurde, die 124,4 g Butylacrylat (BA), 100,7 g Methyl- methacrylat (MMA), 11 ,9 g Maleinsäureanhydrid, 7,1 g 4,4'-Azobis-(4- cyanovaleriansäure) Natriumsalz (10%ig), 7,1 g Disponil FES 32 (30 %ig) und 206,4 g Wasser enthielt.Preparation of Acid Anhydride Polymer BA-MMA-maleic anhydride = 52.5-42.5-5 The above-described process for producing a polymer having oxazolidine groups was substantially repeated, but using a monomer mixture comprising 124.4 g of butyl acrylate (BA), 100.7 g of methyl methacrylate (MMA), 11, 9 g of maleic anhydride, 7.1 g of 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) sodium salt (10%), 7.1 g of Disponil FES 32 (30%) and 206.4 g of water.
Die hergestellte Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 40 ± 1 Gew.-%.The dispersion prepared had a solids content of 40 ± 1 wt .-%.
Herstellung eines Polymers mit Gruppen, die von Methacryloyloxy-2-ethyl- fettsäureamiden abgeleitet sindPreparation of a polymer having groups derived from methacryloyloxy-2-ethyl fatty acid amides
Zunächst wurde eine Mischung von Methacryloyloxy-2-ethyl-fettsäureamiden hergestellt. Hierzu wurde in einem Vierhalsrundkolben, der mit einem Säbel- rührer mit Rührhülse und Rührmotor, Stickstoffeinleitung, Sumpfthermometer und einer Destillationsbrücke ausgestattet war, 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 Fettsäuremethylester, 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.First, a mixture of methacryloyloxy-2-ethyl-fatty acid amides was prepared. For this purpose, 206.3 g (0.70 mol) of fatty acid methyl ester mixture, 42.8 g (0.70 mol) of ethanolamine and in a four-necked round-bottomed flask equipped with a saber stirrer with stirrer sleeve and stirrer motor, nitrogen inlet, bottom thermometer and a distillation bridge 0.27 g (0.26%) LiOH submitted. The fatty acid methyl ester mixture comprised 6% by weight of saturated C12 to C16 fatty acid methyl ester, 2.5% by weight of saturated C17 to C20 fatty acid methyl ester, 52% by weight of monounsaturated C18 fatty acid methyl ester, 1.5% by weight of monounsaturated C20 to C24 fatty acid methyl esters , 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.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 ethanol amides. The resulting reaction mixture was further processed without purification.
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.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 einer Mischung von Methacryloyloxy-2-ethyl- fettsäureamiden erhalten werden.Excess methyl methacrylate was separated on a rotary evaporator. It was possible to obtain 370 g of a mixture of methacryloyloxy-2-ethyl-fatty acid amides.
Das zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Polymers mit Oxazo- lidingruppen wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei jedoch eine Monomer- mischung eingesetzt wurde, die 106,6 g Butylacrylat (BA), 92,4 g Methylmethacrylat (MMA), 2,4 g Methacrylsäure (GMAA), 35,5 g Methacryloyloxy-2- ethyl-fettsäureamid-Mischung, 7,1 g 4,4'-Azobis-(4-cyanovaleriansäure) Natriumsalz (10%ig), 7,1 g Disponil FES 32 (30 %ig) und 206,4 g Wasser enthielt.The above-described process for producing a polymer having oxazolidine groups was substantially repeated except that a monomer mixture containing 106.6 g of butyl acrylate (BA), 92.4 g of methyl methacrylate (MMA), 2.4 g of methacrylic acid was used (GMAA), 35.5 g of methacryloyloxy-2-ethyl-fatty acid amide mixture, 7.1 g of 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) sodium salt (10%), 7.1 g of Disponil FES 32 (30 %) and 206.4 g of water.
Die hergestellte Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 39 ± 1 Gew.-%.The prepared dispersion had a solids content of 39 ± 1% by weight.
Beispiel 1 Es wurde eine Mischung hergestellt, die das zuvor dargelegte Polymer mit Oxazolidingruppen und das zuvor dargelegte Polymer mit Säuregruppen um- fasste. Hierzu wurden die entsprechenden Dispersionen gemischt, wobei der OXEMA-Gehalt auf 2,5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil) eingestellt wurde.example 1 A mixture was prepared comprising the polymer set forth above with oxazolidine groups and the polymer set forth above with acid groups. For this purpose, the corresponding dispersions were mixed, wherein the OXEMA content was adjusted to 2.5 wt .-% (based on the solids content).
