WO2018146114A1 - Pulverpartikelförmige diamid-polyolefinwachs-mischung - Google Patents

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WO2018146114A1
WO2018146114A1 PCT/EP2018/052992 EP2018052992W WO2018146114A1 WO 2018146114 A1 WO2018146114 A1 WO 2018146114A1 EP 2018052992 W EP2018052992 W EP 2018052992W WO 2018146114 A1 WO2018146114 A1 WO 2018146114A1
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WO
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diamide
polyolefin wax
wax mixture
polyolefin
carbon atoms
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PCT/EP2018/052992
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Christiane KNAPPKE-BONGARTZ
René NAGELSDIEK
Sylvia Bühne
Meike JOHANN
Agnetha KLEIN
Andre TIEMANN
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Byk-Chemie Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to room temperature (which is 23 ° C herein) powdered diamide-polyolefin wax mixtures, their preparation and
  • US 3,937,678 describes nonaqueous liquid systems containing finely divided solids and having improved rheological properties. These systems contain on the one hand an amide of a primary or secondary amine and a carboxylic acid mixture containing hydrogenated castor oil fatty acid and on the other hand an emulsifiable polyethylene wax.
  • amide of a primary or secondary amine and a carboxylic acid mixture containing hydrogenated castor oil fatty acid
  • an emulsifiable polyethylene wax mainly liquid, but also less preferred solid mixtures of separately prepared or separately micronized amide and polyethylene wax components are used. These separately obtained ingredients may be physically premixed or added separately to the target systems.
  • JP 5756372 describes pulverulent anti-sagging agents which are obtained from a diamide and a carboxyl-containing polyolefin wax.
  • the minimum amount of diamide is according to the invention of JP 5756372 40 wt .-% based on the
  • Anti-settling agent is used, and at the same time does not affect the aforementioned other properties of the applied formulation or the cured products prepared therefrom.
  • optical properties of the formulations prepared and cured using the diamide-polyolefin wax blends such as reduced yellowing tendency and gloss, be or at least not impaired.
  • adhesion properties in particular the
  • diamide-polyolefin wax mixture comprising or consisting of (A) one or more diamides having a structure of the formula (I)
  • X 1 and X 2 are identical or different and are linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted hydrocarbon radicals having 3 to 29, preferably 5 to 23, and particularly preferably 7 to 19 carbon atoms and at least one of X 1 and X 2 at least one hydroxyl group,
  • X 1 and / or X 2 optionally contains one or more keto groups.
  • diamide or diamides (A) based on the total weight of the diamide-polyolefin wax mixture in an amount of 20 wt .-% to less than 40 wt .-%, preferably 20 to 39% by weight, more preferably 25 to 39% by weight, most preferably more than 30 to 39% by weight, most preferably in an amount of 31 to 39% by weight, such as
  • the diamides (A) can preferably be obtained by condensation reaction of diamines (II) with monocarboxylic acids (purple) and (IIIb)
  • the diamines (II) are preferably aliphatic, aromatic or araliphatic primary diamines, the term “aliphatic” herein including “cycloaliphatic”.
  • Hydrocarbon radical that is a radical composed solely of carbon atoms and hydrogen atoms.
  • a likewise preferred embodiment of the radical Y is a divalent hydrocarbon radical which, in addition to carbon atoms, may also contain tertiary nitrogen atoms (that is to say nitrogen atoms which have three N-C single bonds).
  • radicals Y are aromatic hydrocarbon radicals, this radical preferably contains 6 to 18, more preferably 4 to 15, very preferably 6 to 13, more preferably 6 to 10 or 6 to 8 carbon atoms.
  • Aromatic radicals Y are referred to herein when at least one, preferably both NH.sub.2 groups in formula (II) are bonded directly to an aromatic ring system.
  • radicals Y are araliphatic hydrocarbon radicals, this radical preferably contains 7 to 18, particularly preferably 7 to 15, very particularly preferably 7 to 13, more preferably 7 to 10, to 9 or to 8 carbon atoms.
  • Araliphatic radicals Y are referred to herein when both NH 2 groups in formula (II) to a
  • radical Y are bonded to carbon atom, which belongs to any aromatic ring system, the radical Y but still contains aromatic radicals.
  • linear aliphatic diamines are ethylenediamine, 1, 2- and 1, 3-propanediamine, 1, 4-butanediamine, 1, 5-pentanediamine, 1, 6-hexamethylenediamine, 1, 8-octamethylenediamine and 1, 12 Dodecamethylenediamine, for branched aliphatic diamines (II) 1, 3-diaminoneopentane and 2-butyl-2-ethyl-1, 5-pentanediamine, for cycloaliphatic diamines (II) 1, 2, 1, 3 and 1, 4-diaminocyclohexane , 1, 2-, 1, 3- and 1, 4- (aminomethyl) -cyclohexane, 4,4'-
  • Diaminodicyclohexylmethane 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane and
  • Isophoronediamine and for aromatic diamines (II) 4,4'-diaminodiphenylmethane, and for araliphatic diamines (II) para- and meta-xylylenediamine.
  • the group of aliphatic diamines (II) also includes
  • Pure aliphatic ⁇ , ⁇ -diamines are particularly preferred.
  • X 1 and X 2 in the formulas (IIIa) and (IIIb) are linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted with one or more hydroxyl groups hydrocarbon radicals having 3 to 29, preferably 5 to 23, and particularly preferably 7 bis 19 carbon atoms.
  • X 1 and X 2 in the formulas (IIIa) and (IIIb) particularly preferably stand for linear saturated or unsaturated hydrocarbon radicals with 3 to 29 which are optionally substituted by one or more hydroxyl groups, preferably 1 or 2 hydroxyl groups, more preferably exactly one hydroxyl group. preferably 5 to 23, and more preferably 7 to 19 carbon atoms.
  • X 1 and X 2 may independently of the mandatory presence of at least one hydroxyl group in one of the two radicals X 1 and X 2 contain one or more keto groups. If one or more keto groups are present, this or these may be present in the same radical carrying the at least one hydroxyl group or, if a hydroxyl group-free radical is present, the keto group may also be present in this group.
  • the proportion of the carboxylic acids having at least one hydroxyl group, based on the total of the monocarboxylic acids used is at least 50 mol%, preferably at least 70 mol%, particularly preferably at least 80 mol%, most preferably at least 85%, most preferably at least 87 or at least 90 mol%.
  • the monocarboxylic acids X 1 -COOH and X 2 -COOH are very particularly preferably saturated, linear monocarboxylic acids having exactly one hydroxyl group and 6 to 24 carbon atoms, where preferably the COOH group and the OH group are from 5 to 17, especially preferably 8 to 15 and very particularly preferably 1 to 13
  • the radicals X 1 and X 2 may be identical or different.
  • X 1 particularly preferably represents a radical CH 3 (CH 2) 5 CH (OH) (CH 2) 10 and X 2 denotes a radical selected from the group consisting of CH 3 (CH 2) 5 CH (OH) (CH 2) 10, C 15 H 31, C 17 H 35, C 17 H 33, C9H19, C11H23, C7H15 and C5H11, more preferably at least 40 mol%, very particularly preferably at least 60 mol%, even more preferably at least 70 mol% and most preferably at least 80 mol%, at least 85 mol% or even better at least 90 mol%
  • X 2 is a group CH 3 (CH 2 ) 5 CH (OH) (CH 2 ) io.
  • Preferred hydroxyl-containing monocarboxylic acids are co-hydroxyhexanoic acid, 12-hydroxylauric acid, 16-hydroxyhexadecanoic acid, 9-hydroxystearic acid, 10
  • Hydroxystearic acid 12-hydroxystearic acid, 14-hydroxyeicosanoic acid, ricinoleic fatty acid and hydrogenated ricinoleic fatty acid.
  • Very particularly preferred hydroxyl-functional carboxylic acids are 12-hydroxystearic acid or hydrogenated ricinol fatty acid.
  • Preferred non-hydroxy-functional monocarboxylic acids which can be used in combination with the hydroxy-functional monocarboxylic acids are palmitic acid, stearic acid, oleic acid, capric acid, lauric acid, caproic acid, n-octanoic acid, behenic acid and montanic acid.
  • non-hydroxyl functional monocarboxylic acids are stearic acid and oleic acid.
  • the diamide component (A) is usually solid at room temperature (23 ° C). Mixtures containing less than 20% by weight of diamide component (A), based on the total weight of the diamide-polyolefin wax mixture, can no longer be comminuted sufficiently well, in particular converted into a powder form, so that the material is no longer suitable for end use Shape can be transferred.
  • the carboxyl group-containing polyolefin waxes (B) are solids at room temperature (23 ° C.).
  • Double bond Preferred representatives in the context of the present invention are ethylene, propylene, 1-butene and isobutene. Particularly preferred olefin monomers in the context of the present invention are ethylene and propylene.
  • polyolefin are generally homopolymers of a single type of olefin monomer (for example ethylene homopolymers) or copolymers of a plurality of olefin monomers (for example polymers of mixtures comprising or consisting of ethylene, propylene, 1-butene and / or isobutene) Understood.
  • the polyolefins thus contain one or more types of olefin monomers and are accordingly homopolymers or copolymers. However, they may additionally contain one or more ethylenically unsaturated monomers other than olefin monomers, in particular
  • carboxylic acid groups ethylenically unsaturated monomers, copolymerized or grafted. If various ethylenically unsaturated monomers with carboxyl groups or carboxylic anhydride groups are used for the purpose of copolymerizing or grafting the olefin monomers, this is done in an amount such that the
  • Carboxyl group-containing polyolefin wax (B) has an acid number in the range from 3 to 50, preferably 5 to 40, more preferably 8 to 35, most preferably 10 to 25 and especially preferably 13 to 20 mg KOH / g.
  • the carboxyl group-containing polyolefin waxes (B) are preferably obtained by one of the following three different methods:
  • nonpolar polyolefin waxes in particular nonpolar
  • Polyolefin plastics such as in particular polyethylene plastics
  • Polyolefine plastics (c) by polymerization, preferably free-radical polymerization and particularly preferably free-radical high-pressure polymerization of olefins with carboxyl group-containing or carboxylic anhydride-containing ethylenically unsaturated monomers or (d) by grafting, in particular free-radical grafting,
  • Acrylic acid are used.
  • the above-mentioned measures of the acid number of the polyolefin waxes (B) must be fulfilled.
