DE102009001970A1 - (Meth)acrylat-Polymer, Beschichtungsmittel, Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung und beschichteter Gegenstand - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein (Meth)acrylat-Polymer zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung, wobei das (Meth)acrylat-Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 10000 bis 60000 g/mol aufweist und das (Meth)acrylat-Polymer 0,5 bis 40 Gew.-% Einheiten, die von (Meth)acryl-Monomeren abgeleitet sind, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, 0,1 bis 10 Gew.-% Einheiten, die von Säuregruppen-haltigen Monomeren abgeleitet sind, und 50 bis 99,4 Gew.-% Einheiten, die von (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind, die keine Doppelbindungen oder Heteroatome im Alkylrest aufweisen und diese (Meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest so ausgewählt sind, dass ein Polymer, bestehend aus diesen (Meth)acrylaten, mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest eine Glasübergangstemperatur von mindestens 40°C aufweist, jeweils bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers, umfasst. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Beschichtungsmittel, das das genannte Polymer enthält, und ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung. Ferner beschreibt die vorliegende Erfindung einen beschichteten Gegenstand, der eine Beschichtung umfasst, die durch das Verfahren erhältlich ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein (Meth)acrylat-Polymer und ein Beschichtungsmittel, das dieses Polymer umfasst. Darüber hinaus richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, das unter Verwendung des Beschichtungsmittels durchgeführt wird, und einen beschichteten Gegenstand, der durch das Verfahren erhältlich ist.
  • Beschichtungsmittel, insbesondere Lacke werden seit langer Zeit synthetisch hergestellt. Eine wichtige Gruppe dieser Mittel basiert auf wässrigen Dispersionen, die vielfach (Meth)acrylat-Polymere umfassen. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE-A-41 05 134 wässrige Dispersionen, die als Bindemittel Alkylmethacrylate enthalten. Weiterhin sind derartige Lacke aus US 5,750,751 , EP-A-1 044 993 und WO 2006/013061 bekannt.
  • Wässrige Dispersionen können zur Herstellung vieler Beschichtungen eingesetzt werden und zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Umweltverträglichkeit aus. Von Nachteil ist jedoch, dass wässrige Dispersionen bei kontrollierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen verarbeitet werden müssen, da andernfalls die Qualität der erhaltenen Beschichtungen gehobenen Ansprüchen nicht genügt.
  • Neben wässrigen Dispersionen bilden Reaktivlacke eine weitere Gruppe bekannter Beschichtungsmittel. Derartige Lacke sind beispielsweise aus EP-0 693 507 bekannt. Diese Beschichtungsmittel lassen sich insbesondere zu besonders harten und beständigen Beschichtungen verarbeiten. Allerdings müssen die Härtungsbedingungen sehr genau eingehalten werden, da andernfalls keine qualitativ hochwertigen Lacke erhalten werden. Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen schließen die Herstellung einer Beschichtung mit einer hohen Qualität aus.
  • Falls Gegenstände unter freiem Himmel mit einer Beschichtung versehen werden, müssen Temperatur und Feuchtigkeitsschwankungen in Kauf genommen werden. Daher werden für diese Zwecke vielfach so genannte Lösungsmittellacke eingesetzt, die aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit, insbesondere zur Herstellung von Schutzlacken (protective coatings), bisher nicht ersetzt werden konnten. Diese Leistungsfähigkeit umfasst insbesondere eine gute Verarbeitbarkeit der Beschichtungsmittel und eine hohe Beständigkeit der erhaltenen Lacke. Derartige Beschichtungsmittel werden beispielsweise in GB 793776 beschrieben. Da bei deren Verarbeitung große Mengen an Lösungsmittel freigesetzt werden, haben Lösungsmittellacke jedoch eine relativ geringe Umweltverträglichkeit.
  • In Anbetracht des Standes der Technik ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung Polymere und Beschichtungsmittel mit hervorragenden Eigenschaften bereitzustellen. Zu diesen Eigenschaften gehören insbesondere eine gute Verarbeitbarkeit über einen großen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich. Weiterhin sollte das Beschichtungsmittel einen möglichst hohen Feststoffgehalt aufweisen. In Relation zur Leistungsfähigkeit sollten die Beschichtungsmittel eine verbesserte Umweltverträglichkeit zeigen.
  • Insbesondere sollten die Beschichtungsmittel einen hohen Feststoffgehalt aufweisen.
  • Weiterhin war es mithin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Beschichtungsmittel bereitzustellen, das eine besonders lange Lagerfähigkeit und Haltbarkeit aufweist. Des Weiteren sollte die Härte der Beschichtungen, die aus den Beschichtungsmitteln erhältlich sind, über einen weiten Bereich variiert werden können. Insbesondere sollten besonders harte, kratzfeste Beschichtungen erhalten werden können. Weiterhin sollten Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln erhältlich sind, bezogen auf die Härte, eine relativ geringe Sprödigkeit aufweisen.
  • Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen Polymere zur Verfügung zu stellen, durch deren Verwendung Beschichtungsmittel mit einer guten Verarbeitbarkeit erhältlich sind.
  • Die aus den Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen sollten eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit aufweisen.
  • Weiterhin sollten die aus den Polymeren bzw. Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen eine besonders hohe Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln zeigen. Hierbei sollte diese Stabilität gegenüber vielen unterschiedlichen Lösungsmitteln hoch sein. Ebenso sollte eine sehr gute Beständigkeit gegenüber Wasser, insbesondere Salzwasser gegeben sein.
  • Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden, Polymere bzw. Beschichtungsmittel anzugeben, die sehr kostengünstig und großtechnisch erhalten werden können.
  • Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch ein (Meth)acrylat-Polymer mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen des erfindungsgemäßen (Meth)acrylat-Polymers werden in Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Hinsichtlich eines Beschichtungsmittels, eines Verfahrens zur Herstellung einer Beschichtung und eines beschichteten Gegenstands liefern die Ansprüche 14, 17 und 19 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgaben.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend ein (Meth)acrylat-Polymer zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
    das (Meth)acrylat-Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 10000 bis 60000 g/mol aufweist und das (Meth)acrylat-Polymer
    0,5 bis 40 Gew.-% Einheiten, die von (Meth)acryl-Monomeren abgeleitet sind, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen,
    0,1 bis 10 Gew.-% Einheiten, die von Säuregruppen-haltigen Monomeren abgeleitet sind, und
    50 bis 99,4 Gew.-% Einheiten, die von (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind, die keine Doppelbindungen oder Heteroatome im Alkylrest aufweisen und diese (Meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest so ausgewählt sind, dass ein Polymer bestehend aus diesen (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest eine Glasübergangstemperatur von mindestens 40°C aufweist, jeweils bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers, umfasst.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können des Weiteren unter anderem die folgenden Vorteile erzielt werden:
    Die Polymere der vorliegenden Erfindung führen zu einem Beschichtungsmittel, das eine gute Verarbeitbarkeit über einen großen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich zeigt. Weiterhin kann das Beschichtungsmittel einen sehr hohen Feststoffgehalt aufweisen, ohne dass die Verarbeitbarkeit des Beschichtungsmittels zu sehr beeinträchtigt wird.
  • Bezogen auf die Leistungsfähigkeit sind die der Beschichtungsmittel sehr umweltfreundlich. Insbesondere weisen die Beschichtungsmittel einen hohen Feststoffgehalt auf.
  • Die Polymere der vorliegenden Erfindung bzw. die Beschichtungsmittel zeigen eine besonders lange Lagerfähigkeit und Haltbarkeit. 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.