Die Quellungseigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden untersucht. Hierzu wurde ein 1000μm dicker Film (nass) auf eine silikonumran- dete Glasplatte aufgetragen und sieben Tage bei Raumtemperatur oder 6 Stunden bei 145 0C getrocknet.The swelling properties of the coating composition thus obtained were examined. For this purpose a 1000 .mu.m-thick film (wet) was applied to a silikonumran- finished glass plate and dried for seven days at room temperature or for 6 hours at 145 0 C.
Aus den Maßen der Glasplatte, dem Feststoffgehalt der Dispersion und der geforderten Dicke des trockenen Films von 0,5 mm wurde die benötigte Masse der Dispersion berechnet.From the dimensions of the glass plate, the solids content of the dispersion and the required thickness of the dry film of 0.5 mm, the required mass of the dispersion was calculated.
Aus den hergestellten Polymerfilmen wurden Probekörper mit den Maßen 0,5 x 10 x 20 mm zugeschnitten. Diese wurden auf der Analysenwaage ausgewogen und für 4 h in 100 ml_ dest. Wasser oder 100 ml_ Isobutylmethylketon (MIBK) in Weithalsflaschen bei 23 0C gelagert.From the polymer films produced, specimens measuring 0.5 × 10 × 20 mm were cut. These were weighed out on the analytical balance and destilled for 4 h in 100 ml. Water or 100 ml_ of isobutyl methyl ketone (MIBK) stored in wide-mouth bottles at 23 0 C.
Nach Ablauf der Lagerzeit wurden die Probekörper entnommen, mit Zellstoff abgetupft und erneut ausgewogen. Aus der so erhaltenen Auswaage wurde die Lösemittelaufnahme berechnet.After expiry of the storage time, the specimens were removed, dabbed with pulp and weighed again. The solvent absorption was calculated from the resulting weight.
Die durch die Quellungsversuche erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 aufgeführt. Weiterhin wurde die Pendelhärte gemäß DIN ISO 1522 anhand eines 150 μm Films (Nassfilm), der 6 Stunden bei 145 0C getrocknet wurde bestimmt. Diese betrug 18 s.The data obtained by the swelling experiments are listed in Table 1. Furthermore, the pendulum hardness was determined according to DIN ISO 1522 using a 150 micron film (wet film), which was dried at 145 0 C for 6 hours. This was 18 s.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Zunächst wurde gemäß Beispiel 9 der Druckschrift US 3,037,006 ein Homopo- lymer auf Basis von Oxazolidinylethylmethacrylat (OXEMA) hergestellt, wobei eine 25%-ige wässrige Lösung erhalten wurde.First, a homopolymer based on oxazolidinylethyl methacrylate (OXEMA) was prepared according to Example 9 of the publication US Pat. No. 3,037,006, whereby a 25% strength aqueous solution was obtained.
Diese wässrige Lösung wurde mit dem zuvor dargelegten Polymer mit Säuregruppen gemischt, wobei der OXEMA-Gehalt auf 2,5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil) eingestellt wurde.This aqueous solution was mixed with the polymer set forth above with acid groups, the OXEMA content was adjusted to 2.5 wt .-% (based on the solids content).
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden teilweise mit den in Beispiel 1 dargelegten Methoden untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargelegt.The properties of the coating composition thus obtained were partially investigated by the methods set forth in Example 1. The results obtained are shown in Table 1.
Tabelle 1Table 1
Figure imgf000065_0001
Figure imgf000065_0001
Figure imgf000066_0001
Figure imgf000066_0001
Ein Vergleich der zuvor dargelegten Daten zeigt, dass durch ein Polymer, welches einen relativ geringen OXEMA-Gehalt aufweist, sehr deutliche Verbesserungen hinsichtlich der Quellung in MIBK erzielt werden können, ohne dass deutliche Verschlechterungen hinsichtlich der Wasser-Quellung in Kauf genommen werden müssten. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Be- schichtungsmittel auch bei höheren Temperaturen getrocknet werden, ohne dass hierdurch eine Verschlechterung von Eigenschaften eintritt.A comparison of the data set out above shows that a polymer which has a relatively low OXEMA content can achieve very marked improvements in swelling in MIBK without having to accept significant water-swelling deterioration. Furthermore, the coating compositions according to the invention can also be dried at relatively high temperatures, without this resulting in a deterioration of properties.