  • the carboxyl-containing polyolefin wax (B) is preferably an ethylene homopolymer or copolymer which is obtainable either by polymerization of exclusively ethylene or by copolymerization of ethylene and at least one further ⁇ -olefin, preferably propylene, the proportion of ethylene based on the total mass of ethylene and further alpha-olefins is preferably at least 60 wt.%, better still at least 80 wt.%, and wherein the ethylene homo- or - copolymer preferably by an oxidative process with oxygen-containing functional groups, including in particular at least one COOH group is equipped. Most preferably it is a corresponding equipped with COOH ethylene homopolymer.
  • the polyolefin waxes (B) is preferably an ethylene homopolymer or copolymer which is obtainable either by polymerization of exclusively ethylene or by copolymerization of ethylene and at least one further ⁇ -olefin, preferably propylene, the proportion
  • a dropping point of 85 to 145 ° C, preferably from 90 to 130 ° C, more preferably from 95 to 120 ° C and most preferably from 97 to 1 12 ° C, determined according to ASTM D-3954: 94 (2010).
  • Such products are available, for example, under the trade names AC 680, AC 629 or AC 673P from Honeywell, as Viscowax 252 and Viscowax 253 from Leuna Innospec, as Deurex EO40 from Deurex, as Licowax PED 521, Licowax PED 522 or Licolub H 12 from the company Clariant or as Epolene E 14 from the company Westlake available.
  • the diamide-polyolefin wax mixture of the present invention may contain, besides the components (A) and (B), up to 20% by weight of one or more species (C) which are species other than (A) and (B) and which are selected from the group consisting of:
  • Z 1 and Z 2 free of hydroxyl groups, are the same or different and are linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted
  • Hydrocarbon radicals having 3 to 29, preferably 5 to 23, and particularly preferably 7 to 19 carbon atoms and the radicals Z 1 and Z 2 are optionally
  • Magnesium carbonate, calcium magnesium carbonate (dolomite), magnesium oxide, barium sulfate and calcium phosphates are in particular aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum oxide hydroxide.
  • silicas, fumed silicas and precipitated silicas are mentioned and as silicates, in particular aluminosilicates or talc. Notwithstanding this, all inorganic salts, metal or
  • the cosmetic preparations may be various, preferably non-aqueous, liquid compositions which are used in the so-called personal care or health care sector, for example lotions, creams, pastes, foams, gels or active substances in a gel formulation.
  • hair shampoo for example lotions, creams, pastes, foams, gels or active substances in a gel formulation.
  • Drilling fluids as used in metalworking
  • release agents for example, for aluminum die casting and foundry applications
  • foundry washes or foundry coatings and liquids for the industry
  • the lubricants are - preferably solvent-containing and
  • solvent-free - means used for lubrication, that is, the reduction of friction and wear, as well as the power transmission, cooling,
  • Cleaning agents here preferably non-aqueous cleaning agents, can be used to clean a wide variety of objects. They cause or assist the removal of impurities, residues and buildup. Detergents also include detergents (especially for cleaning textiles, their precursors and leather), detergents and detergents, and personal care products.
  • Process materials act, which joining parts can connect by surface adhesion and internal strength.
  • Preferred are solvent-based and solvent-free adhesives.
  • the active substance combinations were incorporated into the following coating formulation:
  • the incorporation of the pulverulent combinations took place during the grinding of the millbase (30 min) at an activation temperature of 50.degree. After preparation, the coatings were stored overnight at room temperature (23 ° C) and then carried out the respective tests.
  • the stoving lacquer with a wet film thickness of 150 ⁇ m was applied to the steel sheet coated with cathodic electrodeposition paint, 10 ⁇ 20 cm from Krüppel GmbH & Co. KG in Krefeld using a 60 mm wide lacquer coat from Byk Gardner. After a flash-off time of 15 minutes at room temperature, the paint was then baked in the paint drying oven FDL1 15 from Binder (25 min, 140 ° C.). After storage of the elevators for one day at room temperature (23 ° C), the respective tests were carried out. Measuring methods and devices
  • the degree of yellowing was determined by means of Color Guide 4570 ° from BYK Gardner one day after stoving the white lacquer and one day after overburning or UV exposure. For this purpose, the YE 98 value was measured and compared.
  • the UV load for determining the influence on the degree of yellowing was carried out on the UV system of the company IST.
  • the paint lifts were 10 times with a
  • the thermal load to determine the influence on the degree of yellowing was carried out by the already baked paint lifts for 30 min at 180 ° C in
  • Paint drying oven FDL1 15 of the company Binder were over-burned. Subsequently, the YE 98 values of the loaded samples were measured.
  • the sliding resistance was measured by means of a Slipmeßtechniks (built by Byk Gardner). Here, a 500 g weight is pulled on a felt plate at a speed of 50 mm / s over the paint film. It is determined with a force gauge, the force that is required for this. Subsequently, the
  • the polar component of the surface energy was determined by means of contact angle measurements on a Kruss DAS 100 contact angle measuring instrument according to DIN 55660-1, -2201 1 -12 and -5 2012-04.
  • the measured contact angles of five measuring liquids water, glycerol, ethylene glycol, 1-octanol and n-dodecane
  • cross-cut test The paint adhesion was assessed by means of cross-cut test in accordance with DIN EN ISO 2409 2013-06 using the Byk Gardner multi-blade knife 1 mm.
  • the interlayer adhesion was determined by the tearing test for the evaluation of
  • the second layer was slightly colored by the addition of a drop of blue paste in order to evaluate the fracture image better.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Diamid-Polyolefinwachs-Mischung umfassend ein oder mehrere Diamide (A) und ein oder mehrere Polyolefinwachse (B), wobei das oder die Diamide (A) eine Struktur der Formel X1-CO-NH-Y-NH-CO-X2 besitzen, worin X1 und X2, gleich oder verschieden sind und für lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 29, Kohlenstoffatomen stehen, und Y für einen zweiwertigen organischen Rest steht, der gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Resten mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen, aromatischen Resten mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen oder aralipahtischen Resten mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen, und Y gegebenenfalls sekundäre oder tertiäre Aminogruppen enthält, und das oder die Polyolefinwachse (B) eine oder mehrere Carboxylgruppen tragen und eine Säurezahl von 3 bis 50, aufweisen, und es sich um Homopolymere oder Copolymere mindestens eines ethylenisch-ungesättigten Olefin-Monomers handelt, wobei das oder die Diamide (A) bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung in einer Menge von 20 Gew.-% bis weniger als 40 Gew.-% enthalten sind, das oder die Polyolefinwachse (B) bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung in einer Menge von über 60 Gew.-% bis zu 80 Gew.-% enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamid-Polyolefinwachs-Mischung bei 25 °C als partikelförmiger Feststoff mit definierter Partikelgrößenverteilung vorliegt und die Partikel sowohl das Diamid (A) als auch das Polyolefinwachs (B) enthalten. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Herstellung der vorgenannten Diamid-Polyolefinwachs-Mischung, deren Verwendung in flüssigen Zusammensetzungen, insbesondere als Rheologiesteuerungsmittel, entsprechend additivierte Zusammensetzungen und Rheologiesteuerungsmittel, welche die Diamid-Polyolefinwachs-Mischungen enthalten.

Description

Pulverpartikelförmige Diamid-Polyolefinwachs-Mischung
Die vorliegende Erfindung betrifft bei Raumtemperatur (worunter hierin 23 °C verstanden wird) pulverförmige Diamid-Polyolefinwachs-Mischungen, deren Herstellung und
Verwendung als Rheologiesteuerungsmittel.
Stand der Technik
Amide, insbesondere Bishydroxysteramide, sind an sich bekannte Verbindungen, die als Rheologiesteuerungsmittel in flüssigen Formulierungen, insbesondere Lacken und flüssigen Harzformulierungen zur Herstellung von Duromeren Anwendung finden. Sie dienen in der Regel sowohl dem Aufbau höherer Schichtdicken sowie auch der Verbesserung des Anti- Absetzverhaltens der so additivierten flüssigen Formulierungen. Ebenfalls bekannt ist, dass solche Amide in Kombination mit anderen Komponenten, so beispielsweise oxidierten Polyethylen-Wachsen, als Rheologiesteuerungsmittel eingesetzt werden können.
Bei entsprechend additivierten flüssigen Formulierungen ergibt sich in der Praxis das Problem, dass die Theologischen Eigenschaften zwar durch Einsatz entsprechender Rheologiesteuerungsmittel positiv beeinflusst werden können, jedoch andere relevante Eigenschaften der applizierten Formulierung oder des daraus hergestellten gehärteten Lackes oder vernetzter Duromere negativ beeinflusst werden. Zu diesen Eigenschaften zählen insbesondere die Vergilbungsneigung, der Glanz, die Haftungseigenschaften, insbesondere die Zwischenschichthaftung und die Oberflächenspannung, vor allem im Hinblick auf eine Lackierbarkeit oder Überlackierbarkeit.
Die US 3,937,678 beschreibt nichtwässrige flüssige Systeme, die feinzerteilte Feststoffe enthalten und über verbesserte rheologische Eigenschaften verfügen. Diese Systeme enthalten zum einen ein Amid aus einem primären oder sekundären Amin und einer Carbonsäuremischung enthaltend hydrierte Ricinusölfettsäure und zum anderen ein emulgierbares Polyethylenwachs. Im experimentellen Teil der US 3,937,678 werden vornehmlich flüssige, jedoch auch weniger bevorzugte feste Mischungen aus getrennt hergestellter beziehungsweise getrennt mikronisierter Amid- und Polyethlyenwachs- Komponente eingesetzt. Diese getrennt erhaltenen Bestandteile können physikalisch vorvermischt oder getrennt den Zielsystemen zugegeben werden. Beide Komponenten in einer einzigen festen Partikelform zu vereinen wird im allgemeinen Teil der US 3,937,678 als weniger bevorzugt auf eutektische Zusammensetzungen, das heißt auf solche, die am eutektischen Punkt vorliegen, beschränkt. In der JP 5756372 werden pulverförmige Antiablaufmittel beschrieben, die aus einem Diamid und einem carboxylgruppenhaltigen Polyolefinwachs erhalten werden. Der Mindestanteil an Diamid beträgt gemäß der Erfindung der JP 5756372 40 Gew.-% bezogen auf das
Gesamtgewicht des Antiablaufmittels, da sonst die Antiablaufeigenschaften nicht gewährleistet wären. Ungeachtet der Tatsache, dass die in der JP 5756372 offenbarte Erfindung zwingend von einem Mindestgehalt von 40 Gew.-% an Diamid im Antiablaufmittel ausgeht, misslang die Herstellung eines pulverförmigen Antiablaufmittels aus nur 30
Gewichtsteilen eines Diamids auf Basis eines Reaktionsprodukts zwischen
Hexamethylendiamin und hydrierter Ricinusölfettsäure einerseits, und 70 Gewichtsteilen eines oxidierten Polyethylens andererseits (Vergleichsbeispiel 15 in der JP 5756372). Das dort erhaltene Produkt ließ sich offenbar nicht pulverisieren. Inwieweit dies an einem Fehler bei der Herstellung der Schmelze oder der anschließend versuchten Pulverisierung mit einer nicht näher spezifizierten Mahlvorrichtung lag, ist der JP 5756372 nicht entnehmbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher, eine Diamid-Polyolefinwachs-Mischung bereitzustellen, die als Rheologiesteuerungsmittel gute rheologische Eigenschaften der additivierten flüssigen Formulierung erlaubt, insbesondere als Antiablaufmittel und
Antiabsetzmittel dient, und gleichzeitig die zuvor genannten weiteren Eigenschaften der applizierten Formulierung oder der daraus hergestellten gehärteten Produkte nicht beeinträchtigt.