  • Weiterhin zeigen Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln erhältlich sind, bezogen auf die Härte und die Chemikalienresistenz, eine relativ geringe Sprödigkeit.
  • Die aus den Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen zeigen eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit.
  • Weiterhin zeigen die aus den Polymeren bzw. Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen eine besonders hohe Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln. Hierbei ist diese Stabilität gegenüber vielen unterschiedlichen Lösungsmitteln hoch. Ebenso ist eine sehr gute Beständigkeit gegenüber Wasser, insbesondere Salzwasser gegeben. Daher können diese Beschichtungsmittel zur Herstellung von Schutzlacken (protective coatings), die insbesondere zum Lackieren von Schiffen oder Containern geeignet sind, eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus führen erfindungsgemäße Beschichtungsmittel zu Beschichtungen mit einem hohen Glanz. Ferner sind die erfindungsgemäßen Polymere und Beschichtungsmittel besonders kostengünstig und großtechnisch erhältlich.
  • 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.
  • Das erfindungsgemäße (Meth)acrylat-Polymer umfasst 0,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% an Einheiten, die von (Meth)acryl-Monomeren abgeleitet sind, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen.
  • (Meth)acryl-Monomere, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen sind Ester oder Amide der (Meth)acrylsäure, deren Alkylrest mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweist. Die Schreibweise (Meth)acrylsäure bedeutet Methacrylsäure und Acrylsäure sowie Mischungen derselben. Der Alkyl- bzw. Alkohol- oder Aminrest 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 das Polymere 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 Iodzahl der zur Herstellung der Polymere einzusetzenden (Meth)acryl-Monomere, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, beträgt vorzugsweise mindestens 40, besonders bevorzugt mindestens 80 und ganz besonders bevorzugt mindestens 140 g Iod/100 g (Meth)acryl-Monomer.
  • Derartige (Meth)acryl-Monomere entsprechen im Allgemeinen der Formel (I)
    Figure 00060001
    worin der Rest R 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 R1 einen linearen oder verzweigten Rest mit 8 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 und besonders bevorzugt 12 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet, der mindestens eine Doppelbindung aufweist.
  • (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 Umesterung von (Meth)acrylaten mit Alkoholen erhalten werden, die mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome 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.
  • 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.
  • Darüber hinaus können (Meth)acrylate, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, auch durch 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können (Meth)acryl-Monomere der allgemeinen Formel (II)
    Figure 00080001
    worin R 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, Z eine Verbindungsgruppe, und R2 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, eingesetzt werden.
  • Überraschende Vorteile lassen sich weiterhin durch die Verwendung von einem (Meth)acryl-Monomer der allgemeinen Formel (III)
    Figure 00090001
    worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X1 Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Z eine Verbindungsgruppe, R Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R2 ein ungesättigter Rest mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, erzielen.
  • 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-, Alkanoyl-, 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 Alkylgruppen gehören die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 1-Butyl-, 2-Butyl-, 2-Methylpropyl- oder tert.-Butyl-Gruppe.
  • Die Gruppe Z 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.
  • Die Gruppe R2 in Formel (II) 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-, Decenyl-, Undecenyl-, Dodecenyl-, Tridecenyl-, Tetradecenyl-, Pentadecenyl-, Hexadecenyl-, Heptadecenyl-, Octadecenyl-, Nonadecenyl-, Eicosenyl-, Heneicosenyl-, Docosenyl-, Octa-dien-yl-, Nona-dien-yl, Deca-dien-yl-, Undeca-dien-yl-, Dodeca-dien-yl-, Trideca-dien-yl-, Tetadeca-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.
  • Zu den bevorzugten (Meth)acryl-Monomeren gemäß Formel (II) bzw. (III) gehören unter anderem Heptadecenyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadeca-dien-yloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadeca-trien-yloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadecenyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-palmitoleinsäuresäureamid, (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-palmitoleinsäuresäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-ölsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-icosensäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-cetoleinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-erucasäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-linolsäureamid und (Meth)acryloyloxy-2-propyl-linolensäureamid.
  • Die Schreibweise (Meth)acryl steht für Acryl- und Methacrylreste, wobei Methacrylreste bevorzugt sind. Besonders bevorzugte Monomere gemäß Formel (II) bzw. (III) sind Methacryloyloxy-2-ethyl-ölsäureamid, Methacryloyloxy-2-ethyl-linolsäureamid und/oder Methacryloyloxy-2-ethyl-linolensäureamid.
  • Die (Meth)acryl-Monomere gemäß Formel (II) bzw. (III) lassen sich insbesondere durch mehrstufige Verfahren erhalten. In einer ersten Stufe können beispielsweise 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 (II) bzw. (III) 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 Alkylrest umgesetzt werden, welches anschließend mit einer ungesättigten Fettsäure zu einem (Meth)acryl-Monomer gemäß Formel (II) bzw. (III) 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-0 534 666 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.
  • 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 (II) bzw. (III) umgesetzt werden.
  • 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 allgemeinen Formel (IV)
    Figure 00120001
    worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, X Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, R3 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 R4 ein ungesättigter Rest mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen und mindestens zwei Doppelbindungen ist.
  • In Formel (IV) bedeutet der Rest R3 eine Alkylengruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 10, besonders bevorzugt mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Der Rest R3 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.
  • Der Rest R4 umfasst mindestens zwei C-C-Doppelbindungen, die nicht Teil eines aromatischen Systems sind. Vorzugsweise stellt der Rest R4 eine Gruppe mit genau 8 Kohlenstoffatomen dar, die genau zwei Doppelbindungen aufweist. Der Rest R4 stellt vorzugsweise einen linearen Kohlenwasserstoffrest dar, der keine Heteroatome aufweist. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Rest R4 in Formel (IV) eine endständige Doppelbindung umfassen. In einer weiteren Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann der Rest R4 in Formel (IV) keine endständige Doppelbindung umfassen. Die im Rest R4 enthaltenen Doppelbindungen können vorzugsweise konjungiert sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die im Rest R4 enthaltenen Doppelbindungen nicht konjungiert. Zu den bevorzugten Resten R4, 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.
  • Zu den (Meth)acryl-Monomeren der allgemeinen Formel (IV) 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, 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-[((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-methylprop-2-enoat, 2-[((4-Z)Octa-4,7-dienyl)ethylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[(Octa-2,6-dienyl)ethylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[(Octa-2,4-dienyl)ethylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[(Octa-3,5-dienyl)ethylamino]ethyl-2-methylprop-2-enoat, 2-[((2-E)Octa-2,7-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[((2-Z)Octa-2,7-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[((3-E)Octa-3,7-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[((4-Z)Octa-4,7-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[(Octa-2,6-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[(Octa-2,4-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 2-[(Octa-3,5-dienyl)methylamino]ethyl-prop-2-enoat, 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-methylprop-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-methylprop-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.
  • 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 (V) entsprechen, H-X-R3-Y-R4 (V),worin X Sauerstoff oder eine Gruppe der Formel NR', worin R' Wasserstoff oder ein Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, R3 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 R4 ein mindestens doppelt ungesättigter Rest mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen ist.
  • Hinsichtlich der Bedeutung bevorzugter Reste R', R'', R3, Y und R4 wird auf die Beschreibung der Formel (IV) verwiesen.
  • Zu den bevorzugten Edukten gemäß Formel (V) gehören (Methyl(octa-2,7-dienyl)amino)ethanol, (Ethyl(octa-2,7-dienylamino)ethanol, 2-Octa-2,7-dienyloxyethanol, (Methyl(octa-2,7-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)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-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)ethylamin,
    (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)ethylamin,
    (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 (V) können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.