Beispiel 2Example 2
Es wurde eine Mischung hergestellt, die das zuvor dargelegte Polymer mit Oxazolidingruppen und das zuvor dargelegte Polymer mit Säureanhydridgrup- pen umfasste. Hierzu wurden die entsprechenden Dispersionen gemischt, wobei der OXEMA-Gehalt auf 2,5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil) eingestellt wurde.A blend was prepared comprising the previously described oxazolidine polymer and the acid anhydride group polymer set forth above. For this purpose, the corresponding dispersions were mixed, wherein the OXEMA content was adjusted to 2.5 wt .-% (based on the solids content).
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden teilweise mit den in Beispiel 1 dargelegten Methoden untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargelegt. Vergleichsbeispiel 2The properties of the coating composition thus obtained were partially investigated by the methods set forth in Example 1. The results obtained are shown in Table 2. Comparative Example 2
Zunächst wurde gemäß Beispiel 9 der Druckschrift US 3,037,006 ein Homopo- lymer auf Basis von Oxazolidinylethylmethacrylat (OXEMA) hergestellt, wobei eine 25%-ige wässrige Lösung erhalten wurde.First, a homopolymer based on oxazolidinylethyl methacrylate (OXEMA) was prepared according to Example 9 of the publication US Pat. No. 3,037,006, whereby a 25% strength aqueous solution was obtained.
Diese wässrige Lösung wurde mit dem zuvor dargelegten Polymer mit Säureanhydridgruppen gemischt, wobei der OXEMA-Gehalt auf 2,5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil) eingestellt wurde.This aqueous solution was mixed with the acid anhydride group polymer set forth above to adjust the OXEMA content to 2.5% by weight (based on the solid content).
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden teilweise mit den in Beispiel 1 dargelegten Methoden untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargelegt.The properties of the coating composition thus obtained were partially investigated by the methods set forth in Example 1. The results obtained are shown in Table 2.
Tabelle 2Table 2
Figure imgf000067_0001
Beispiel 3
Figure imgf000067_0001
Example 3
Zunächst wurden in einem 2 I PE-Becherglas 123,2 g Butylacrylat (BA), 99,5 g Methylmethacrylat (MMA), 11 ,8 g Oxazolidinylethylmethacrylat (OXEMA), 2,4 g Methacrylsäure (GMAA), 7,1 g 4,4'-Azobis-(4-cyanovaleriansäure) Nathumsalz (10%ig), 21 ,24 g Disponil FES 32 (30 %ig) und 192,2 g Wasser mittels Ultra- Turrax 4 Minuten bei 4000 UpM emulgiert.First, 123.2 g of butyl acrylate (BA), 99.5 g of methyl methacrylate (MMA), 11.8 g of oxazolidinyl ethyl methacrylate (OXEMA), 2.4 g of methacrylic acid (GMAA), 7.1 g of 4 were in a 2 l PE beaker , 4'-Azobis (4-cyanovaleric acid) Nathumsalz (10%), 21, 24 g Disponil FES 32 (30%) and 192.2 g of water emulsified by Ultra-Turrax for 4 minutes at 4000 rpm.
In einem 1 I Rettberg-Reaktor, der mit einem Wasserbad temperiert werden konnte und mit einem Metallblatt-Rührer ausgestattet war, wurden 140,16 g Wasser und 0,54 g Disponil FES 32 (30 %ig) vorgelegt, auf 800C erhitzt und mit 1 ,78 g 4,4'-Azobis-(4-cyanovaleriansäure) Natriumsalz (10%ig) versetzt. 5 Minuten nach der Initiatorzugabe wurde hierzu die zuvor hergestellte Emulsion innerhalb 240 Minuten (Intervall: 3 Minuten Zulauf, 4 Minuten Pause, 237 Minuten Restzulauf) zudosiert. Die Rührgeschwindigkeit lag bei 120 U/min.In a 1 I Rettberg reactor, which could be tempered with a water bath and equipped with a metal blade stirrer, 140.16 g of water and 0.54 g of Disponil FES 32 (30%) were initially charged, heated to 80 0 C. and with 1.78 g of 4,4'-azobis (4-cyanovalerianic acid) sodium salt (10%). 5 minutes after the initiator addition, the previously prepared emulsion was metered in within 240 minutes (interval: 3 minutes feed, 4 minutes break, 237 minutes residual feed). The stirring speed was 120 rpm.