Insbesondere ist es wünschenswert, dass optische Eigenschaften, der unter Verwendung der Diamid-Polyolefinwachs-Mischungen hergestellten und gehärteten Formulierungen wie eine verminderte Vergilbungsneigung und ein guter Glanz gegeben oder zumindest nicht beeinträchtigt sind. Ebenfalls sollen die Haftungseigenschaften, insbesondere die
Zwischenschichthaftung und die Oberflächenspannung gehärteter Beschichtungen aus Beschichtungsmitteln, die die erfindungsgemäßen Diamid-Polyolefinwachs-Mischungen enthalten, nicht beeinträchtigt sein oder gar verbessert sein. Dies gilt vor allem im Hinblick auf die Lackierbarkeit oder Überlackierbarkeit gehärteter Beschichtungen. Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Aufgabe gelöst wurde durch die
Bereitstellung einer Diamid-Polyolefinwachs-Mischung umfassend oder bestehend aus, (A) einem oder mehreren Diamiden, die eine Struktur der Formel (I)
X1-CO-NH-Y-NH-CO-X2 (I) besitzen, worin
X1 und X2, gleich oder verschieden sind und für lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 29, bevorzugt 5 bis 23, und besonders bevorzugt 7 bis 19 Kohlenstoffatomen stehen und wenigstens einer der Reste X1 und X2 mindestens eine Hydroxylgruppe,
vorzugsweise 1 oder 2 Hydroxylgruppen und besonders bevorzugt genau eine Hydroxylgruppe trägt, und X1 und/oder X2 gegebenenfalls eine oder mehrere Ketogruppen enthält.
Y für einen zweiwertigen organischen Rest steht, der gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Resten mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen, aromatischen Resten mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen oder araliphatischen Resten mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen, und Y gegebenenfalls sekundäre oder tertiäre Aminogruppen, bevorzugt nur tertiäre Aminogruppen, enthält;
(B) einem oder mehreren carboxylgruppenhaltigen Polyolefinwachsen (B), die
eine Säurezahl von 3 bis 50, vorzugsweise 5 bis 40, besonders bevorzugt 8 bis 35, ganz besonders bevorzugt 10 bis 25 mg KOH/g, besser noch 13 bis 20 mg KOH/g aufweisen; und gegebenenfalls
(C) einer oder mehrerer Spezies gewählt aus der Gruppe bestehend aus
(i) einem oder mehreren nicht unter die Definition von (A) fallenden Diamiden,
(ii) einem oder mehreren anorganischen Salzen, Metall- oder Halbmetalloxiden, wobei das oder die Diamide (A) bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs- Mischung in einer Menge von 20 Gew.-% bis weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 39 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 39 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mehr als 30 bis 39 Gew.-% am bevorzugtesten in einer Menge von 31 bis 39 Gew.-%, wie
beispielsweise 35 bis 39 Gew.-%, das oder die Polyolefinwachse (B) bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid- Polyolefinwachs-Mischung in einer Menge von mehr als 60 Gew.-% bis zu 80 Gew.-%, bevorzugt 61 Gew.-% bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 61 Gew.-% bis 75 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 61 Gew.-% bis 70 Gew.-%, am bevorzugtesten in einer Menge von 61 Gew.-% bis 69 Gew.-%, wie beispielsweise 61 bis 65 Gew.-%, und die Spezies (C) in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0 bis 5 Gew.-%, wie beispielsweise 1 bis 3 Gew.-%, enthalten sind, dadurch gekennzeichnet,
(a) dass die Diamid-Polyolefinwachs-Mischung bei 25 °C als partikelförmiger Feststoff mit einer Partikelgrößenverteilung von 5 pm < dgo -ί 100 pm, 1 pm < dso ^ 50 pm und 0,1 pm < dio ^ 20 pm, bevorzugt mit einer Partikelgrößenverteilung von 5 pm < dgo -ί 50 pm, 1 pm < dso ^ 35 pm und 0,1 pm < dio ^ 15 pm, besonders bevorzugt mit einer Partikelgrößenverteilung von 6 pm < dgo -ί 25 pm, 2 pm < dso ^ 16 pm und 0,5 pm < dio ^ 9 pm, am bevorzugtesten mit einer Partikelgrößenverteilung von 8 pm < dgo -ί 18 pm, 4 pm < dso ^ 1 1 pm und 1 pm < dio ^ 4 pm, gemessen trocken mittels
Laserbeugungs-Technologie (mit einem HELOS Gerät mit RODOS- Trockendispergiereinheit der Sympatec GmbH) gemäß ISO 13320:2009, vorliegt, (b) die Partikel (A) und (B) und, sofern (C) zu mehr als 0 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung enthalten ist, ebenso (C) enthalten,
(c) die Summe der gewichtsprozentualen Anteile der Diamide (A) und (C)(i), bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung, weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise maximal 39 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 38 Gew.-% beträgt.
Diamide (A)
Die Diamide (A) lassen sich vorzugsweise durch Kondensationsreaktion von Diaminen (II)
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mit Monocarbonsäuren (lila) und (lllb)
X1-COOH (lila)
X2-COOH (lllb) herstellen.
Alternativ zu den Monocarbonsäuren (lila) und (lllb) können auch deren reaktive Derivate, vorzugsweise Ester (wie beispielsweise Glyceride), Anhydride oder Halogenide mit dem Amin unter Bildung des Diamids (A) zur Reaktion gebracht werden. Die in den Formeln (II) und (lila) sowie (lllb) enthaltenen Reste Y, X1 und X2 entsprechen den in Formel (I) angegebenen Resten. Dementsprechend stellen alle in dieser Schrift genannten bevorzugten Ausführungsformen der Reste Y, X1 und X2 bevorzugte
Ausführungsformen sowohl für das Diamid (A) als auch für die zur Synthese verwendeten Ausgangsverbindungen der Formel (II), (lila) und (lllb) gleichermaßen dar, unabhängig davon, ob sie in Zusammenhang mit Formel (I), (II), (lila) oder (lllb) Erwähnung finden.
Bei den Diaminen (II) handelt es sich vorzugsweise um aliphatische, aromatische oder araliphatische primäre Diamine, wobei der Begriff„aliphatisch" hierin„cycloaliphatisch" einschließt.
Der Rest Y ist ein zweiwertiger organischer Rest, vorzugsweise ein reiner
Kohlenwasserstoff-Rest, das heißt ein Rest der ausschließlich aus Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen aufgebaut ist. Eine ebenfalls bevorzugte Ausführungsform des Restes Y ist ein zweiwertiger Kohlenwasserstoff-Rest, der neben Kohlenstoffatomen auch tertiäre Stickstoff-Atome (das heißt Stickstoffatome, die über drei N-C-Einfachbindungen verfügen) enthalten darf.
Der Rest Y kann gesättigt oder ungesättigt sein, bevorzugt ist er gesättigt. Handelt es sich bei den Resten Y um lineare aliphatische Kohlenwasserstoff-Reste, so enthalten diese vorzugsweise 2 bis 20, besonders bevorzugt 2 bis 16, ganz besonders bevorzugt 2 bis 12, besser noch 2 bis 6 oder 2 bis 8 Kohlenstoffatome. Handelt es sich bei den Resten Y um verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoff-Reste, so enthalten diese vorzugsweise 3 bis 20, besonders bevorzugt 3 bis 16, ganz besonders bevorzugt 3 bis 12, besser noch 3 bis 1 1 oder 3 bis 8 Kohlenstoffatome.
Handelt es sich bei den Resten Y um cycloaliphatische Kohlenwasserstoff-Reste, so enthalten diese Rest vorzugsweise 3 bis 18, besonders bevorzugt 4 bis 15, ganz besonders bevorzugt 6 bis 13, besser noch 6 bis 10 oder 6 bis 8 Kohlenstoffatome.
Handelt es sich bei den Resten Y um aromatische Kohlenwasserstoff-Reste, so enthalten diese Rest vorzugsweise 6 bis 18, besonders bevorzugt 4 bis 15, ganz besonders bevorzugt 6 bis 13, besser noch 6 bis 10 oder 6 bis 8 Kohlenstoffatome. Von aromatischen Resten Y wird hierin gesprochen, wenn mindestens eine, vorzugsweise beide NH2-Gruppen in Formel (II) direkt an ein aromatisches Ringsystem gebunden sind.
Handelt es sich bei den Resten Y um araliphatische Kohlenwasserstoff-Reste, so enthalten diese Rest vorzugsweise 7 bis 18, besonders bevorzugt 7 bis 15, ganz besonders bevorzugt 7 bis 13, besser noch 7 bis 10, bis 9 oder bis 8 Kohlenstoffatome. Von araliphatischen Resten Y wird hierin gesprochen, wenn beide NH2-Gruppen in Formel (II) an ein
Kohlenstoffatom gebunden sind, welches keinem aromatischen Ringsystem angehört, der Rest Y aber dennoch aromatische Reste enthält.
Beispiele für lineare aliphatische Diamine (II) sind Ethylendiamin, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiamin, 1 ,4-Butandiamin, 1 ,5-Pentandiamin, 1 ,6-Hexamethylendiamin, 1 ,8-Octamethylendiamin und 1 ,12-Dodecamethylendiamin, für verzweigte aliphatische Diamine (II) 1 ,3-Diaminoneopentan und 2-Butyl-2-ethyl-1 ,5-pentandiamin, für cycloaliphatische Diamine (II) 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4- Diaminocyclohexan, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-(Aminomethyl)-cyclohexan, 4,4'-
Diaminodicyclohexylmethan, 3,3'-Dimethyl-4,4'-Diaminodicyclohexylmethan und
Isophorondiamin, sowie für aromatische Diamine (II) 4,4'-Diaminodiphenylmethan, sowie für araliphatische Diamine (II) para- und meta-Xylylendiamin. Wie bereits oben erwähnt fallen unter die Gruppe der aliphatischen Diamine (II) auch
Diamine vom Typus H2N-R-[NR'-R]n-NH2, wobei R unabhängig für (Ci-Cis)-Alkylen steht und R' unabhängig für eine (Ci-C4)-Alkylgruppe steht und n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist. Ein Beispiel hierfür ist N,N'-Bis-(3-aminopropyl)methylamin.