  • Die Edukte gemäß Formel (V) 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.
  • 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.
  • Als Nukleophil können insbesondere Dialkohole, wie Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol; Diamine, wie Ethylendiamin, N-Methyl-ethylendiamin, N,N'-Dimethylethylendiamin oder Hexamethylendiamin; oder Aminoalkanole, wie Aminoethanol, N-Methylaminoethanol, N-Ethylaminoethanol, Aminopropanol, N-Methylaminopropanol oder N-Ethylaminopropanol eingesetzt werden.
  • 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.
  • Die Temperatur, bei der die Telomerisationsreaktion ausgeführt wird, liegt zwischen 10 und 180°C, bevorzugt zwischen 30 und 120°C, besonders bevorzugt zwischen 40 und 100°C. Der Reaktionsdruck beträgt 1 bis 300 bar, bevorzugt 1 bis 120 bar, besonders bevorzugt 1 bis 64 bar und ganz besonders bevorzugt 1 bis 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.
  • 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.
  • Des Weiteren umfasst das (Meth)acrylat-Polymer der vorliegenden Erfindung 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 8 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% Einheiten, die von Säuregruppen-haltigen Monomeren abgeleitet sind, bezogen auf das Gesamtgewicht des (Meth)acrylat-Polymers.
  • Säuregruppen-haltige Monomere sind Verbindungen, die sich vorzugsweise radikalisch mit den zuvor dargelegten (Meth)acryl-Monomeren copolymerisieren lassen. Hierzu gehören beispielsweise Monomere mit einer Sulfonsäuregruppe, wie zum Beispiel Vinylsulfonsäure; Monomere mit einer Phosphonsäuregruppe, 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.
  • Neben den zuvor dargelegten (Meth)acryl-Monomeren, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, und den Säuregruppen-haltigen Monomeren umfassen erfindungsgemäße (Meth)acrylat-Polymere 50 Gew.-% bis 99,4 Gew.-%, bevorzugt 60 Gew.-% bis 98 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 80 Gew.-% bis 97 Gew.-% Einheiten, die von (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind, die keine Doppelbindungen oder Heteroatome im Alkylrest aufweisen und diese (Meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest so ausgewählt sind, dass ein Polymer bestehend aus diesen (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest eine Glasübergangstemperatur von mindestens 40°C aufweist, bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers.
  • Die zuvor dargelegten (Meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen werden so ausgewählt, dass ein Polymer bestehend aus diesen (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest eine Glasübergangstemperatur von mindestens 40°C, vorzugsweise mindestens 50°C und besonders bevorzugt mindestens 60°C aufweist. Die Glasübergangstemperatur Tg des Polymerisats kann in bekannter Weise mittels Differential Scanning Calorimetry (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°C 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:
    Figure 00180001
    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. Zur Bestimmung der Glasübergangstemperatur kann das Polymer bestehend aus den genannten (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 100000 g/mol und ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von mindestens 80000 g/mol aufweisen.
  • Die zuvor dargelegten (Meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden, wobei die Mischungen zu Copolymeren führen, die eine entsprechend hohe Glasübergangstemperatur zeigen. Die Auswahl an Art und Menge kann über die zuvor dargelegte Formel von Fox et al. erfolgen.
  • Zu den (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, Dodecyl(meth)acrylat; und
    Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylate mit mindestens einem Substituenten am Ring, wie tert-Butylcyclohexyl(meth)acrylat und Trimethylcyclohexyl(meth)acrylat, Norbornyl(meth)acrylat, Methylnorbornyl(meth)acrylat und
    Dimethylnorbornyl(meth)acrylat, Bornyl(meth)acrylat, 1-Adamantyl(meth)acrylat, 2-Adamantyl(meth)acrylat, Menthyl(meth)acrylat und Isobornyl(meth)acrylat.
  • Überraschende Vorteile zeigen insbesondere (Meth)acrylat-Polymere mit 50 bis 99,4 Gew.-% Einheiten, die von Methylmethacrylat und/oder Butylmethacrylat, vorzugsweise n-Butylmethacrylat abgeleitet sind, bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers. In diesem Zusammenhang sind insbesondere Polymere bevorzugt, die 25 bis 50 Gew.-% Einheiten, die von Methylmethacrylat abgeleitet sind, und 20 bis 60 Gew.-% Einheiten, die von Butylmethacrylat abgeleitet sind, umfassen, jeweils bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers.
  • Weiterhin sind (Meth)acrylat-Polymere von besonderem Interesse, die vorzugsweise 0,1 bis 99,4 Gew.-%, 5 bis 50 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 20 bis 40 Gew.-% an Einheiten umfassen, die von Cycloalkyl(meth)acrylaten, insbesondere von Cyclohexylmethacrylat, Cyclohexylacrylat Cyclohexyl(meth)acrylaten mit mindestens einem Substituenten am Ring, wie tert-Butylcyclohexylmethacrylat und Trimethylcyclohexyl(meth)acrylat, bevorzugt 2,4,6-Trimethylcyclohexylmethacrylat, Isobornylacrylat und/oder Isobornylmethacrylat abgeleitet sind.
  • Neben den zuvor dargelegten obligatorischen Wiederholungseinheiten kann das (Meth)acrylat-Polymer Einheiten umfassen, die von Comonomeren abgeleitet sind. Diese Comonomere unterscheiden sich von den zuvor dargelegten Einheiten des Polymeren, lassen sich jedoch mit den zuvor dargelegten Monomeren copolymerisieren. Vorzugsweise umfasst das (Meth)acrylat-Polymer höchstens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 10 Gew.-% an Einheiten, die von Comonomeren abgeleitet sind.
  • Hierzu gehören beispielsweise (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(meth)acrylat, 2,3,4,5-Tetra-t-butylcyclohexyl(meth)acrylat;
    heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2-(1-Imidazolyl)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-(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;
    (Meth)acrylate mit einer Hydroxygruppe im Alkylrest, insbesondere 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, vorzugsweise 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA), Hydroxypropyl(meth)acrylat, beispielsweise 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat und 3- Hydroxypropyl(meth)acrylat, vorzugsweise Hydroxypropylmethacrylat (HPMA), Hydroxybutyl(meth)acrylat, vorzugsweise Hydroxybutylmethacrylat (HBMA),
    3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat,
    2,5-Dimethyl-1,6-hexandiol(meth)acrylat,
    1,10-Decandiol(meth)acrylat,
    Glycerinmono(meth)acrylat und
    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 Polyethylenglycol-monomethacrylat mit ca. 5 Ethylenoxideinheiten (PEM5), Polybutylenglycol-mono(meth)acrylat, Polyethylenglycolpolypropylenglycol-mono(meth)acrylat;
    (Meth)acrylamide, insbesondere N-Methylol(meth)acrylamid, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid, tert.-Butylaminoethylmethacrylat, Methacrylamid und Acrylamid;
    und
    (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Fettsäureamiden ableiten, wie Pentadecyloyloxy-2-ethyl-(meth)acrylsäureamid, Heptadecyloyloxy-2-ethyl(meth)acrylsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-laurinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-myristinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-palmitinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-ethyl-stearinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-laurinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-myristinsäureamid, (Meth)acryloyloxy-2-propyl-palmitinsäureamid und (Meth)acryloyloxy-2-propyl-stearinsäureamid.
