DE19704707C2 - Polymer auf Basis von polymerisierbaren Saccharidmonomeren zur Herstellung von Latexbindemitteln und -anstrichmittel, sowie dessen Verwendung - Google Patents
Polymer auf Basis von polymerisierbaren Saccharidmonomeren zur Herstellung von Latexbindemitteln und -anstrichmittel, sowie dessen VerwendungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polymer zur Herstellung von Latexbindemitteln
und -anstrichmitteln, sowie dessen Verwendung. Die Latexanstrichmittel weisen eine
verbesserte Verarbeitungszeit ("open time") auf und sind sogar in Abwesenheit
flüchtiger, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit
beeinflussender Additive frost- und tauwasserbeständig ("freeze-thaw-stable"). Sie
können daher als Frostschutzadditive verwendet werden.
Anstriche auf Latexbasis, wie Farben, Beizen, Klebstoffe und Drucktinten, werden
aufgrund ihrer Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, einfachen Anwendung und einfachen
Reinigung zunehmend eingesetzt. Wäßrige Anstriche, wie Latexanstriche, trocknen im
Vergleich zu lösungsmittelhaltigen Anstrichen, wie Alkydanstrichen, rasch. Aufgrund
der im Vergleich zu lösungsmittelhaltigen Anstrichen schnelleren Trocknungszeit
wäßriger Anstriche kann ein zweiter Auftrag innerhalb einer kurzen Zeitspanne, z. B.
etwa 3 bis etwa 5 Stunden, aufgetragen werden. Aufgrund der schnelltrocknenden Natur
der wäßrigen Anstriche besteht oft nicht genug Zeit, zur Verbesserung des
Erscheinungsbilds oder zum Auftrag zusätzlicher Farbe auf die frisch gestrichene nasse
Oberfläche nochmals über frisch gestrichene nasse Oberfläche zu pinseln, ohne Defekte,
wie Pinselspuren, Glanzverlust oder Überlappkanten, in dem fertigen getrockneten
Anstrich hervorzurufen. Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung bedeutet
"Überlappung" eine Fläche auf einem Substrat, wo ein zusätzlicher Anstrich auf einen
Abschnitt bereits gestrichener angrenzender Substratfläche, die jedoch noch naß ist,
aufgetragen wird.
Im Fall von Farben ist es wünschenswert, die Kanten einer nassen gestrichenen Fläche
nahtlos an neu zugefügte frische Farbe anzuschließen, ohne daß sich in dem getrockneten
Anstrich eine sichtbare Überlappung zeigt. "Überlappen" oder "zu überlappen"
bezeichnet die Fähigkeit, diese nahtlose Verbindung von Kanten durchzuführen, ohne
eine sichtbare "Überlappungs"-linie zu hinterlassen. Für die Zwecke der vorliegenden
Anmeldung bedeuten "Verarbeitungszeit" ("open time) oder "Naßkantenzeit" die Zeit,
die ein Anstrich bearbeitbar bleibt, nachdem er auf ein Substrat aufgetragen worden ist,
um ein Überpinseln oder "Einschmelzen" des neu aufgetragenen Anstrichs an der
Überlappung zu gestatten, ohne zu den vorstehend beschriebenen Defekten zu führen.
Die Verarbeitungszeit ist ein ausgeprägteres Problem in den Fällen, in denen ein von
einer planen oder matten Oberfläche abweichendes Erscheinungsbild angestrebt wird,
wie mit Glanz- oder Hochglanzfarben, weil ein glänzendes Erscheinungsbild die
Oberflächendefekte sichtbarer macht.
Das Trocknungsverhalten der wäßrigen Anstriche, wie die Trocknungszeit, das Fließen
und der Glanz des getrockneten Anstrichs sind nicht leicht zu steuern, weil sie davon
abhängen, wie schnell das Wasser im Anstrich verdampft. Während des Trocknens des
wäßrigen Anstrichs deformieren sich die Polymerteilchen im Latexbindemittel beim
Verdampfen des Wassers und verschmelzen unter Ausbildung eines zusammenhängenden
Films. Dieser Vorgang, der als "Filmbildung" oder "Koaleszenz" bekannt ist, ist
irreversibel, weil die Zugabe von Wasser auf den getrockneten oder trocknenden
Anstrich die Polymerteilchen nicht wieder dispergiert. Sobald die Koaleszenz eintritt, ist
es unmöglich, den wäßrigen Anstrich zu überpinseln und in eine bereits gestrichene
Fläche zu überlappen. Das Trocknungsverhalten wäßriger Anstriche hängt von der
Temperatur, Feuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftragens und
danach ab. Z. B. können Anstriche unter heißen, trockenen oder windigen Bedingungen
nahezu sofort trocknen, was zu unzureichenden Überlappeigenschaften und kurzen
Verarbeitungszeiten führt. Außerdem neigen diese Bedingungen auch dazu, die Qualität
der Filmbildung zu beeinträchtigen, was zu Rissen, schlechtem Verlaufen, niedrigem
Glanz und schlechter Haftung zum Substrat führen kann.