Bevorzugt werden lineare aliphatische oder araliphatische Diamine, insbesondere
Ethylendiamin, 1 ,4-Butandiamin, 1 ,6-Hexamethylendiamin, 1 ,8-Octamethylendiamin und Xylylendiamin (insbesondere m-Xylylendiamin) eingesetzt. Rein aliphatische α,ω-Diamine sind besonders bevorzugt.
Der Einsatz von Mischungen der Diamine ist ebenfalls möglich.
Die Diamine werden vorzugsweise mit einer oder mehreren der im Folgenden genannten Monocarbonsäuren (lila) und (lllb) in einer Kondensationsreaktion zu den Diamiden (A) umgesetzt. Bei den Monocarbonsäuren (lila) und (lllb) handelt es sich vorzugsweise um aliphatische, lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Monocarbonsäuren.
Bevorzugt stehen X1 und X2 in den Formeln (lila) und (lllb) für lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen substituierte Kohlenwasserstoff reste mit 3 bis 29, bevorzugt 5 bis 23, und besonders bevorzugt 7 bis 19 Kohlenstoffatomen.
Besonders bevorzugt stehen X1 und X2 in den Formeln (lila) und (lllb) für lineare gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen, vorzugsweise 1 oder 2 Hydroxylgruppen, besonders bevorzugt genau einer Hydroxylgruppe substituierte Kohlenwasserstoff reste mit 3 bis 29, bevorzugt 5 bis 23, und besonders bevorzugt 7 bis 19 Kohlenstoffatomen. X1 und X2 können unabhängig vom zwingenden Vorhandensein mindestens einer Hydroxylgruppe in einem der beiden Reste X1 und X2 eine oder mehrere Ketogruppen enthalten. Sind ein oder mehrere Ketogruppen enthaltend, so kann diese oder können diese im gleichen Rest vorliegen, der die mindestens eine Hydroxylgruppe trägt oder, sofern ein hydroxylgruppenfreier Rest vorhanden ist, kann die Ketogruppe auch in diesem vorliegen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Anteil der Carbonsäuren mit mindestens einer Hydroxylgruppe bezogen auf die Gesamtheit der eingesetzten Monocarbonsäuren mindestens 50 mol%, bevorzugt mindestens 70 mol%, besonders bevorzugt mindestens 80 mol%, ganz besonders bevorzugt mindestens 85 %, am besten mindestens 87 oder mindestens 90 mol% beträgt.
Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei den Monocarbonsäuren X1-COOH und X2- COOH um gesättigte, lineare Monocarbonsäuren mit genau einer Hydroxylgruppe und 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, wobei vorzugsweise die COOH-Gruppe und die OH-Gruppe durch 5 bis 17, besonders bevorzugt 8 bis 15 und ganz besonders bevorzugt 1 1 bis 13
Kohlenstoffatome getrennt sind. Die Reste X1 und X2 können identisch oder verschieden sein.
Besonders bevorzugt steht X1 für einen Rest CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)io und X2 für einen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)io, C15H31 , C17H35, C17H33, C9H19, C11 H23, C7H15 und C5H11 , wobei besonders bevorzugt mindestens 40 mol%, ganz besonders bevorzugt mindestens 60 mol%, noch bevorzugter mindestens 70 mol% und am besten mindestens 80 mol%, mindestens 85 mol% oder besser noch mindestens 90 mol% der Reste X2 für eine Gruppe CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)io stehen.
Bevorzugte Hydroxylgruppen enthaltende Monocarbonsäuren sind co-Hydroxyhexansäure, 12-Hydroxylaurinsäure, 16-Hydroxyhexadecansäure, 9-Hydroxystearinsäure, 10-
Hydroxystearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, 14-Hydroxyeicosansäure, Ricinolfettsäure und hydrierte Ricinolfettsäure.
Ganz besonders bevorzugte hydroxylfunktionelle Carbonsäuren sind 12- Hydroxystearinsäure beziehungsweise hydrierte Ricinolfettsäure.
Bevorzugte nicht hydroxyfunktionelle Monocarbonsäuren, welche in Kombination mit den hydroxyfunktionelle Monocarbonsäuren eingesetzt werden können, sind Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Capronsäure, n-Octansäure, Behensäure und Montansäure.
Besonders bevorzugte nicht-hydroxylfunktionelle Monocarbonsäuren sind Stearinsäure und Ölsäure.
Die Diamidkomponente (A) ist üblicherweise bei Raumtemperatur (23 °C) fest. Mischungen mit weniger als 20 Gew.% Diamidkomponente (A), bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung, lassen sich nicht mehr hinreichend gut zerkleinern, insbesondere in eine Pulverform überführen, so dass das Material nicht mehr in die für die Endanwendung geeignete Form überführt werden kann.
Mischungen mit 40 Gew.% und mehr in der Summe der Diamidkomponente (A) plus der gegebenenfalls enthaltenen Spezies (C)(i), bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid- Polyolefinwachs-Mischung, führen in der Anwendung zu verschlechterten
Lackeigenschaften, wie z. B. verschlechterter Haftung, erhöhter Vergilbungsneigung und höherem Gleitwiderstand.
Polyolefinwachse (B)
Wie der Begriff Wachs bereits beinhaltet, handelt es sich bei den Carboxylgruppen enthaltenden Polyolefinwachsen (B) um bei Raumtemperatur (23 °C) feste Stoffe.
Der Begriff Olefin umfasst hierin vor allem die für Polyolefine typischen Alkene, vorzugsweise Alkene mit 2 bis 8, besonders bevorzugt Alkene mit 2 bis 6 und ganz besonders bevorzugt Alkene mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit endständiger
Doppelbindung. Bevorzugte Vertreter sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Ethylen, Propylen, 1 -Buten und Isobuten. Besonders bevorzugte Olefin-Monomere sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Ethylen und Propylen.
Unter dem Begriff Polyolefin werden in der Regel Homopolymere einer einzigen Art eines Olefin-Monomers (beispielsweise Ethylen-Homopolymere) oder Copolymere aus mehreren Olefin-Monomeren (beispielsweise Polymere aus Mischungen umfassend oder bestehend aus Ethylen, Propylen, 1 -Buten und/oder Isobuten) verstanden. Die Polyolefine enthalten somit eine oder mehrere Arten an Olefin-Monomeren und sind demzufolge Homopolymere oder Copolymere. Sie können jedoch auch zusätzlich eines oder mehrere von Olefin- Monomeren verschiedene ethylenisch ungesättigte Monomere, insbesondere
Carbonsäuregruppen tragende ethylenisch ungesättigte Monomere, einpolymerisiert oder angepfropft enthalten. Werden zwecks Einpolymerisieren oder Pfropfung von den Olefin- Monomeren verschiedene ethylenisch ungesättigte Monomere mit Carboxylgruppen oder Carbonsäureanydridgruppen eingesetzt so geschieht dies in einer Menge, dass das
Carboxylgruppen enthaltende Polyolefinwachs (B) eine Säurezahl im Bereich von 3 bis 50, vorzugsweise 5 bis 40, besonders bevorzugt 8 bis 35, ganz besonders bevorzugt 10 bis 25 und insbesondere bevorzugt 13 bis 20 mg KOH/g besitzt.
Vorzugsweise genügen die Carboxylgruppen enthaltenden Polyolefinwachse (B) der vorliegenden Erfindung der Definition von Wachsen nach der Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaft (DGF-Einheitsmethode M-l 1 (75)). Demnach sind Wachse bei 20 °C knetbar und fest bis brüchig hart, sie besitzen eine grobe bis feinkristalline Struktur, sind farblich durchscheinend bis opak jedoch nicht glasartig, schmelzen bei Temperaturen über 40 °C ohne Zersetzung, sind wenig oberhalb des Schmelzpunktes leicht flüssig (wenig viskos), weisen eine stark temperaturabhängige Konsistenz und Löslichkeit auf und sind unter leichtem Druck polierbar.
Die Carboxylgruppen enthaltenden Polyolefinwachse (B) werden vorzugsweise gemäß einer der folgenden drei verschiedenen Verfahren erhalten:
1 . durch Oxidation unpolarer Polyolefinwachse, insbesondere unpolarer
Polyethylenwachse (Schmelzoxidation) oder durch oxidativen Abbau von
Polyolefinkunststoffen wie insbesondere Polyethylenkunststoffen
2. durch Polymerisation, vorzugsweise radikalische Polymerisation und besonders bevorzugt radikalische Hochdruckpolymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen und/oder Propylen mit carboxylgruppenhaltigen Monomeren wie beispielsweise
Acrylsäure, oder
3. durch radikalisches Propfen carboxylgruppenhaltiger ungesättigter Monomere wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid auf unpolare Polyolefinwachse wie insbesondere Polyethylenwachse und/oder Polypropylenwachse.
Folglich werden als Carboxylgruppen enthaltende Polyolefinwachse (B) solche bevorzugt, die (a) durch Oxidation, insbesondere Schmelzoxidation, von Polyolefinwachsen, vorzugsweise unpolaren Polyolefinwachsen, (b) durch oxidativen Abbau von
Polyolefinkunststoffen, (c) durch Polymerisation, vorzugsweise radikalische Polymerisation und besonders bevorzugt radikalische Hochdruckpolymerisation von Olefinen mit carboxylgruppenhaltigen oder carbonsäureanhydridhaltigen ethylenisch ungesättigten Monomeren oder (d) durch Pfropfen, insbesondere radikalisches Pfropfen,
carboxylgruppenhaltiger oder carbonsäureanhydridgruppenhaltiger ethylenisch ungesättigter Monomere auf Polyolefinwachse, vorzugsweise unpolare Polyolefinwachse, erhalten werden. Das Carboxylgruppen enthaltende Polyolefinwachs (B) ist vorzugsweise ein Homopolymer oder Copolymer mindestens eines Olefin-Monomers, vorzugsweise eines a-Olefins.