  • Zu den Comonomeren gehören darüber hinaus Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylversatat, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylchlorid;
    Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Ester der Maleinsäure, beispielsweise Maleinsäuredimethylester, Methylmaleinsäureanhydrid; und
    Fumarsäurederivate, wie Fumarsäuredimethylester.
  • Eine weitere Gruppe von Comonomeren sind Styrolmonomere, wie zum Beispiel Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α–Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltuluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole.
  • 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;
    Vinyl- und Isoprenylether; und
    Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid stellen weitere Beispiele für Comonomere dar.
  • Die Bewitterungsfestigkeit der Beschichtungen kann insbesondere durch eine Verringerung des Anteils an Styrolmonomeren in dem (Meth)acrylat-Polymer bzw. dem Beschichtungsmittel verbessert werden, so dass besonders UV-beständige Beschichtungen durch ein styrolfreies Beschichtungsmittel erhalten werden können. Gemäß einer besonderen Abwandlung der vorliegenden Erfindung weist das (Meth)acrylat-Polymer vorzugsweise höchstens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 10 Gew.-% an Einheiten auf, 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)acrylat-Polymers.
  • Darüber hinaus sind (Meth)acrylat-Polymere bevorzugt, die höchstens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 10 Gew.-% an Einheiten aufweisen, die von weiteren funktionalisierten (Meth)acrylaten abgeleitet sind. Funktionalisierte (Meth)acrylate sind unter anderem (Meth)acrylate mit Hydroxygruppen im Alkylrest, aromatische und heterocyclische (Meth)acrylate.
  • Eine weitere Klasse von Comonomeren stellen vernetzende Monomere dar. Diese Monomere weisen mindestens zwei Doppelbindungen mit ähnlicher Reaktivität bei einer radikalischen Polymerisation auf. Zu diesen gehören insbesondere (Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. Allyl(meth)acrylat und Vinyl(meth)acrylat; und (Meth)acrylate, die sich von Diolen oder höherwertigen Alkoholen ableiten, wie z. B. Glycoldi(meth)acrylate, wie Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Triethylenglycoldi(meth)acrylat, Tetra- und Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, 1,3-Butandioldi(meth)acrylat, 1,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, Glycerindi(meth)acrylat und Diurethandimethacrylat; (Meth)acrylate mit drei oder mehr Doppelbindungen, wie z. B. Glycerintri(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat und Dipentaerythritpenta(meth)acrylat.
  • Gemäß einer besonderen Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann der Anteil an vernetzenden Monomeren im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 Gew.-% liegen.
  • Das erfindungsgemäße (Meth)acrylat-Polymer weist ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 10000 bis 60000 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 15000 bis 40000 g/mol auf. Zahlenmittel des Molekulargewichts bevorzugter (Meth)acrylat-Polymere liegt im Bereich von 1000 bis 60000 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 3000 bis 25000 g/mol. Ferner sind insbesondere (Meth)acrylat-Polymere von Interesse, die einen Polydispersitätsindex Mw/Mn im Bereich von 1 bis 10, besonders bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 7 und ganz besonders bevorzugt 1,7 bis 3 aufweisen. Das Molekulargewicht kann mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gegen einen PMMA-Standard bestimmt werden.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das (Meth)acrylat-Polymer eine Molekulargewichtsverteilung mit mindestens 2 Maxima aufweisen, gemessen gemäß Gelpermeationschromatographie.
  • Die Glasübergangstemperatur des (Meth)acrylat-Polymers liegt vorzugsweise im Bereich von 10°C bis 80°C besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 75°C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 70°C. Die Glasübergangstemperatur kann über die Art und den Anteil der zur Herstellung des (Meth)acrylat-Polymers verwendeten Monomere beeinflusst werden. Dabei kann die Glasübergangstemperatur Tg des Polymerisats in bekannter Weise mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) ermittelt werden, insbesondere gemäß DIN EN ISO 11357 ermittelt werden. Vorzugsweise kann die Glasübergangstemperatur als Mittelpunkt der Glasstufe der zweiten Aufheizkurve mit einer Aufheizrate von 10°C pro Minute bestimmt werden. Weiterhin kann die Glasübergangstemperatur Tg auch mittels der zuvor beschriebenen Fox-Gleichung näherungsweise voraus berechnet werden.
  • Die Iodzahl der erfindungsgemäßen Meth)acrylat-Polymere liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 60 g Iod pro 100 g Polymer, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 50 g Iod pro 100 g Polymer und ganz besonders bevorzugt 5 bis 40 g Iod pro 100 g Polymer, gemessen gemäß DIN 53241-1.
  • Die Hydroxylzahl des Polymeren kann vorzugsweise im Bereich von 0 bis 180 mg KOH/g, besonders bevorzugt 0,1 bis 100 mg KOH/g und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 20 mg KOH/g liegen. Die Hydroxylzahl kann gemäß DIN EN ISO 4629 bestimmt werden.
  • Die erfindungsgemäß einzusetzenden (Meth)acrylat-Polymere können insbesondere durch Lösungspolymerisationen, Substanzpolymerisationen, Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisationen erhalten werden, wobei überraschende Vorteile durch eine radikalische Lösungspolymerisation erzielt werden können. Diese Verfahren sind in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition dargelegt.
  • 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) erhalten werden.
  • Die übliche freie radikalische Polymerisation ist u. a. in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition dargelegt. Im Allgemeinen werden hierzu ein Polymerisationsinitiator sowie gegebenenfalls ein Molekulargewichtsregler eingesetzt.
  • Zu den verwendbaren Initiatoren gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und 1,1-Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Dilaurylperoxyd, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, Ketonperoxid, tert-Butylperoctoat, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoylperoxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, Dicumylperoxid, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.
  • Die genannten Initiatoren können sowohl einzeln als auch in Mischung verwendet werden. Sie werden vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 10,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, eingesetzt. Man kann auch bevorzugt die Polymerisation mit einem Gemisch verschiedener Polymerisationsinitiatoren unterschiedlicher Halbwertzeit durchführen.
  • 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 cycloaliphatischer Aldehyde, Terpene, β-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.
  • Als schwefelhaltige Molekulargewichtsregler können vorzugsweise Mercaptoverbindungen, Dialkylsulfide, Dialkyldisulfide und/oder Diarylsulfide eingesetzt werden. Folgende Polymerisationsregler werden beispielhaft genannt: Di-n-butylsulfid, Di-n-octylsulfid, Diphenylsulfid, Thiodiglykol, Ethylthioethanol, Diisopropyldisulfid, Di-n-butyl-disulfid, Di-n-hexyldisulfid, Diacetyldisulfid, Diethanolsulfid, Di-t-butyltrisulfid und Dimethylsulfoxid. Bevorzugt als Molekulargewichtsreglern eingesetzte Verbindungen sind Mercaptoverbindungen, Dialkylsulfide, Dialkyldisulfide und/oder Diarylsulfide. Beispiele für diese Verbindungen sind Ethylthioglykolat, 2-Ethylhexylthioglycolat, Cystein, 2-Mercaptoethanol, 1, 3-Mercaptopropanol, 3-Mercaptopropan-1,2-diol, 1,4-Mercaptobutanol, Mercaptoessigsäure, 3-Mercaptopropionsäure, Thioglykolsäure, Mercaptobernsteinsäure, Thioglycerin, Thioessigsäure, Thioharnstoff und Alkylmercaptane wie n-Butylmercaptan, n-Hexylmercaptan, t-Dodecylmercaptan oder n-Dodecylmercaptan. Besonders bevorzugt eingesetzte Polymerisationsregler sind Mercaptoalkohole und Mercaptocarbonsäuren.