Nach Zulaufende wurde 1 Std. bei 800C nachgerührt. Danach wurde auf 60°C abgekühlt und mit 13,71 g Triton X 305 (Rohm & Haas) versetzt. Die erhaltene Dispersion wurde unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt und über VA- Siebgewebe mit 0,09 mm Maschenweite abfiltriert.After the end of the feed was stirred at 80 0 C for 1 hr. It was then cooled to 60 ° C and treated with 13.71 g of Triton X 305 (Rohm & Haas). The resulting dispersion was cooled to room temperature with stirring and filtered through VA screen mesh with 0.09 mm mesh size.
Die hergestellte Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 40 ± 1 Gew.-%.The dispersion prepared had a solids content of 40 ± 1 wt .-%.
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden mit den in Beispiel 1 dargelegten Methoden untersucht, wobei lediglich eine Trocknung bei 145°C für 6 Stunden durchgeführt wurde. Die wahre Quellung in MIBK betrug 459 %; die wahre Quellung in Wasser 13,0 % und die Pendelhärte 6 s.The properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only one drying at 145 ° C for 6 hours. The true swelling in MIBK was 459%; the true swelling in water is 13.0% and the pendulum hardness is 6 s.
Überraschend zeigen Beschichtungsmittel, die ein Polymer mit einem hohen Gehalt an Oxazolidingruppen und ein Polymer mit einem geringeren Gehalt an Oxazolidingruppen umfassen, dementsprechend eine höhere Pendelhärte und eine geringere Quellung in Wasser als Beschichtungsmittel, die lediglich Polymere mit Oxazolidingruppen und Säuregruppen umfassen. Hierbei ist zu beachten, dass das Beschichtungsmittel des Beispiels 3, bezogen auf den Fest- stoffgehalt, mit 5 Gew.-% doppelt so viele Oxazolidingruppen umfasste als das Beschichtungsmittel des Beispiels 1.Surprisingly, coating compositions comprising a polymer having a high content of oxazolidine groups and a polymer having a lower content of oxazolidine groups accordingly exhibit higher pendulum hardness and less swelling in water than coating agents comprising only polymers having oxazolidine groups and acid groups. It should be noted here that the coating composition of Example 3, based on the solids content, comprised twice as many oxazolidine groups with 5% by weight as the coating composition of Example 1.
Beispiel 4Example 4
Das in Beispiel 1 erhaltene Beschichtungsmittel wurde mit einem Vernetzungsmittel versehen. Hierzu wurden 40,0 g der in Beispiel 1 dargelegten Dispersion mit 1 ,0 g einer Lösung aus Hexamethylendiisocyanat (HDI) und n- Butylacetat (6/1 ) versetzt.The coating agent obtained in Example 1 was provided with a crosslinking agent. For this purpose, 40.0 g of the dispersion described in Example 1 were admixed with 1.0 g of a solution of hexamethylene diisocyanate (HDI) and n-butyl acetate (6/1).
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden mit den in Beispiel 1 dargelegten Methoden untersucht, wobei lediglich eine Trocknung bei 145°C für 6 Stunden durchgeführt wurde. Die wahre Quellung in MIBK betrug 413 %; die wahre Quellung in Wasser 7,0 % und die Pendelhärte 21 s. Beispiel 5The properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only drying at 145 ° C for 6 hours. The true swelling in MIBK was 413%; the true swelling in water 7.0% and the pendulum hardness 21 s. Example 5
Das in Beispiel 3 erhaltene Beschichtungsmittel wurde mit einem Vernet- zungsmittel versehen. Hierzu wurden 40,0 g der in Beispiel 3 dargelegten Dispersion mit 1 ,0 g Hexamethylendiisocyanat (HDI) und Dibutylzinndilaurat (DBTL, 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Polymergewicht) versetzt wurde.The coating agent obtained in Example 3 was provided with a crosslinking agent. For this purpose, 40.0 g of the dispersion described in Example 3 were admixed with 1.0 g of hexamethylene diisocyanate (HDI) and dibutyltin dilaurate (DBTL, 0.01% by weight, based on the polymer weight).
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden mit den in Beispiel 1 dargelegten Methoden untersucht, wobei lediglich eine Trocknung bei 145°C für 6 Stunden durchgeführt wurde. Die wahre Quellung in MIBK betrug 341 %; die wahre Quellung in Wasser 11 ,4 % und die Pendelhärte 9 s.The properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only drying at 145 ° C for 6 hours. The true swelling in MIBK was 341%; the true swelling in water 11, 4% and the pendulum hardness 9 s.