Vorzugsweise werden die Polyolefinwachse (B) gewählt aus der Gruppe bestehend aus oxidierten Polyethylen-Wachsen, oxidierten Polypropylen-Wachsen, oxidierten Poly(ethylen- co-propylen)-Wachsen und von den vorgenannten Copolymeren verschiedenen oxidierten Ethylen-a-Olefin-Copolymeren, Ethylen-(Meth)acrylsäure-Copolymeren und Polymerisaten von Ethylen und/oder Propylen, die beispielsweise mit Maleinsäureanhydrid gepfropft wurden (überführt in die hydrolysierte Form, d.h. freie COOH-Gruppen tragend). Zur Pfropfung können selbstverständlich auch andere ethylenisch ungesättigte Säuren wie
Acrylsäure zum Einsatz kommen. Für alle Polyolefinwachse (B) müssen selbstverständlich die oben angegebenen Maßgaben an die Säurezahl der Polyolefinwachse (B) erfüllt sein.
Bevorzugt handelt es sich beim carboxylgruppenhaltigen Polyolefinwachs (B), um ein Ethylen-Homo- oder -Copolymer, das zugänglich ist, entweder durch Polymerisation von ausschließlich Ethylen oder durch Copolymerisation von Ethylen und mindestens einem weiteren alpha-Olefin, vorzugsweise Propylen, wobei der Anteil von Ethylen bezogen auf die Gesamtmasse von Ethylen und weiteren alpha-Olefinen vorzugsweise mindestens 60 Gew.%, besser noch mindestens 80 Gew.% beträgt, und wobei das Ethylen-Homo- oder - Copolymer vorzugsweise durch einen oxidativen Prozess mit sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen, darunter insbesondere mindestens einer COOH-Gruppe ausgerüstet ist. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um ein entsprechendes mit COOH-Gruppen ausgestattetes Ethylen-Homopolymer. Vorzugsweise besitzen die Polyolefinwachse (B)
i. eine Dichte von 0.85 bis 1 .05 g/cm3 bei 23 °C, besonders bevorzugt von 0,92 bis 0,97 g/cm3, bestimmt gemäß EN ISO 1 183-1 :2012,
ii. einen Tropfpunkt von 85 bis 145 °C, bevorzugt von 90 bis 130 °C, besonders bevorzugt von 95 bis 120 °C und ganz besonders bevorzugt von 97 bis 1 12 °C, bestimmt gemäß ASTM D-3954: 94(2010).
Derartige Produkte sind beispielsweise unter den Handelbezeichnungen A-C 680, A-C 629 oder A-C 673P von der Firma Honeywell, als Viscowax 252 und Viscowax 253 von der Firma Leuna Innospec, als Deurex EO40 der Firma Deurex, als Licowax PED 521 , Licowax PED 522 oder Licolub H 12 von der Firma Clariant oder als Epolene E 14 von der Firma Westlake erhältlich.
Fakultative Spezies (C)
Die erfindungsgemäße Diamid-Polyolefinwachs-Mischung kann neben den Komponenten (A) und (B) noch bis zu 20 Gew.-% einer oder mehrerer Spezies (C) enthalten, bei welchen es sich um von (A) und (B) verschiedene Spezies handelt, und welche gewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
(i) einem oder mehreren nicht unter die Definition von (A) fallenden Diamiden, und
(ii) einem oder mehreren anorganischen Salzen, Metall- oder Halbmetalloxiden. Als Spezies (C)(i) sind vorzugsweise solche Diamide enthalten, die eine Struktur der Formel (Ii)
Z1-CO-NH-Y-NH-CO-Z2 (II) besitzen, worin
Z1 und Z2, frei von Hydroxylgruppen sind, gleich oder verschieden sind und für lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte
Kohlenwasserstoff reste mit 3 bis 29, bevorzugt 5 bis 23, und besonders bevorzugt 7 bis 19 Kohlenstoffatomen stehen und die Reste Z1 und Z2 gegebenenfalls
Ketogruppen enthalten,
Y für einen zweiwertigen organischen Rest steht, der gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Resten mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen, aromatischen Resten mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen oder araliphatischen Resten mit 7 bis 24
Kohlenstoffatomen, und Y gegebenenfalls sekundäre oder tertiäre Aminogruppen, bevorzugt nur tertiäre Aminogruppen, enthält.
Als Spezies (C)(ii) sind vorzugsweise solche anorganischen Salze, Metall- oder
Halbmetalloxide enthalten, die typischerweise als Mikronisierungshilfsmittel oder
Rieselhilfsmittel Anwendung finden. Vorzugsweise werden diese gewählt aus der Gruppe bestehend aus Kieselsäuren, den Oxiden, Hydroxiden, Oxidhydroxiden, Carbonaten, Sulfaten, Phosphaten und Silikaten der nicht radioaktiven Elemente der 2. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und des Aluminiums. Bevorzugte Elemente der 2.
Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente sind Magnesium, Calcium, Strontium und Barium, ganz besonders bevorzugt sind Magnesium, Calcium und Barium. Beispiele geeigneter anorganischer Salze bzw. Metalloxide sind Calciumcarbonat,
Magnesiumcarbonat, Calciummagnesiumcarbonat (Dolomit), Magnesiumoxid, Bariumsulfat und Calciumphosphate. Unter den Aluminumsalzen sind dies insbesondere Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Aliminiumoxidhydroxid. Als Kieselsäuren sind pyrogene Kieselsäuren und Fällungskieselsäuren zu nennen und als Silikate, insbesondere Alumosilikate oder Talkum. Unbeschadet dessen können alle anorganischen Salze, Metall- oder
Halbmetalloxide auch andere nicht radioaktive Elemente des Periodensystems der Elemente enthalten, insbesondere solche der 1. Hauptgruppe wie vorzugsweise Lithium, Natrium und Kalium, insbesondere in Verbindung mit Silkaten. Die Spezies (C)(ii) werden in der Regel so gewählt, dass sich diese gegenüber den anderen Bestandteilen der Diamid-Polyolefinwachs- Mischung weitestgehend, vorzugsweise gänzlich chemisch inert verhalten. Die Spezies (C)(ii) werden in der Regel auch so gewählt, dass diese keine Feuchtigkeit aufnehmen, insbesondere kein hygroskopisches Verhalten zeigen oder mit Wasser zu Spezies reagieren, die sich nicht inert gegenüber den anderen Bestandteilen der Diamid-Polyolefinwachs- Mischung verhalten.
Die Spezies (C) sind üblicherweise bei Raumtemperatur (23 °C) fest.
Physikalische Charakteristika und Form der erfindungsgemäßen Mischung
Die erfindungsgemäße Diamid-Polyolefinwachs-Mischung liegt anspruchsgemäß bei 23 °C als pulverförmiger Feststoff vor. Vorzugsweise ist die Diamid-Polyolefinwachs-Mischung frei beziehungsweise im Wesentlichen frei von organischen Lösemitteln. Unter der Bezeichnung „im Wesentlichen frei von organischen Lösemitteln" wird vorzugsweise verstanden, dass der Gehalt der erfindungsgemäßen Diamid-Polyolefinwachs-Mischung an organischen
Lösemitteln kleiner als 5 Gew.-%, bevorzugt kleiner als 3 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner als 1 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt kleiner als 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung (einschließlich des
Lösemittelgehalts) ist. Erfindungsgemäß liegt die Diamid-Polyolefinwachs-Mischung bei 25 °C als partikelförmiger Feststoff mit einer Partikelgrößenverteilung von 5 μηη < dgo ^ 100 μηη, 1 μm < dso ^ 50 μm und 0,1 μηη < dio ^ 20 μηη vor. Bevorzugt mit einer Partikelgrößenverteilung von 5 μηη < dgo -ί 50 μm, 1 μm < dso ^ 35 μm und 0,1 μηη < dio ^ 15 μm, besonders bevorzugt mit einer
Partikelgrößenverteilung von 6 μηη < dgo ^ 25 μηι, 2 μηι < dso ^ 16 μηη und 0,5 μm < dio ^ 9 μm und am besten mit einer Partikelgrößenverteilung von 8 μηη < dgo -ί 18 μm, 4 μηη < dso ^ 1 1 μm und 1 μηη < dio ^ 4 μηη, jeweils trocken gemessen mittels Laserbeugung (mit einem HELOS \ BF Gerät mit RODOS Trockendispergiereinheit der Sympatec GmbH unter Verwendung der Software Sympatec Windox 5.7.1 .0 und Anwendung der Fraunhofer Theorie). Die Bezeichnungen der vorstehend angegebenen volumetrischen Durchmesser d als dio, dso und dgo bedeuten, dass 10 %, 50 % bzw. 90 % der Partikel kleiner sind als der angegebene Wert. Der Wert dso steht somit für die mittlere Partikelgröße (Median).
Wird ein dgo-Wert von 100 μηη überschritten, so sinkt die rheologische Wirksamkeit der Mischung, insbesondere erhöht sich die Aktivierungszeit im Zielsystem und es kommt vermehrt zu einer unerwünschten Stippenbildung, wenn es sich beim Zielsystem um ein Beschichtungsmittel handelt. Soll der dio-Wert von 0,1 μηη unterschritten werden, so ist dies mit einem hohen technischen Aufwand verbunden, der für die anvisierten Anwendungen in der Regel unwirtschaftlich ist, aber auch hinsichtlich der Handhabbarkeit (Umgang mit feinen Stäuben) Nachteile mit sich bringt.
Herstellverfahren der partikelförmigen Diamid-Polyethylenwachs-Mischung Bevorzugt findet die Mischung der Diamid-Komponente (A), der carboxylgruppenhaltigen Polyolefin-Komponente (B) und sofern eingesetzt der Spezies (C), in der Schmelze statt. Das heißt die Komponenten (A), (B) und gegebenenfalls (C)(i) werden im flüssigen Zustand homogenisiert, gegebenenfalls werden Spezies (C)(ii) in die Schmelze eingebracht und die homogenisierte Schmelze wird dann abgekühlt. Die Homogenisierung in der Schmelze kann z. B. in einem Kessel unter Rühren erfolgen oder auf einem Mischextruder. Im Anschluss wird die erstarrte Schmelze üblicherweise zunächst grob zerkleinert und anschließend durch einen geeigneten Vermahlungsprozess in ein partikelförmiges, vorzugsweise pulverförmiges Produkt überführt, welches die oben angegebene Partikelgrößenverteilung besitzt.
Besonders bevorzugt wird im Vermahlungsprozess eine Fließbett-Gegenstrahlmühle mit Sichter eingesetzt. Mögliche alternative Mühlen sind Spiralstrahlmühlen und Rotor- Prallmühlen mit Sichtereinheit. Prinzipiell ist auch eine kryogene Vermahlung möglich oder der Einsatz anderer Mühlen, die hinsichtlich ihrer Mahleffizienz und Mahlleistung mit den vorgenannten Mühlen vergleichbar sind. Vorteilhaft ist es, wenn der Vermahlungsprozess unter Inertgasatmosphäre wie beispielsweise Stickstoffatmosphäre oder unter
Magerluftatmosphäre erfolgt.