  • Die Molekulargewichtsregler werden vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 10, besonders bevorzugt 1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf die bei der Polymerisation eingesetzten Monomeren, verwendet. Bei der Polymerisation können selbstverständlich auch Mischungen von Polymerisationsreglern angewendet werden.
  • Die Polymerisation kann bei Normaldruck, Unter- od. Überdruck durchgeführt werden. Auch die Polymerisationstemperatur ist unkritisch. Im Allgemeinen liegt sie jedoch im Bereich von –20°–200°C, vorzugsweise 50°–150°C und besonders bevorzugt 80°–130°C.
  • Die Polymerisation kann mit oder ohne Lösungsmittel durchgeführt werden. Der Begriff des Lösungsmittels ist hierbei weit zu verstehen. Zu den bevorzugten Lösungsmitteln gehören insbesondere aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol; Ester, insbesondere Acetate, vorzugsweise Butylacetat, Ethylacetat, Propylacetat; Ketone, vorzugsweise Ethylmethylketon, Aceton, Methylisobutylketon oder Cyclohexanon; Alkohole, insbesondere Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol; Ether, insbesondere Glykolmonomethylether, Glykolmonoethylether, 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. Die genannten Lösungsmittel können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Polymere dienen insbesondere zur Herstellung von Beschichtungsmitteln, die ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Diese Beschichtungsmittel zeichnen sich durch ein hervorragendes Eigenschaftsspektrum aus, welches insbesondere eine hervorragende Verarbeitbarkeit bei ausgezeichneter Qualität der erhaltenen Beschichtung umfasst. So können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel in einem weiten Temperaturfenster verarbeitet werden, das vorzugsweise eine Breite von mindestens 20°C, besonders bevorzugt mindestens 30°C umfasst, ohne dass die Qualität der Beschichtung, die sich insbesondere durch eine hohe Lösungsmittel- und Wasserbeständigkeit auszeichnet, beeinträchtigt wird. Dementsprechend kann ein bevorzugtes Beschichtungsmittel bei einer Temperatur von 15°C, 20°C, 30°C oder 40°C verarbeitet werden, ohne dass eine wesentliche Qualitätsbeeinträchtigung messbar ist. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel gegenüber Feuchtigkeitsschwankungen bei der Verarbeitung sehr unempfindlich, so dass die Herstellung von Beschichtungen mit den Beschichtungsmitteln von Wetteränderungen sehr unabhängig ist.
  • Die dynamische Viskosität des Beschichtungsmittels ist vom Feststoffgehalt und der Art des Lösungsmittels abhängig und kann einen weiten Bereich umfassen. So kann diese bei hohem Polymergehalt mehr als 20.000 mPas betragen. Zweckmäßig ist meist eine dynamische Viskosität im Bereich von 10 bis 10000 mPas, bevorzugt 100 bis 8000 mPas und ganz besonders bevorzugt 1000 bis 6000 mPas, gemessen gemäß DIN EN ISO 2555 bei 23°C (Brookfield).
  • Von besonderem Interesse sind insbesondere Beschichtungsmittel, die vorzugsweise 10 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 65 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen Polymers enthalten.
  • Eine überraschend gute Verarbeitbarkeit zeigen darüber hinaus Beschichtungsmittel, deren Feststoffgehalt vorzugsweise mindestens 40 Gew.-% besonders bevorzugt mindestens 60 Gew.-% beträgt.
  • Bei vorgegebenem Feststoffgehalt können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel über einen wesentlich breiteren Temperaturbereich verarbeitet werden als bisher bekannte Beschichtungsmittel. Bei vergleichbaren Verarbeitungseigenschaften zeichnen sich die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel durch einen überraschend hohen Feststoffgehalt aus, so dass die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel besonders umweltfreundlich sind.
  • Neben den erfindungsgemäßen Polymeren können die zuvor dargelegten Beschichtungsmittel mindestens ein Lösungsmittel umfassen. Beispiele für bevorzugte Lösungsmittel wurden zuvor in Zusammenhang mit einer radikalischen Polymerisation dargelegt, so dass hierauf Bezug genommen wird. Der Anteil an Lösungsmittel in bevorzugten Beschichtungsmitteln kann insbesondere im Bereich von 0,1 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 40 Gew.-% liegen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels.
  • Ferner können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel übliche Hilfs- und Zusatzstoffe wie Rheologiemodifizierer, Entschäumer, Entlüfter, Pigmentnetzmittel, Dispergieradditive, Substratnetzmittel, Gleit- und Verlaufsadditive jeweils einer Menge von 0 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtrezeptur, sowie Hydrophobierungsmittel, Weichmacher, Verdünner, UV-Stabilisatoren und Haftvermittler jeweils einer Menge 0 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtrezeptur enthalten.
  • Ferner können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel übliche Füllstoffe und Pigmente, wie z. B. Talkum, Calciumcarbonat, Titandioxid, Ruß etc. in einer Menge bis zu 50 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung zugesetzt werden.
  • Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung bereit, bei welchem ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmittel auf ein Substrat aufgebracht und gehärtet wird.
  • Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel kann durch übliche Auftragungsverfahren wie Tauch-, Walz-, Flut-, Gießverfahren, insbesondere durch Streichen, Rollen, Spritzverfahren (Hochdruck, Niederdruck, Airless oder elektrostatisch (ESTA)) aufgebracht werden.
  • Die Härtung des Beschichtungsmittels erfolgt durch physikalische Trocknung und durch oxidative Vernetzung mittels Luftsauerstoff. Die oxidative Härtung kann durch Katalysatoren beschleunigt werden. Üblicherweise können hierbei Sikkative wie Verbindungen des Cobalts, Mangans, Bleis, Zirkoniums, des Eisens, des Cers und des Vanadiums oder Alkali- oder Erdalkalimetall-Verbindungen, die beispielsweise Lithium, Kalium und Calcium umfassen können, in Mengen, bezogen auf das feste, oxidativ härtende Bindemittel von größer 0 Gew.-% bis 7 Gew.-%, bevorzugt größer 0 bis 3 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt größer 0 bis 0,5 Gew.-% eingesetzt werden. Im Bedarfsfall können auch Hautverhütungsmittel wie substituierte Phenole beispielsweise Di-tert.-butyl-p-kresol oder Ketoxime eingesetzt werden. Des Weiteren können im Bedarfsfall Durchtrockner wie z. B. Natriumperborat zugesetzt werden.
  • Zu den Substraten, die vorzugsweise mit einem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel versehen werden können, zählen insbesondere Metalle, insbesondere Eisen und Stahl, Zink und verzinkte Stähle, sowie Kunststoffe als auch Betonuntergründe.
  • Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung beschichtete Gegenstände zur Verfügung, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhältlich sind. Die Beschichtung dieser Gegenstände zeichnet sich durch ein hervorragendes Eigenschaftsspektrum aus.
  • Von weiterem Interesse ist insbesondere die hohe Wasserbeständigkeit von Beschichtungen, die durch die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel erhalten werden.
  • Bevorzugte Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel erhalten werden, zeigen eine hohe Pendeldämpfung nach König. Bevorzugt beträgt die Pendelhärte nach sieben Tagen mindestens 30 s, vorzugsweise mindestens 50 s, gemessen gemäß DIN EN ISO 1522.