Beispiel 6Example 6
Es wurde eine Mischung hergestellt, die das zuvor dargelegte Polymer mit Oxazolidingruppen und das zuvor dargelegte Polymer mit Gruppen, die von Methacryloyloxy-2-ethyl-fettsäureamiden abgeleitet sind, umfasste. Hierzu wurden die entsprechenden Dispersionen gemischt, wobei der OXEMA-Gehalt auf 2,5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffanteil) eingestellt wurde.A blend was prepared comprising the above-described oxazolidine group polymer and the polymer set forth above having groups derived from methacryloyloxy-2-ethyl-fatty acid amides. For this purpose, the corresponding dispersions were mixed, wherein the OXEMA content was adjusted to 2.5 wt .-% (based on the solids content).
Die Eigenschaften des so erhaltenen Beschichtungsmittels wurden mit den in Beispiel 1 dargelegten Methoden untersucht, wobei lediglich eine Trocknung bei 145°C für 6 Stunden durchgeführt wurde. Die wahre Quellung in MIBK be- trug 270 % und die wahre Quellung in Wasser 3 %. The properties of the coating composition thus obtained were investigated by the methods set forth in Example 1, with only drying at 145 ° C for 6 hours. The true swelling in MIBK was 270% and the true swelling in water was 3%.

Claims

Patentansprüche claims
1. Beschichtungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschich- tungsmittel mindestens ein Aminogruppen-haltiges (Meth)acrylat- Polymer, das 0,1 bis 15 Gew.-% an Einheiten umfasst, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, und 20 bis 99,9 Gew.-% an Einheiten umfasst, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind, jeweils bezogen auf das Gewicht des Ami- nogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers, und mindestens ein funktionales Polymer mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen aufweist.1. Coating composition, characterized in that the coating agent comprises at least one amino group-containing (meth) acrylate polymer which comprises 0.1 to 15% by weight of units derived from monomers containing oxazolidine groups, and 20 to 99 , 9 wt .-% of units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 to 12 carbon atoms, each based on the weight of the amino-containing (meth) acrylate polymer, and at least one functional polymer with carboxylic acid - Has or carboxylic anhydride groups.
2. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das funktionale Polymer 0,1 bis 15 Gew.-% an Einheiten aufweist, die von Monomeren mit mindestens einer Carbonsäuregruppe oder Monomeren mit mindestens einer Carbonsäureanhydridgruppe abgeleitet sind, und 20 bis 99,9 Gew.-% an Einheiten, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind.2. A coating composition according to claim 1, characterized in that the functional polymer comprises 0.1 to 15 wt .-% of units derived from monomers having at least one carboxylic acid group or monomers having at least one carboxylic acid anhydride group, and 20 to 99.9 wt % of units derived from alkyl (meth) acrylates of 1 to 12 carbon atoms.
3. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das funktionale Polymer einen höheren Anteil an Carbonsäuregruppen oder Carbonsäureanhydridgruppen aufweist als das Aminogruppen- haltige (Meth)acrylat-Polymer.3. Coating composition according to claim 2, characterized in that the functional polymer has a higher proportion of carboxylic acid groups or carboxylic anhydride groups than the amino group-containing (meth) acrylate polymer.
4. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat- Polymer einen höheren Anteil an Einheiten umfasst, die von Monomeren mit Oxazolidingruppen abgeleitet sind, als das funktionale Polymer. 4. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the amino group-containing (meth) acrylate polymer comprises a higher proportion of units derived from monomers with Oxazolidingruppen, as the functional polymer.
5. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Aminogruppen-haltigem (Meth)acrylat- Polymer zu funktionalem Polymer im Bereich von 2:1 bis 1 :2 liegt.5. Coating composition according to claim 4, characterized in that the weight ratio of amino group-containing (meth) acrylate polymer to functional polymer in the range of 2: 1 to 1: 2.
6. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat- Polymer 0,5 bis 8 Gew.-% an Einheiten umfasst, die von Säuregruppen- haltigen Monomeren abgeleitet sind.6. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the amino group-containing (meth) acrylate polymer comprises 0.5 to 8 wt .-% of units derived from acid group-containing monomers.
7. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat- Polymer und/oder das funktionale Polymer 0,5 bis 30 Gew.-% an Einheiten umfassen, die von (Meth)acryl-Monomeren abgeleitet sind, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen.7. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the amino group-containing (meth) acrylate polymer and / or the functional polymer comprise 0.5 to 30 wt .-% of units that of (meth) acrylic monomers are derived, which have at least one double bond and 8 to 40 carbon atoms in the alkyl radical.
8. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat- Polymer und/oder das funktionale Polymer Einheiten umfassen, die von8. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the amino group-containing (meth) acrylate polymer and / or the functional polymer comprise units derived from
Methylmethacrylat und/oder Butyl(meth)acrylat abgeleitet sind.Methyl methacrylate and / or butyl (meth) acrylate are derived.
9. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat- Polymer und das funktionale Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 5000 g/mol aufweisen. 9. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the functional polymer have a weight average molecular weight of at least 5000 g / mol.
10. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des Aminogruppen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers zum Gewichtsmittel des Molekulargewichts des funktionalen Polymers im Bereich von 5:1 bis 1 :5 liegt.A coating composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the weight average molecular weight of the amino group-containing (meth) acrylate polymer to the weight average molecular weight of the functional polymer is in the range of 5: 1 to 1: 5.
11. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminogruppen-haltige (Meth)acrylat- Polymer und/oder das funktionale Polymer eine Glasübergangstemperatur im Bereich von -20 bis 70 0C aufweisen.11. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the amino group-containing (meth) acrylate polymer and / or the functional polymer have a glass transition temperature in the range of -20 to 70 0 C.
12. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Glasübergangstemperatur des Aminogrup- pen-haltigen (Meth)acrylat-Polymers und der Glasübergangstemperatur des funktionalen Polymers höchstens ±10°C beträgt.12. Coating composition according to claim 11, characterized in that the difference between the glass transition temperature of the amino group-containing (meth) acrylate polymer and the glass transition temperature of the functional polymer is at most ± 10 ° C.
13. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel eine wässrige Dis- persion ist.13. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the coating agent is an aqueous dispersion.
14. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel ein Vernetzungsmittel umfasst.14. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the coating agent comprises a crosslinking agent.
15. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vernetzungsmittel ein Polyisocyanat umfasst oder freisetzt. 15. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the crosslinking agent comprises or releases a polyisocyanate.
16. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschichtungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 auf ein Substrat aufgebracht und gehärtet wird.16. A method for producing a coating, characterized in that a coating agent according to any one of claims 1 to 15 is applied to a substrate and cured.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Metall, Holz, Beton oder Kunststoff ist.17. The method according to claim 16, characterized in that the substrate is made of metal, wood, concrete or plastic.
18. Beschichteter Gegenstand, erhältlich durch ein Verfahren gemäß An- spruch 16 oder 17. 18. A coated article obtainable by a process according to claim 16 or 17.
PCT/EP2010/053964 2009-05-07 2010-03-26 Coating agent, method for producing a coating agent and coated object WO2010127910A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009002888A DE102009002888A1 (en) 2009-05-07 2009-05-07 Coating composition, process for producing a coating and coated article
DE102009002888.9 2009-05-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010127910A1 true WO2010127910A1 (en) 2010-11-11

Family

ID=42245044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/053964 WO2010127910A1 (en) 2009-05-07 2010-03-26 Coating agent, method for producing a coating agent and coated object

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102009002888A1 (en)
TW (1) TW201114856A (en)
WO (1) WO2010127910A1 (en)

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US40562A (en) 1863-11-10 Improved sugar-evaporator
US687851A (en) 1897-11-05 1901-12-03 Frederick C Austin Impact-tool.