Unter Magerluft werden Gasgemische verstanden, welche die üblichen Bestandteile von Luft enthalten, jedoch einen geringeren Sauerstoffanteil und einen höheren Stickstoffanteil.
Technisch wird Magerluft daher bevorzugt hergestellt, indem Luft und Stickstoff gemischt werden.
Anwendungssysteme
Die erfindungsgemäßen Rheologiesteuerungsmittel bestehen aus oder enthalten die erfindungsgemäßen Diamid-Polyolefinwachs-Mischungen und eignen sich bevorzugt zur Rheologiesteuerung von flüssigen Systemen, insbesondere von lösemittelhaltigen und lösemittelfreien Formulierungen.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitungen zur Rheologiesteuerung einer flüssigen Komposition. Diese flüssige Komposition liegt bevorzugt als Beschichtungsmittel, insbesondere als Lack, als Kunststoffformulierung, als
Pigmentpaste (z.B. Effektpigmentpaste), als Dichtstoffformulierung, als Kosmetikum, als Keramikformulierung, als Klebstoffformulierung, als flüssige Formulierungen zum Einsatz bei der Gas- und Ölförderung, als Reinigungsmittel, als Vergussmasse, als
Baustoffformulierung, als Schmierstoff, als Spachtelmasse, als flüssige Formulierung zur Herstellung von elektrischen Bauelementen und Schaltkreisen (zum Beispiel bei
sogenannten„Printed Electronics"), als flüssige Formulierung zum Einsatz in
Energiespeichermedien (zum Beispiel Batterien), als Metallbearbeitungs-Flüssigkeit (Metal Working Fluid), in Form eines Sprühmittels (z.B. als sog. Deposition Aid in
Pflanzenschutzmitteln), als Druckfarbe oder als Tinte, beispielsweise als Inkjet-Tinte, vor.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine flüssige Zusammensetzung, die als Beschichtungsmittel, als Kunststoffformulierung, als Pigmentpaste (z.B. Effektpigmentpaste), als Dichtstoffformulierung, als Kosmetikum, als Keramikformulierung, als
Klebstoffformulierung, als flüssige Formulierungen zum Einsatz bei der Gas- und
Ölförderung, als flüssige Formulierungen zur Herstellung von elektrischen Bauelementen und Schaltkreisen, als flüssige Formulierungen zum Einsatz in Energiespeichermedien, als Reinigungsmittel, als Vergussmasse, als Baustoffformulierung, als Schmierstoff, als Spachtelmasse, als Wachsemulsion, als Metallbearbeitungs-Flüssigkeit, in Form eines Sprühmittels, als Druckfarbe oder als Tinte vorliegt und welche vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% des erfindungsgemäßen Rheologiesteuerungsmittels, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Formulierung enthält. Bevorzugt betrifft die Erfindung eine flüssige Zusammensetzung (das heißt eine Formulierung), welche 0,2 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,4 bis 3 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen
Zusammensetzung inklusive des erfindungsgemäßen Rheologiesteuerungsmittels. Besonders bevorzugt ist hierbei die Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitung als Rheologiesteuerungsmittel zur Rheologiesteuerung von Lacken, Druckfarben, Tinten (wie zum Beispiel Inkjet-Tinten), Kunststoff-Formulierungen, Kosmetikzubereitungen,
Reinigungsmitteln, Baustoff-Formulierungen, Metallbearbeitungsflüssigkeiten,
Schmiermitteln, Schmierstoffen und/oder Klebstoffen sowie bei Formulierungen, die bei der Erdgas- und Erdölförderung eingesetzt werden.
Bei den Lacken, Druckfarben und Tinten, insbesondere Inkjet-Tinten, handelt es sich vorzugsweise um lösemittelhaltige und lösemittelfreie Lacke, Druckfarben und Tinten, insbesondere Inkjet-Tinten. Lacke sind in unterschiedlichsten Anwendungsfeldern einsetzbar, unter anderem im Bereich Automobillacke, Bautenlacke, Schutzlacke, unter anderem zur Lackierung von Schiffen und Brücken, als Can- und Coil-Coating-Lacke, Holz- und Möbellacke, Industrielacke, Lacke zur Lackierung von Kunststoffen, als Drahtlacke, Beschichtungsmittel zur Beschichtung von Lebensmitteln und Saatgut sowie auch als sogenannte Color Resists, welche für Farbfilter, beispielsweise in Flüssigkristall-Displays eingesetzt werden. Ganz besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Diamid-Polyolefinwachs-Mischungen in
Korrosionsschutzbeschichtungsmittelzusammensetzungen, die insbesondere bei der Herstellung von Korrosionsschutzbeschichtungen eingesetzt werden. Der
Anwendungsbereich Lacke umfasst auch pastöse Materialien, welche in der Regel einen sehr hohen Anteil an Feststoffen und einen geringen Anteil von flüssigen Komponenten aufweisen, beispielsweise sogenannte Pigmentpasten oder auch Pasten auf Basis von feinverteilten Metallteilchen oder Metallpulvern wie beispielsweise solchen auf Basis von Silber, Kupfer, Zink, Aluminium, Bronze und Messing, welche zum Beispiel als
Metalleffektpigmente zum Einsatz kommen; auch sogenannte Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente können hier zum Einsatz kommen. Bei den Kunststoff-Formulierungen kann es sich um (flüssige) Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Kunststoff-Materialien handeln, die bevorzugt durch einen chemischen Vernetzungsprozess („Härtung" zu einem Duromer) umgesetzt werden. Bevorzugte
Kunststoffzubereitungen sind ungesättigte Polyesterharze, Vinylesterharze, Acrylatharze, Epoxidharze, Polyurethanharze, Formaldehydharze (wie Melamin-Formaldehyd oder
Harnstoff-Formaldehyd). Diese können unter unterschiedlichsten Bedingungen ausgehärtet werden, so z.B. bei Raumtemperatur (kalthärtende Systeme) oder bei erhöhter Temperatur (heißhärtende Systeme), gegebenenfalls auch unter Aufbringung von Druck („Closed Mold"- Applikation, Sheet Molding Compound oder Bulk Molding Compound). Zu den Kunststoff- Formulierungen zählen auch PVC-Plastisole.
Bei den Kosmetikzubereitungen kann es sich um mannigfaltige, bevorzugt nicht-wässrige, flüssige Zusammensetzungen handeln, die im sogenannten Personal Care- oder auch Health Care-Bereich eingesetzt werden, so beispielsweise Lotionen, Cremes, Pasten, Schäume, Gele oder Arzneiwirkstoffe in gelförmiger Formulierung, Haarshampoo,
Flüssigseifen, Nagellacke, Lippenstifte und Haarfärbemittel.
Bei den Sprühmitteln (als Deposition Aids) steht durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Rheologiesteuerungsmittel die Abdriftminderung bzw. Abdriftvermeidung („drift reduction"), vorzugsweise in nicht-wässrigen Sprühmitteln, im Vordergrund.
Bei den Metallbearbeitungsflüssigkeiten kann es sich bevorzugt um lösemittelhaltige und lösemittelfreie Systeme handeln. Beispiele hierfür stellen Schneideflüssigkeiten,
Bohrflüssigkeiten (wie sie bei der Metallbearbeitung eingesetzt werden), Trennmittel (beispielsweise für Aluminium-Druckguss und Gießerei-Anwendungen), Gießereischlichten („Foundry washes" bzw.„Foundry Coatings") und Flüssigkeiten für die
Oberflächenbehandlung von Metallen (beispielsweise„Surface Finishing",
Oberflächenreinigung und Galvanisierung) dar. Bei den Schmierstoffen handelt es sich um - vorzugsweise lösemittelhaltige und
lösemittelfreie - Mittel, welche zur Schmierung eingesetzt werden, das heißt, die der Verringerung von Reibung und Verschleiß, sowie der Kraftübertragung, Kühlung,
Schwingungsdämpfung, Dichtwirkung und dem Korrosionsschutz dienen, wobei hier flüssige Schmierstoffe bevorzugt sind. Bei den flüssigen Formulierungen zum Einsatz bei der Gas- und Ölförderung handelt es sich um vorzugsweise losemittelhaltige und lösemittelfreie Flüssigkeiten, die bei der Erschließung einer Lagerstätte oder auch bei der sich anschließenden Ausbeutung derselben zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind hier Bohrspülmittel, auch als Bohrschlämme oder Drilling Fluids bezeichnet. Ein Anwendungsgebiet stellen ölbasierte Bohrschlämme dar.
Reinigungsmittel, hier vorzugsweise nicht-wässrige Reinigungsmittel, können der Reinigung von unterschiedlichsten Objekten dienen. Sie bewirken oder unterstützen die Entfernung von Verunreinigungen, Rückständen und Anhaftungen. Zu den Reinigungsmitteln zählen auch Waschmittel (vor allem zur Reinigung von Textilien, deren Vorprodukten und Leder), Putzmittel und Waschmittel sowie Mittel zur Körperpflege.
Bei den Klebstoffen kann es sich um alle unter Verarbeitungsbedingungen flüssigen
Prozesswerkstoffe handeln, welche Fügeteile durch Flächenhaftung und innere Festigkeit verbinden können. Bevorzugt sind hier losemittelhaltige und lösemittelfreie Klebstoffe.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
BEISPIELE
Herstellung der erfindungsgemäßen Diamid-Polyolefinwachs-Mischungen Herstellung der Diamid-Komponente (A) Allgemeine Herstellvorschrift:
Zwei Äquivalente Säure werden mit einem Äquivalent Diamin im flüssigen Zustand zusammengegeben. Die Mischung wird auf 180 °C erhitzt und das entstehende
Reaktionswasser abgeschieden. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, wird das Material heiß auf eine beständige Oberfläche gegossen. Nach Abkühlung wird das Material in Stücke gebrochen.
Diamid 1 :
842 g (2,72 mol) 12-Hydroxystearinsäure wurden in einem Laborreaktor bei 85 °C aufgeschmolzen. 197 g einer 80%igen Lösung von Hexamethylendiamin in Wasser
(entsprechend 1 ,36 mol Hexamethylendiamin) wurden über einen Tropftrichter zudosiert. Nach beendigter Zugabe wurde mit der Wasserabscheidung begonnen. Die Temperatur wurde in 10 °C-Schritten erhöht, bis 180 °C erreicht waren. Nachdem kein Wasser mehr abscheidbar war, wurde für 1 h Vakuum angelegt. Der Reaktionsfortschritt wurde durch Bestimmung der Aminzahl und der Säurezahl (in N-Ethylpyrrolidon als Lösemittel für die Titration) verfolgt. Der Endwert der Säurezahl betrug 1 ,7 mg KOH/g und die Aminzahl war < 1 mg KOH/g. Nach Abschluss der Reaktion wurde das Vakuum entfernt und die
Produktschmelze auf Aluminiumfolie gegossen. Nachdem das Produkt abgekühlt war, wurde es in Stücke gebrochen.