  • Die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln erhältlichen Beschichtungen zeigen eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit. Bevorzugte Beschichtungen zeigen insbesondere gegenüber polaren Lösungsmitteln, insbesondere Alkoholen, beispielsweise 2-Propanol, oder Ketonen, beispielsweise Methylethylketon (MEK), unpolaren Lösungsmitteln, beispielsweise Dieselkraftstoff (Alkanen), eine ausgezeichnete Beständigkeit. Nach einer Einwirkung von 15 Minuten und anschließender Trocknung (24 Stunden bei Raumtemperatur) zeigen bevorzugte Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung eine Pendeldämpfung gemäß DIN ISO 1522 von vorzugsweise mindestens 20 s, bevorzugt mindestens 40 s.
  • Darüber hinaus zeigen bevorzugte Beschichtungen eine überraschend gute Tiefung. Gemäß besonderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung können bevorzugte Beschichtungen eine Tiefung von mindestens 1 mm, besonders bevorzugt mindestens 3,0 mm, gemessen gemäß DIN 53156 (Erichsen) zeigen.
  • Bevorzugte Beschichtungen zeigen einen verbesserten Verlauf. Beim Vermessen der Oberflächenstruktur mittels Laserstrahlen (= Wavescan-Methode) zeigen bevorzugte Bindemittel und Beschichtungssysteme der vorliegenden Erfindung einen Shortwave von vorzugsweise höchstens 40 Einheiten, besonders bevorzugt höchstens 30 Einheiten und ganz besonders bevorzugt höchstens 10 Einheiten.
  • Weiterhin zeichnen sich bevorzugte Beschichtungen, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln erhältlich sind, eine überraschend hohe Haftfestigkeit, die insbesondere gemäß dem Gitterschnitt-Versuch bestimmt werden kann. So kann insbesondere eine Klassifizierung von 0 bis 1, besonders bevorzugt von 0 gemäß der Norm DIN EN ISO 2409 erzielt werden.
  • Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und einem Vergleichsbeispiel erläutert werden, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.
  • Meßmethoden
  • Bestimmung des Feststoffgehaltes
  • Zur Bestimmung des Feststoffgehaltes wurden ca. 0,5 g Bindemittellösung mit Hilfe einer Analysenwaage in eine Aluminiumschale eingewogen. Es wurden 5 ml Aceton zugegeben und mit der Bindemittellösung durch Schwenken vermischt. Das Aceton wurde im Abzug abgedampft. Anschließend stellte man die Aluminiumschale für zwei Stunden bei 105°C in den Trockenschrank. Nach Abkühlen wurde die Aluminiumschale ausgewogen, danach erneut eine Stunde im Trockenschrank gelagert und nach Abkühlen erneut ausgewogen. Ist das Gewicht konstant, wird der Feststoffgehalt der Bindemittellösung nach folgender Formel bestimmt: Feststoff Bindemittellösung in Gewichtsprozent = Auswage Feststoff in g × 100/Einwaage Bindemittellösung
  • Bestimmung der Glanzwerte
  • Die Glanzwerte wurden nach DIN 67630 gemessen. Der Messwinkel betrug 60°.
  • Messung der dynamischen Viskosität
  • Die Messung der dynamischen Viskosität erfolgte gemäß DIN EN ISO 2555 mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 23°C.
  • Bestimmung der Viskositätszahl
  • Die Bestimmung der Viskositätszahl erfolgte gemäß DIN EN ISO 1628-1.
  • Bestimmung des Molekulargewichts
  • Das Molekulargewicht wurde über GPC in Anlehnung an DIN EN ISO 55672-1 bestimmt. Es wurden GPC-Säulen des Herstellers Varian/Polymer Laboratories verwendet, die mit den Porengrößen 105, 106, 104, 103 Å hintereinander angeordnet waren. Die einzelnen Säulen waren 300 mm lang und hatten einen Durchmesser von 7,5 mm. Es wurde eine Polymerlösung mit einer Ausgangskonzentration von 2,5 g Polymer pro Liter Lösungsmittel angesetzt. Gearbeitet wurde mit dem Eluenten THF und einem Fluss von 1 ml/min. Das Injektionsvolumen betrug 100 μl. Der Säulenofen ist auf 35°C temperiert. Detektion erfolgte über den RI-Detektor RI 150 der Firma Thermo Electron. Die Auswertung der Daten wurde mit dem Programm WinGPC der Firma Polymerstandard-Service (PSS) durchgeführt.
  • Mw bezeichnet das gewichtsmittlere Molekulargewicht, D den Polydispersitätsindex (D = Mw/Mn, Mn = zahlenmittleres Molekulargewicht).
  • Bestimmung der Glasübergangstemperatur
  • Die Glasübergangstemperaturen wurden mit dem Gerät DSC 1 der Firma Mettler Toledo gemäß DIN EN ISO 11357 gemessen. Als Glasübergangstemperatur wurde der Mittelpunkt der Glasstufe der zweiten Aufheizkurve mit 10°C pro Minute definiert.
  • Pendeldämpfung nach König
  • Die Messung der Pendeldämpfung nach König wurde gemäß DIN EN ISO 1522 ausgeführt. Die erfindungsgemäßen Beschichtungssysteme sowie die Vergleichssysteme wurden auf Glasplatten mit einem 200 μm Rakel aufgetragen und bei Raumtemperatur (23°C) getrocknet.
  • Deckvermögen
  • Das Deckvermögen wurde gemäß DIN EN ISO 6504-3 bestimmt. Auf Kontrastkarten wurde der Y-Wert bestimmt.
  • Pigmentierung der Bindemittel bzw. Beschichtungsmittel
  • Zur Pigmentierung wurde die jeweilige Bindemittellösung auf einen Feststoffgehalt von 60 Gew.-% verdünnt (Xylol). Anschließend wurde eine Mischung, umfassend 66,7 Gew.-% der durch Verdünnung erhaltenen Bindemittellösung, 20 Gew.-% TiO2 (Kronos® 2160), 0,23 Gew.-% Rotpigment (Bayferrox® 110) und 13,3 Gew.-% Xylol hergestellt und zu 230 g Steatitkugeln in eine in eine 250 ml Glasflasche gegeben. Die gut verschlossene Glasflasche wurde 24 Stunden auf der Rollbank gelagert. Danach wurden die Steatitkugeln durch Filtrieren vom pigmentierten Lack getrennt.
  • Oberflächenstruktur mittels Wavescan
  • Zur Bestimmung der Oberflächenstruktur wurde die Bindemittellösung auf einen Feststoffgehalt von 60% verdünnt und in einer Schichtdicke von 75 μm auf ein Coil-Coating-Blech aufgerakelt. Der Film wurde bei Raumtemperatur getrocknet. Mit Hilfe des Wave-Scan Gerätes der Firma BYK-Gardner wird die Welligkeit in einem Bereich von 0,1 bis 30 mm Wellenlänge analysiert. Es werden die Durchschnittswerte von drei Messungen des Longwaves (LW) und des Shortwaves (SW) angegeben. Je kleiner die LW- und SW-Werte sind, desto geringer ausgeprägt ist die Wellenstruktur, desto glatter ist der Gesamteindruck.
  • Herstellung einer Mischung von Methacryloyloxy-2-ethyl-fettsäureamiden
  • In einem Vierhalsrundkolben, der mit einem Säbelrührer mit Rührhülse und Rührmotor, Stickstoffeinleitung, Sumpfthermometer und einer Destillationsbrücke ausgestattet war, wurden 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.
  • Das Reaktionsgemisch wurde auf 150°C aufgeheizt. Innerhalb von 2 h wurden 19,5 ml Methanol abdestilliert. Das erhaltene Reaktionsprodukt enthielt 86,5% Fettsäureethanolamide. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde ohne Aufreinigung weiterverarbeitet.