US3037006A (en) 1960-07-05 1962-05-29 Rohm & Haas N-acryloxyalkyl-oxazolidines and nacryloxyalkyl-tetrahydro-1, 3-oxazines, their polymers, preparation thereof, and derivatives thereof
DE2129425A1 (en) 1971-06-14 1972-12-21 Huels Chemische Werke Ag Process for the production of fatty acid ethanolamides
DE2513516A1 (en) 1974-03-28 1976-02-19 Kansai Paint Co Ltd Aqueous coating composition
DE2610406A1 (en) 1975-03-14 1976-09-30 Rohm & Haas WATER RETAINABLE COMPOSITION
DE2638544A1 (en) 1975-11-26 1977-06-02 Vianova Kunstharz Ag PROCESS FOR THE PRODUCTION OF OXIDATIVE DRYING AQUATIC POLYMERISATE DISPERSIONS
DE3423443A1 (en) 1984-06-26 1986-01-02 Röhm GmbH, 6100 Darmstadt METHOD FOR THE PRODUCTION OF ESTERS OF ACRYLIC AND METHACRYLIC ACID BY TRANSESTERATION
EP0302373A1 (en) 1987-08-07 1989-02-08 Bayer Ag Process for the preparation of humidity-curing binder compositions, and their use
EP0409459A2 (en) 1989-07-21 1991-01-23 Rohm And Haas Company Aqueous coating compositions
DE4105134C1 (en) 1991-02-15 1992-10-08 Lankwitzer Lackfabrik Gmbh & Co.Kg, 1000 Berlin, De
EP0534666A2 (en) 1991-09-27 1993-03-31 International Speciality Chemicals Limited Process for the preparation of acrylic acid and methacrylic acid esters
EP0728822A2 (en) 1995-02-16 1996-08-28 Rohm And Haas Company Aqueous paint composition
US5672379A (en) 1995-09-22 1997-09-30 Rohm And Haas Company Method of producing wear resistant traffic markings
EP0832949A2 (en) * 1996-09-26 1998-04-01 Rohm And Haas Company Coating composition having extended storage stability
US5750751A (en) 1995-11-02 1998-05-12 Michigan Molecular Institute Glycol co-esters of drying-oil fatty acids and vinyl carboxylic acids made via biphasic catalysis and resulting products
CN1355161A (en) 2000-11-24 2002-06-26 中国石化集团齐鲁石油化工公司 Process for preparing polyol di(methy) acrylate
WO2002100803A2 (en) 2001-06-09 2002-12-19 Oxeno Olefinchemie Gmbh Method for telomerizing non-cyclic olefins
WO2003031379A1 (en) 2001-10-06 2003-04-17 Oxeno Olefinchemie Gmbh Method for producing 1-olefins using palladium carbene compounds
WO2004002931A1 (en) 2002-06-29 2004-01-08 Oxeno Olefinchemie Gmbh Method for the telomerisation of non-cyclic olefins

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US40562A (en) 1863-11-10 Improved sugar-evaporator
US687851A (en) 1897-11-05 1901-12-03 Frederick C Austin Impact-tool.
US3037006A (en) 1960-07-05 1962-05-29 Rohm & Haas N-acryloxyalkyl-oxazolidines and nacryloxyalkyl-tetrahydro-1, 3-oxazines, their polymers, preparation thereof, and derivatives thereof
DE2129425A1 (en) 1971-06-14 1972-12-21 Huels Chemische Werke Ag Process for the production of fatty acid ethanolamides
DE2513516A1 (en) 1974-03-28 1976-02-19 Kansai Paint Co Ltd Aqueous coating composition
DE2610406A1 (en) 1975-03-14 1976-09-30 Rohm & Haas WATER RETAINABLE COMPOSITION
DE2638544A1 (en) 1975-11-26 1977-06-02 Vianova Kunstharz Ag PROCESS FOR THE PRODUCTION OF OXIDATIVE DRYING AQUATIC POLYMERISATE DISPERSIONS
DE3423443A1 (en) 1984-06-26 1986-01-02 Röhm GmbH, 6100 Darmstadt METHOD FOR THE PRODUCTION OF ESTERS OF ACRYLIC AND METHACRYLIC ACID BY TRANSESTERATION
EP0302373A1 (en) 1987-08-07 1989-02-08 Bayer Ag Process for the preparation of humidity-curing binder compositions, and their use
EP0409459A2 (en) 1989-07-21 1991-01-23 Rohm And Haas Company Aqueous coating compositions
DE4105134C1 (en) 1991-02-15 1992-10-08 Lankwitzer Lackfabrik Gmbh & Co.Kg, 1000 Berlin, De
EP0534666A2 (en) 1991-09-27 1993-03-31 International Speciality Chemicals Limited Process for the preparation of acrylic acid and methacrylic acid esters
EP0728822A2 (en) 1995-02-16 1996-08-28 Rohm And Haas Company Aqueous paint composition
US5672379A (en) 1995-09-22 1997-09-30 Rohm And Haas Company Method of producing wear resistant traffic markings
US5750751A (en) 1995-11-02 1998-05-12 Michigan Molecular Institute Glycol co-esters of drying-oil fatty acids and vinyl carboxylic acids made via biphasic catalysis and resulting products
EP0832949A2 (en) * 1996-09-26 1998-04-01 Rohm And Haas Company Coating composition having extended storage stability
CN1355161A (en) 2000-11-24 2002-06-26 中国石化集团齐鲁石油化工公司 Process for preparing polyol di(methy) acrylate