Diamid 2:
228 g (0,735 mol) 12-Hydroxystearinsäure wurden in einem Laborreaktor bei 85 °C aufgeschmolzen. 22,1 g (0,368 mol) Ethylendiamin wurden über einen Tropftrichter zudosiert. Nach beendigter Zugabe wurde für 1 h auf 1 10 °C erhitzt. Anschließend wurde die Temperatur auf 180 °C erhöht und Wasser abgeschieden (6 h). Der Reaktionsfortschritt wurde durch Bestimmung der Aminzahl und der Säurezahl (in N-Ethylpyrrolidon als
Lösemittel für die Titration) verfolgt. Der Endwert der Säurezahl betrug 1 ,7 mg KOH/g und die Aminzahl betrug 1 ,1 mg KOH/g. Nach Abschluss der Reaktion wurde die
Produktschmelze auf Aluminiumfolie gegossen. Nachdem das Produkt abgekühlt war, wurde es in Stücke gebrochen. Die Säurezahl (SZ) wurde gemäß DIN EN ISO 21 14 (Juni 2002) bestimmt, wobei N- Ethylpyrrolidon (NEP) als Lösemittel für die Titration verwendet wurde. Die Probe (2,0 bis 3,0 Gramm) wird auf 0,1 mg genau in ein 80 ml-Becherglas eingewogen und in 25 ml NEP heiß (ca.100°C) auf einem Magnetrührer gelöst. Nach dem Lösen werden 25 ml NEP zugegeben. Die Probe wird auf einen Magnetrührer gestellt, die Elektrode gut eingetaucht, einige Tropfen Phenolphthalein werden zugegeben und mit 0,1 n ethanolischer KOH warm titriert. Die Aminzahl (AZ) wurde gemäß DIN 53176 (Nov. 2002) bestimmt, wobei N-Ethylpyrrolidon als Lösemittel für die Titration verwendet wurde. Die Probe (2,0 bis 3,0 Gramm) wird auf 0,1 mg genau in ein 80 ml-Becherglas eingewogen und in 25 ml NEP heiß (ca.100°C) auf einem Magnetrührer gelöst. Nach dem Lösen werden 25 ml NEP zugegeben. Die Probe wird auf einen Magnetrührer gestellt, die Elektrode gut eingetaucht, einige Tropfen
Bromphenolblau zugegeben und mit 0,1 n isopropanolischer HCl warm titriert.
Herstellung einer erfindungsgemäßen Kombination aus Diamid-Komponente (A) und
Carboxylgruppen enthaltendem Polvolefinwachs (B)
Allgemeine Herstellvorschrift:
Die Diamidkomponente (A) und die Polyolefinkomponente (B) wurden zusammen in einem Laborreaktor aufgeschmolzen bei 150 °C und durch Rühren mittels eines Rührstabs in der Schmelze homogenisiert. Die Schmelze wurde zum Abkühlen in eine Silikonform gegossen. Das erkaltete Material wurde in Stücke gebrochen, grob mit einer mechanischen Mühle für ca. 2 min vorvermahlen (Thermomix, Hersteller: Vorwerk, Modell TM31 -1 ), und anschließend auf einer Fließbett-Gegenstrahlmühle (Modell: 100-AFG, Hersteller: Hosokawa Alpine, Drehzahl Sichter: 8000 rpm, Innendruck Sichter: 0,0 mbar, Mahlluft: 6,0 mbar; Mahlgas: Stickstoff) mikronisiert.
Tabelle A: Erfindungsgemäße Beispiele (Beispiele EB1 -EB5) und nicht-erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele (Vergleichsbeispiele VB6-VB8) erfindungsgemäße Komponente A: Komponente B:
Beispiele EB und Diamid 1 oxidiertes Polyethylenwachs*
Vergleichsbeispiele VB EB1 80 g (20 %) 320 g (80 %)
EB2 120 g (30 %) 280 g (70 %)
EB3 140 g (35 %) 260 g (65 %)
EB4 570 g (38 %) 930 g (62 %)
EB5 156 g (39 %) 244 g (61 %)
VB6 400 g (40 %) 600 g (60 %)
VB7 175 g (50 %) 175 g (50 %)
VB8 284,1 g (60 %) 189,4 g (40 %)
*) mit einer Säurezahl von 17 mg KOH/g nach DIN EN ISO 21 14 (Juni 2002), einer Dichte bei 23 °C von 0,95 g/cm3 nach EN ISO 1 183-1 :2012, einem Tropfpunkt von 104 °C nach ASTM D-3954 - 94(2010) und einer Viskosität von 350 mPas bei (120 °C) nach DIN 53019- 1 :2008-09
Anwendungstechnische Ergebnisse
Tabelle B: Eingesetzte Rohstoffe
Name Beschreibung Hersteller
Setalux 1756 VV-56 Acrylat-Bindemittel Nuplex Resins
Disperbyk-1 18 Netz- und Dispergieradditiv BYK Chemie GmbH
Shellsol A aromatischer Overlack AG
Kohlenwasserstoff C9-C10
Xylol Overlack AG
Kronos 2360 Titandioxid KRONOS TITAN GmbH
Setamine US-138-BB-70 Melaminharz Nuplex resins
BYK-310 Oberflächenadditiv BYK Chemie GmbH
Epikote 828 Bisphenol A Epoxy Hexion Inc.
Bindemittel
BYK-9076 Netz- und Dispergieradditiv BYK Chemie GmbH
BYK-A 530 Entlüfter BYK Chemie GmbH
Ti-Pure R960 Titandioxid Chemours Company
Talkum Luzenac 20M2 Talkum Imerys Tale Luzenac France
EWO Schwerspat Sachtleben Chemie GmbH
Epikure 3155 Polyamid Epoxyd Härter Hexion Inc.
Lack-Prüfsystem 1 :
Die Wirkstoffkombinationen wurden in folgende Lackformulierung eingearbeitet:
Einbrennlack auf Basis Setalux 1756 VV-56 / Setamine US-138-BB-70
Tabelle C: Formulierung
Mahlgut:
Setalux 1756 VV-65 18,6
DIS-1 18 0,6
Shellsol A 2,1
Xylol 2,0
Kronos 2360 25,2
Pulverförmige Komposition 1 ,0
Dispermat, 50° C, 30 min., 18 m/s, Zahnscheibe Auflackgut:
Setalux 1756 VV-65 30,0
Setamine US-138-BB-70 16,0
Shellsol A 3,0
Xylol 2,3
BYK-310 0,2
101 ,0
Herstellung des weiß pigmentierten Einbrennlackes nach der in Tabelle C angegebenen Rezeptur:
Die Einarbeitung der pulverförmigen Kombinationen erfolgte während der Anreibung des Mahlguts (30 min) bei einer Aktivierungstemperatur von 50°C. Nach der Herstellung wurden die Lacke über Nacht bei Raumtemperatur (23°C) gelagert und anschließend erfolgten die jeweiligen Abtestungen. Hierfür wurde der Einbrennlack mit einer Nassfilmschichtdicke von 150 μηη, auf mit einem kathodischen Elektrotauchlack beschichteten Stahlblechen, 10 x 20 cm der Firma Krüppel GmbH & Co. KG in Krefeld mit einer 60 mm breiten Lackhantel der Firma Byk Gardner appliziert. Nach einer Ablüftzeit von 15 min bei Raumtemperatur erfolgte anschließend das Einbrennen des Lackes im Lacktrockenofen FDL1 15 der Firma Binder (25 min; 140°C). Nach Lagerung der Aufzüge für einen Tag bei Raumtemperatur (23°C) erfolgten die jeweiligen Abtestungen. Messmethoden und Geräte
Gelbgrad
Der Gelbgrad wurde mittels Color-Guide 4570° der Fa. BYK Gardner einen Tag nach dem Einbrennen des Weißlackes, sowie einen Tag nach dem Überbrennen beziehungsweise der UV-Belastung bestimmt. Hierzu wurde der YE 98 Wert gemessen und gegenübergestellt.
UV-Belastung
Die UV-Belastung zur Bestimmung des Einflusses auf den Gelbgrad wurde auf der UV- Anlage der Fa. IST durchgeführt. Hierzu wurden die Lackaufzüge 10 mal mit einer
Geschwindigkeit von 3 m/min. mit Gallium und Quecksilberlampe mit je 120W/cm belastet. Anschließend erfolgte die Messung der YE 98 Werte der belasteten Proben. Thermische Belastung
Die thermische Belastung zur Bestimmung des Einflusses auf den Gelbgrad wurde durchgeführt, indem die bereits eingebrannten Lackaufzüge für 30 min bei 180 °C im
Lacktrockenofen FDL1 15 der Firma Binder überbrannt wurden. Anschließend erfolgte die Messung der YE 98 Werte der belasteten Proben.
Gleitwiderstand
Der Gleitwiderstand wurde mittels eines Slipmeßgerätes (Eigenbau der Firma Byk Gardner) gemessen. Hierbei wird ein 500 g Gewicht auf einem Filzplättchen mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/s über den Lackfilm gezogen. Dabei wird mit einem Kraftmesser die Kraft bestimmt, die hierfür erforderlich ist. Anschließend wird gegenüber der Nullprobe die
Reduzierung des Gleitwiderstandes berechnet.
Polarer Anteil der Oberflächenenergie
Der polare Anteil der Oberflächenenergie wurde mittels Kontaktwinkelmessungen auf einem Kontaktwinkelmeßgerät Krüss DAS 100 der Firma Krüss nach DIN 55660-1 ,-2 201 1 -12 und - 5 2012-04 bestimmt. Für die Berechnung der polaren Anteile wurden die gemessenen Kontaktwinkel von fünf Messflüssigkeiten (Wasser, Glycerin, Ethylenglykol, 1 -Oktanol und n- Dodekan) verwendet. Gitterschnitt-Test Die Lackhaftung wurde mittels Gitterschnittprüfung nach DIN EN ISO 2409 2013-06 unter Verwendung des Mehrschneidenmessers 1 mm der Firma Byk Gardner beurteilt.