  • 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.
  • Unter Rühren wurde die Reaktionsapparatur 10 Minuten mit Stickstoff gespült. Danach wurde das Reaktionsgemisch zum Sieden erhitzt. Das Methylmethacrylat/Methanol-Azeotrop wurde abgetrennt und anschließend die Kopftemperatur schrittweise auf 100°C angehoben. Nach Beendigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch auf ca. 70°C abgekühlt und filtriert.
  • Am Rotationsverdampfer wurde überschüssiges Methylmethacrylat abgetrennt. Es konnten 370 g Produkt erhalten werden.
  • Beispiel 1
  • 259 g Xylol wurden in einen 2 l-Doppelmantelreaktor mit Blattrührer, Rückflusskühler und Stickstoffinertisierung vorgelegt und auf 90°C aufgeheizt. 216 g einer Monomermischung aus 450 g n-Butylmethacrylat, 297 g Methylmethacrylat, 9 g Methacrylsäure, 84 g Methacryloyloxy-2-hydroxypropyl-linolsäureester und 25 g n-Dodecylmercaptan wurden in den Reaktor gegeben. Anschließend wurden 24 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugefügt. Nach ca. 15 Minuten wurde der Rest der Monomermischung und 73 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol innerhalb von 120 Minuten bei 110°C zudosiert. Nach einer weiteren Stunde Rühren bei 110°C wurden 29 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugegeben und eine Stunde gerührt. Die Bindemittellösung wurde abgekühlt.
  • Das mittels GPC bestimmte Gewichtsmittel des Molekulargewichts betrug 17600 g/mol, der Polydispersitätsindex 1,9.
  • Der Feststoffgehalt der Bindemittellösung betrug 70,2 Gew.-% und die Brookfield-Viskosität 16800 mPas.
  • Beispiel 2
  • 242 g Xylol wurden in einen 2 l-Doppelmantelreaktor mit Blattrührer, Rückflusskühler und Stickstoffinertisierung vorgelegt und auf 90°C aufgeheizt. 218 g einer Monomermischung aus 366 g n-Butylmethacrylat, 297 g Methylmethacrylat, 9 g Methacrylsäure, 168 g Methacryloyloxy-2-hydroxypropyl-linolsäureester und 34 g n-Dodecylmercaptan wurden in den Reaktor gegeben. Anschließend wurden 24 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugefügt. Nach ca. 15 Minuten wurde der Rest der Monomermischung und 108 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol innerhalb von 120 Minuten bei 110°C zudosiert. Nach einer weiteren Stunde Rühren bei 110°C wurden 15 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugegeben und eine Stunde gerührt. Die Bindemittellösung wurde abgekühlt.
  • Das mittels GPC bestimmte Gewichtsmittel des Molekulargewichts betrug 15300 g/mol, der Polydispersitätsindex 1,9.
  • Der Feststoffgehalt der Bindemittellösung betrug 68,9 Gew.-% und die Brookfield-Viskosität 3600 mPas.
  • Beispiel 3
  • 295 g Xylol wurden in einen 2 l-Doppelmantelreaktor mit Blattrührer, Rückflusskühler und Stickstoffinertisierung vorgelegt und auf 90°C aufgeheizt. 199 g einer Monomermischung aus 460 g n-Butylmethacrylat, 273 g Methylmethacrylat, 8 g Methacrylsäure, 39 g Methacryloyloxy-2-ethyl-fettsäureamid-Mischung und 16 g n-Dodecylmercaptan wurden in den Reaktor gegeben. Anschließend wurden 30 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugefügt. Nach ca. 15 Minuten wurde der Rest der Monomermischung und 90 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol innerhalb von 120 Minuten bei 110°C zudosiert. Nach einer weiteren Stunde Rühren bei 110°C wurden 36 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugegeben und eine Stunde gerührt. Die Bindemittellösung wurde abgekühlt.
  • Beispiel 4
  • 313 g Xylol wurden in einen 2 l-Doppelmantelreaktor mit Blattrührer, Rückflusskühler und Stickstoffinertisierung vorgelegt und auf 90°C aufgeheizt. 199 g einer Monomermischung aus 457 g n-Butylmethacrylat, 275 g Methylmethacrylat, 9 g Methacrylsäure, 39 g Methacryloyloxy-2-hydroxypropyl-linolsäureester und 16 g n-Dodecylmercaptan wurden in den Reaktor gegeben. Anschließend wurden 30 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugefügt. Nach ca. 15 Minuten wurde der Rest der Monomermischung und 91 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol innerhalb von 120 Minuten bei 110°C zudosiert. Nach einer weiteren Stunde Rühren bei 110°C wurden 9 g einer 40%igen Lösung von tert-Butylperoxyethylhexanoat in Xylol zugegeben und eine Stunde gerührt. Der letzte Schritt wurde noch einmal wiederholt. Die Bindemittellösung wurde abgekühlt.
  • Das mittels GPC bestimmte Gewichtsmittel des Molekulargewichts betrug 23500 g/mol, der Polydispersitätsindex 2,0.
  • Das erhaltene Beschichtungsmittel wurde gemäß zuvor dargelegter Vorschrift pigmentiert. Eine aus dem pigmentierten Beschichtungsmittel erhaltene Beschichtung zeigte eine Deckkraft von 99,67% und einen Glanz bei 60° von 85 Glanzeinheiten.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • 295 g Xylol wurden in einen 2 l-Doppelmantelreaktor mit Blattrührer, Rückflusskühler und Stickstoffinertisierung vorgelegt und auf 90°C aufgeheizt. 199 g einer Monomermischung aus 499 g n-Butylmethacrylat, 273 g Methylmethacrylat, 8 g Methacrylsäure und 16 g n-Dodecylmercaptan wurden in den Reaktor gegeben. Anschließend wurden 30 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugefügt. Nach ca. 15 Minuten wurde der Rest der Monomermischung und 90 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol innerhalb von 120 Minuten bei 110°C zudosiert. Nach einer weiteren Stunde Rühren bei 110°C wurden 36 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugegeben und eine Stunde gerührt. Die Bindemittellösung wurde abgekühlt.
  • Das mittels GPC bestimmte Gewichtsmittel des Molekulargewichts betrug 19300 g/mol, der Polydispersitätsindex 1,7.
  • Das Beschichtungsmittel wurde auf eine auf Glasplatte mit einem 200 μm Rakel aufgetragen und bei Raumtemperatur (23°C) getrocknet. Nach 1 Tag betrug die Pendeldämpfung nach König 38 s, nach 7 Tagen 69 s und nach 1 Monat 85 s.
  • Weiterhin wurden die Verlaufseigenschaften mittels der zuvor dargelegten Wavescan-Methode bestimmt, wobei die gemessene Welligkeit Werte von 1,6 (Longwave) bzw. 19,3 (Shortwave) aufweist.
  • Das erhaltene Beschichtungsmittel wurde gemäß zuvor dargelegter Vorschrift pigmentiert. Eine aus dem pigmentierten Beschichtungsmittel erhaltene Beschichtung zeigte eine Deckkraft von 99,55% und einen Glanz bei 60° von 75 Glanzeinheiten.