WO2002100803A2 (en) 2001-06-09 2002-12-19 Oxeno Olefinchemie Gmbh Method for telomerizing non-cyclic olefins
WO2003031379A1 (en) 2001-10-06 2003-04-17 Oxeno Olefinchemie Gmbh Method for producing 1-olefins using palladium carbene compounds
WO2004002931A1 (en) 2002-06-29 2004-01-08 Oxeno Olefinchemie Gmbh Method for the telomerisation of non-cyclic olefins

Non-Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Chemistry and Technology of Emulsion Polymerisation", 2005, BLACKWELL PUBLISHING
"Fachmann dem Polymer Handbook", 1975, J. WILEY & SONS
"UII-manns's Encyclopedia of Industrial Chemistry"
"Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry"
F.-B. CHEN AND G. BUFKIN: "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", article "Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation I"
F.-B. CHEN; G. BUFKIN, JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, vol. 30, 1985, pages 4571 - 4582
H. RAUCH-PUNTIGAM; TH. VÖLKER: "Acryl- und Methacrylverbindungen", 1967, SPRINGER
HOUBEN-WEYL, METHODEN DER ORGANISCHEN CHEMIE, vol. 14, no. 2, pages 61 - 70
J. HAKEN, SYNTHESIS OF ACRYLIC ESTERS BY TRANSESTERIFICATION, 1967
J. O'DONNELL; E.W. KALER, MACROMOLECULAR RAPID COMMUNICATIONS, vol. 28, no. 14, 2007, pages 1445 - 1454
JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, vol. 30, 1985, pages 4571 - 4582
KIRK-OTHMER: "Encyclopedia of Chemical Technology", vol. 1, 1978, J. WILEY, pages: 386
NACH FOX T. G., BULL. AM. PHYSICS SOC., vol. 1, no. 3, 1956, pages 123
W. SIEFKEN, JUSTUS LIEBIGS ANNALEN DER CHEMIE, vol. 562, pages 75 - 136

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009002888A1 (en) 2010-11-11
TW201114856A (en) 2011-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010112474A1 (en) Coating composition, (meth)acryl-polymer and monomer mixture for producing said (meth)acryl-polymer
DE102009026819A1 (en) Monomer blend, polymer, coating composition and method of making a coating
EP2197966B1 (en) Aqueous dispersions including at least one alkyd resin and at least one addition polymer having at least one (meth)acrylate segment
EP2334634A1 (en) (meth)acrylate monomer, polymer, and coating agent
EP2291413B1 (en) Method for preparing an aqueous polymer dispersion
WO2009047234A2 (en) Emulsion polymers, aqueous dispersions and method for producing the same
EP2283075A1 (en) Aqueous dispersions comprising at least one alkyd resin
EP2791180B1 (en) Use of aqueous polymer dispersions for improving resistance to chemical influences
WO2009146995A1 (en) Monomer mixtures, polymers and coating compositions
WO2010112290A1 (en) Polyfunctional (meth)acrylic polymer, coating composition, process for producing a coating and coated article
EP2414412A1 (en) (meth)acrylate polymer, coating agent, method for producing a coating, and coated object
WO2010112288A1 (en) Coating agent, method for producing a coating and coated object
WO2010127910A1 (en) Coating agent, method for producing a coating agent and coated object
WO2012038197A1 (en) Coating agent having (meth)acrylic polymers and coalescence additives
DE102013223876A1 (en) Emulsion polymers, aqueous dispersions and process for their preparation
WO2012004160A1 (en) Composition for producing polymers, (meth)acrylic polymer, coating agent, and coating
DE102007023282A1 (en) Silane coatings of aminosilanes and epoxy-functional polyacrylates
DE102008002254A1 (en) Monomer mixture, useful for preparing a polymer, which is useful to prepare a coating composition, preferably lacquers and aqueous dispersion, comprises a carbonyl group containing monomer and another carbonyl group containing monomer
DE102009001217A1 (en) Monomer mixture, useful for preparing a polymer, which is useful to prepare a coating composition, preferably lacquers and aqueous dispersion, comprises a carbonyl group containing monomer and another carbonyl group containing monomer
WO2009100786A1 (en) Method for producing orthoester-blocked poly(meth)acrylate and use as cross-linking agent in isocyanate-based paint resins

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10711659

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10711659

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1