Zwischenschichthaftung
Die Zwischenschichthaftung wurde durch den Abreißversuch zur Beurteilung der
Haftfestigkeit nach DIN EN ISO 4624, 2014-06 mit dem Posi Test AT-M digital der Firma DeFelsko durchgeführt. Hierfür wurden zwei Lackschichten mit jeweils 150 μηη
Nassschichtdicke übereinander appliziert, wobei die zweite Schicht durch Zugabe eines Tropfens Blaupaste geringfügig eingefärbt wurde, um das Bruchbild besser auswerten zu können. Nach Lagerung der Lackfilme nach dem Einbrennen für einen Tag bei
Raumtemperatur (23°C) wurden 20 mm Aluminiumstempel mit UHU300 2-Komponenten- Kleber aufgeklebt. Der Abreißversuch erfolgte 24 h nach dem Aufkleben der Stempel nach Lagerung der Proben bei Raumtemperatur (23°C). Die Beurteilung des Bruchbildes (Bruch Substrat zur ersten Schicht / Bruch der ersten Schicht zur zweiten Schicht / Bruch des Klebers) erfolgte nach der DIN.
Tabelle 1 : Anwendungstechnische Ergebnisse zum Gelbgrad frisch (nach dem Einbrennen)
Figure imgf000028_0001
Anhand der Ergebnisse ist ersichtlich, dass der Gelbgrad der frischen Beschichtung durch die erfindungsgemäßen Wirkstoffkombinationen EB1 bis EB5 nicht wesentlich beeinträchtigt wird, während bei den nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispielen VB6 und VB8 eine stärkere Vergilbung eintritt.
Anhand der Ergebnisse ist ersichtlich, dass sich der Gelbgrad nach UV-Belastung bei Einsatz der erfindungsgemäßen Wirkstoffkombinationen EB1 , EB2, EB4 und EB5 nur geringfügig erhöht, während beim nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel VB6 eine deutlich stärkere Vergilbung eintritt.
Tabelle 2: Anwendungstechnische Ergebnisse zum Gelbgrad nach Überbrennen
Figure imgf000028_0002
Anhand der Ergebnisse ist ersichtlich, dass sich der Gelbgrad nach thermischer Belastung bei Einsatz der erfindungsgemäßen Wirkstoffkombinationen EB1 , EB4 und EB5 nicht wesentlich verändert, während bei den nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispielen VB6 und VB8 eine deutlich stärkere Vergilbung eintritt.
Tabelle 3: Anwendungstechnische Ergebnisse zum Gleitwiderstand
Figure imgf000029_0001
Anhand der Ergebnisse ist ersichtlich, dass sich der Gleitwiderstand durch Einsatz der erfindungsgemäßen Wirkstoffkombinationen EB2 und EB4 vorteilhafterweise deutlich stärker verringern lässt, als im Falle des nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiels VB6.
Tabelle 4: Anwendungstechnische Ergebnisse zur Oberflächenenergie (polarer Anteil) bestimmt mittels Kontaktwinkelmessungen
Figure imgf000029_0002
Anhand der Ergebnisse ist ersichtlich, dass sich der polare Anteil der Oberflächenenergie bei Einsatz der erfindungsgemäßen Wirkstoffkombinationen EB1 bis EB4 nur geringfügig verändert, während im Falle der nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiele VB6 und VB8 eine deutliche Verringerung eintritt, was sich für die Überlackierbarkeit nachteilig auswirkt.
Tabelle 5: Anwendungstechnische Ergebnisse zur Haftung
Additiv Haftung (frisch) Haftung nach Uberbrennen (30 min, 180 °C) Kontrolle GT 1 GT 5
EB2 GT 1 GT 1
EB4 GT 0 GT 1
VB7 GT 1 -2 GT 2
VB8 GT 2 GT 3
GT 0 sehr gute Haftung - GT 5 schlechte Haftung
Anhand der Ergebnisse ist ersichtlich, dass im Falle der erfindungsgemäßen Wirkstoffkombinationen EB2 und EB4 im Vergleich zu den nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispielen VB7 und VB8 eine bessere Lackhaftung vorliegt.
Tabelle 6: Anwendungstechnische Ergebnisse zur Zwischenschichthaftung (Pull-off Test, AB = Bruch Substrat zu erster Schicht / BC = Bruch der ersten zur zweiten Schicht / XY = Bruch vom Kleber)
Figure imgf000031_0001
Anhand der Ergebnisse ist ersichtlich, dass im Falle der erfindungsgemäßen
Wirkstoffkombinationen EB2 bis EB5 im Vergleich zu den nicht-erfindungsgemäßen
Vergleichsbeispielen VB6 bis VB8 eine deutlich bessere Zwischenschichthaftung (erkennbar am hohen Anteil von AB) vorliegt.

Claims

Ansprüche
Diamid-Polyolefinwachs-Mischung, umfassend
ein oder mehrere Diamide, die eine Struktur der Formel (I)
X1-CO-NH-Y-NH-CO-X2 (I) besitzen, worin
X1 und X2, gleich oder verschieden sind und für lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 29 Kohlenstoffatomen stehen und wenigstens einer der Reste X1 und X2 mindestens eine Hydroxylgruppe trägt,
Y für einen zweiwertigen organischen Rest steht, der gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Resten mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen, aromatischen Resten mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen oder araliphatischen Resten mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen, und Y gegebenenfalls sekundäre oder tertiäre Aminogruppen enthält; ein oder mehrere carboxylgruppenhaltigen Polyolefinwachse (B), die
eine Säurezahl von 3 bis 50 mg KOH/g aufweisen; und gegebenenfalls eine oder mehrere Spezies gewählt aus der Gruppe bestehend aus
(i) einem oder mehreren nicht unter die Definition von (A) fallenden Diamiden, und
(ii) einem oder mehreren anorganischen Salzen, Metall- oder Halbmetalloxiden,
das oder die Diamide (A) bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid- Polyolefinwachs-Mischung in einer Menge von 20 Gew.-% bis weniger als 40 Gew.-
%, das oder die Polyolefinwachse (B) bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid- Polyolefinwachs-Mischung in einer Menge von mehr als 60 Gew.-% bis zu 80 Gew.- %, und die Spezies (C) bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs- Mischung in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-% enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) die Diamid-Polyolefinwachs-Mischung bei 25 °C als partikelförmiger Feststoff mit einer Partikelgrößenverteilung von 5 μηη < dgo -ί 100 μηη, 1 μηη < dso ^ 50 μm und 0,1 μηη < dio ^ 20 μηη, gemessen trocken mittels Laserbeugungs-Technologie, vorliegt,
(b) die Partikel (A) und (B) und, sofern (C) zu mehr als 0 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung enthalten ist, ebenso (C) enthalten, und
(c) die Summe der gewichtsprozentualen Anteile der Diamide (A) und (C)(i), bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung, weniger als 40 Gew.-% beträgt.
2. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß Anspruch 1 , welche aus dem oder den Diamiden (A), dem oder den carboxylgruppenhaltigen Polyolefinwachsen (B) und der oder den Spezies (C) besteht.
3. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Anteil der Diamide (A) und der von diesen verschiedenen Diamide (C)(i), bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid-Polyolefinwachs- Mischung, 31 bis 39 Gew.-% beträgt.
4. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Diamids (C)(i), bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamid- Polyolefinwachs-Mischung, 0 bis 10 Gew.-% beträgt.
5. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Diamid (A) der Formel (I) X1 für einen Rest
CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)io steht und X2 für einen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)io, C15H31 , C17H35, C17H33, C9H19, C11 H23, C7H15 und C5Hn , und wobei mindestens 40 mol% der Reste X2 für eine Gruppe CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)io stehen.
6. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Y gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkylenresten mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und Aralkylenresten mit 8 Kohlenstoffatomen.
7. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass das carboxylgruppenhaltig Polyolefinwachs (B) erhältlich ist (a) durch Oxidation von Polyolefinwachsen, (b) durch oxidativen Abbau von Polyolefinkunststoffen, (c) durch Polymerisation-von Olefinen mit carboxylgruppenhaltigen oder
carbonsäureanhydridhaltigen ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (d) durch Pfropfen carboxylgruppenhaltiger oder carbonsäureanhydridgruppenhaltiger ethylenisch ungesättigter Monomere auf Polyolefinwachse.
8. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das carboxylgruppenhaltige Polyolefinwachs (B) ein
Polyethylenhomopolymer ist oder ein Polyethylencopolymer enthaltend mindestens 80 Gew.-% an Ethylen-Wiederholungseinheiten bezogen auf das Gesamtgewicht des
Polyethylencopolymeren.
9. Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das carboxylgruppenhaltige Polyolefinwachs (B) eine Säurezahl im Bereich von 10 bis 25 mg KOH/g aufweist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Diamide (A) und das oder die Polyolefinwachse (B) und das oder die Spezies (C)
i. in der Schmelze miteinander vermischt und homogenisiert werden,
ii. die homogenisierte Schmelze zur Erstarrung abgekühlt wird,
iii. die erstarrte Schmelze gegebenenfalls zunächst grob zerkleinert wird und iii. anschließend die erstarrte Schmelze durch Vermählen in eine partikelförmige Diamid-Polyolefinwachs-Mischung überführt wird, welche die in Anspruch 1 angegebene Partikelgrößenverteilung besitzt.
1 1 . Rheologiesteuerungsmittel enthaltend oder bestehend aus der Diamid- Polyolefinwachsmischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 oder hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10.
12. Verwendung der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung aus Ansprüchen 1 bis 9 oder hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10, als Rheologiesteuerungsmittel.
13. Verwendung der Diamid-Polyolefinwachs-Mischung aus Ansprüchen 1 bis 9 oder hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10, zur Steuerung der Rheologie von flüssigen, nicht-wässrigen Zusammensetzungen.
14. Flüssige Zusammensetzung enthaltend die Diamid-Polyolefinwachs-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 oder hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10 in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen
Zusammensetzung.
15. Flüssige Zusammensetzung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Beschichtungsmitteln,
Kunststoffformulierungen, Pigmentpasten, Dichtstoffformulierungen, Kosmetika,
Keramikformulierungen, Klebstoffformulierungen, flüssigen Formulierungen zum Einsatz bei der Gas- und Ölförderung, Reinigungsmitteln, Vergussmassen, flüssigen Formulierungen zur Herstellung von elektrischen Bauelementen und Schaltkreisen, flüssigen Formulierungen zum Einsatz in Energiespeichermedien, Baustoffformulierungen, Schmierstoffen,
Spachtelmassen, Wachsemulsionen, Metallbearbeitungs-Flüssigkeiten, Sprühmitteln, Druckfarben und Tinten.
PCT/EP2018/052992 2017-02-10 2018-02-07 Pulverpartikelförmige diamid-polyolefinwachs-mischung WO2018146114A1 (de)

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