  • Beispiel 5
  • 295 g Xylol wurden in einen 2 l-Doppelmantelreaktor mit Blattrührer, Rückflusskühler und Stickstoffinertisierung vorgelegt und auf 90°C aufgeheizt. 201 g einer Monomermischung aus 301 g n-Butylmethacrylat, 197 g Methylmethacrylat, 9 g Methacrylsäure, 234 g Isobornylmethacrylat, 39 g Methacryloyloxy-2-hydroxypropyl-linolsäureester und 16 g n-Dodecylmercaptan wurden in den Reaktor gegeben. Anschließend wurden 30 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugefügt. Nach ca. 15 Minuten wurde der Rest der Monomermischung und 90 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol innerhalb von 120 Minuten bei 110°C zudosiert. Nach einer weiteren Stunde Rühren bei 110°C wurden 36 g einer 20%igen Lösung von Dilaurylperoxid in Xylol zugegeben und eine Stunde gerührt. Die Bindemittellösung wurde abgekühlt.
  • Das mittels GPC bestimmte Gewichtsmittel des Molekulargewichts betrug 19400 g/mol, der Polydispersitätsindex 1,9.
  • 92,4 g Bindemittellösung, 0,07 g Sikkativ (Borchers Dry 411 HS) und 7,6 g Xylol wurden in einer 250 ml Glasflasche eingewogen und am Dissolver miteinander vermischt (10 Minuten bei 1500 Umdrehungen pro Minute).
  • Das mit Sikkativ versehene Beschichtungsmittel wurde auf eine auf Glasplatte mit einem 200 μm Rakel aufgetragen und bei Raumtemperatur (23°C) getrocknet. Nach 1 Tag betrug die Pendeldämpfung nach König 49 s, nach 7 Tagen 85 s und nach 1 Monat 127 s.
  • Darüber hinaus zeigte das zuvor dargelegte Beschichtungsmittel hervorragende Verlaufseigenschaften. So betrug die mittels der zuvor dargelegten Wavescan-Methode gemessene Welligkeit lediglich Werte von 0,4 (Longwave) bzw. 2,4 (Shortwave).
  • Das erhaltene Beschichtungsmittel wurde gemäß zuvor dargelegter Vorschrift pigmentiert. Eine aus dem pigmentierten Beschichtungsmittel erhaltene Beschichtung zeigte eine Deckkraft von 99,67% und einen Glanz bei 60° von 87 Glanzeinheiten.
  • Beispiel 6
  • In einen 5 l HWS-Glasreaktor, ausgestattet mit Inter-MIG-Rührer und Rückflußkühler wurden 3200 ml VE-Wasser vorgelegt, der Rührer auf eine Drehzahl von 300 Umdrehungen pro Minute eingestellt und auf eine Außentemperatur von 40°C aufgeheizt. Es wurden 200 g Polyacrylsäure und 0,5 g Kaliumhydrogensulfat zugegeben und durch Rühren verteilt. In einem Becherglas wurden 605 g Methylmethacrylat, 804 g n-Butylmethacrylat, 17 g Methacrylsäure, 75 g Methacryloyloxy-2-hydroxypropyl-linolsäureester, 16 g Peroxan LP und 32 g Ethylhexylthioglycolat (TGEH) gemischt und unter Rühren homogenisiert. Die Monomerstammlösung wurde in den Reaktor gepumpt. Die Innentemperatur wurde auf 85°C geregelt. Die Polymerisation wurde beendet, sobald die Wärmeentwicklung abbrach. Der Ansatz wurde abgekühlt. Durch eine Filter-Nutsche wurde die Mutterlauge von den Polymerperlen abgetrennt.
  • Die Lagerstabilität der erhaltenen Polymerzusammensetzung wurde durch Messung des Molekulargewichts bestimmt. Das mittels GPC gemessene Gewichtsmittel des Molekulargewichts betrug unmittelbar nach der Herstellung 25 000 g/mol bei einem Polydispersitätsindex Mw/Mn von 1,7. Nach 3 Monaten Lagerung bei Raumtemperatur betrug das Gewichtsmittel des Molekulargewichts 24 000 g/mol und der Polydispersitätsindex 1,8.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (19)

  1. (Meth)acrylat-Polymer zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 10000 bis 60000 g/mol aufweist und das (Meth)acrylat-Polymer 0,5 bis 40 Gew.-% Einheiten, die von (Meth)acryl-Monomeren abgeleitet sind, die im Alkylrest mindestens eine Doppelbindung und 8 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen, 0,1 bis 10 Gew.-% Einheiten, die von Säuregruppen-haltigen Monomeren abgeleitet sind, und 50 bis 99,4 Gew.-% Einheiten, die von (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind, die keine Doppelbindungen oder Heteroatome im Alkylrest aufweisen und diese (Meth)acrylate mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest so ausgewählt sind, dass ein Polymer bestehend aus diesen (Meth)acrylaten mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest eine Glasübergangstemperatur von mindestens 40°C aufweist, jeweils bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers, umfasst.
  2. (Meth)acrylat-Polymer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer höchstens 20 Gew.-% an Einheiten aufweist, die von Comonomeren abgeleitet sind.
  3. (Meth)acrylat-Polymer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer höchstens 10 Gew.-% an Einheiten aufweist, die von weiteren funktionalisierten (Meth)acrylaten abgeleitet sind.
  4. (Meth)acrylat-Polymer gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer höchstens 10 Gew.-% an Einheiten aufweist, die von Styrol abgeleitet sind.
  5. (Meth)acrylat-Polymer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (Meth)acrylat-Polymer 50 bis 99,4 Gew.-% Einheiten umfasst, die von Methylmethacrylat und/oder Butylmethacrylat abgeleitet sind, bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers.
  6. (Meth)acrylat-Polymer gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer 25 bis 50 Gew.-% Einheiten, die von Methylmethacrylat abgeleitet sind, und 20 bis 60 Gew.-% Einheiten, die von Butylmethacrylat abgeleitet sind, umfasst, jeweils bezogen auf das Gewicht des (Meth)acrylat-Polymers.
  7. (Meth)acrylat-Polymer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (Meth)acrylat-Polymer 0,1 bis 99,4 Gew.-% Einheiten umfasst, die von Cycloalkyl(meth)acrylaten abgeleitet sind.
  8. (Meth)acrylat-Polymer gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass (Meth)acrylat-Polymer Einheiten umfasst, die von Cyclohexylmethacrylat, Cyclohexylacrylat, Cyclohexyl(meth)acrylaten mit mindestens einem Substituenten am Ring, Isobornylacrylat und/oder Isobornylmethacrylat abgeleitet sind.
  9. (Meth)acrylat-Polymer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (Meth)acrylat-Polymer eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 10°C bis 80°C aufweist.
  10. (Meth)acrylat-Polymer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 15000 bis 40000 g/mol aufweist.
  11. (Meth)acrylat-Polymer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer ein Polydispersitätsindex Mw/Mn im Bereich von 1 bis 10 aufweist.
  12. (Meth)acrylat-Polymer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer eine Molekulargewichtsverteilung mit mindestens 2 Maxima aufweist, gemessen mittels GPC.
  13. (Meth)acrylat-Polymer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer eine Iodzahl im Bereich von 2 bis 50 Jod pro 100 g Polymer aufweist.
  14. Beschichtungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel 10 bis 80 Gew.-% mindestens eines Polymers gemäß den Ansprüchen 1 bis 14 aufweist.
  15. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt mindestens 40 Gew.-% beträgt.
  16. -
  17. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 15 oder 16 auf ein Substrat aufgebracht und gehärtet wird.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Metall ist.
  19. Beschichteter Gegenstand, erhältlich durch ein Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18.
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