Die herkömmliche Methode, der schnelltrocknenden Natur wäßriger Anstriche zu
begegnen, besteht darin, derartigen Anstrichen zur Verlängerung der Verarbeitungszeit
beträchtliche Konzentrationen, z. B. 10 bis 20% oder mehr, bezogen auf den gesamten
Flüssigkeitsgehalt, wasserlöslicher Lösungsmittel zuzusetzen. Diese Techniken werden
von M. D. Andrews, "Influence of Ethylene and Propylene Glycols on Drying
Characteristics of Latex Paints", Journal of Paint Technology, Band 46, S. 40, (1974);
D. A. Sullivan, "Water and Solvent Evaporation from Latex and Latex Paint Films",
Journal of Paint Technology, Band 47, S. 60, (1976); und C. R. Martens, Waterborne
Coatings, Van Nostrand Reinhold, S. 153, (1981) diskutiert. Diese Literaturstellen
diskutieren die Verwendung kurzkettiger wasserlöslicher Alkohole und Glycole als
Cosolventien in wäßrigen Anstrichen, um die Koaleszenz der Latexteilchen günstig zu
beeinflussen, das Egalisieren zu verbessern und die Verarbeitungszeit zu verlängern.
Diese Cosolventien machen jedoch die den wäßrigen Anstrichen innewohnenden
Vorteile, wie Sicherheit, geringer Tack, geringer Geruch und geringe Umwelt
verschmutzung, zunichte.
Zusätzlich zur Erhöhung der Verarbeitungszeit von Latexanstrichen verleihen derartige
wasserlösliche Lösungsmittel den Anstrichen auf Latexbasis auch eine Frost- und
Tauwasserbeständigkeit. Man sieht sich damit dem Problem gegenüber, Bindemittel und
Anstriche auf Latexbasis herzustellen, die derartige Lösungsmittel nicht verwenden oder
erheblich geringere Mensen derartiger Lösungsmittel verwenden, und dennoch
Verarbeitungszeiten und eine Frost- und Tauwasserbeständigkeit zeigen, die ebenso gut
oder besser wie diejenige von Latexbindemitteln und -anstrichen sind, die derartige
Lösungsmittel in Konzentrationen verwenden, die zur Bereitstellung frost- und
tauwasserbeständiger Latexbindemittel und Anstrichmittel geeignet sind.
Polymerisierbare Aminosaccharide sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Beispielsweise beschreibt die EP 0 668 294 A1 ungesättigte Kohlenhydratderivate, die an
einer einzelnen OH-Gruppe modifiziert sind, d. h., es wird eine Verbindung mit einer
polymerisierbaren Kohlenwasserstoffgruppe R1 an einem Ende und einem Saccharid Z am
anderen Ende des Moleküls offenbart. Das Saccharid kann kovalent an einer Aminogruppe
Y gebunden sein. Das Aminosaccharid ist hier jedoch nicht direkt an die Kohlenwasser
stoffgruppe gebunden, sondern besitzt eine -(COO-Alkyl)m-(OCONH-R)n-(NHCO)p-Gruppe
zwischen der Kohlenwasserstoffgruppe und dem Aminosaccharid. Diese Polymere werden
für medizinische Artikel, insbesondere zur Beschichtung von Kontaktlinsen eingesetzt.
Die WO 91/18023 beschreibt die Herstellung von Cyklodextrinpolymeren durch Umsetzung
von Cyklodextrinderivaten mit Polyvinylalkohol, Cellulose oder deren Derivaten oder durch
Copolymerisation mit Vinylacetat oder Methylmethacrylat. Diese Polymere finden als Filme
Verwendung.
Ferner beschreibt die WO 94/12540, ähnlich wie die EP 0 663 294 A1, eine Verbindung
mit einer polymerisierbaren Kohlenwasserstoffgruppe R an einem Ende und einem Saccha
rid A oder A1 am anderen Ende. Das Saccharid kann kovalent an eine Aminogruppe Y
gebunden sein. Das Aminosaccharid ist jedoch nicht direkt an die Kohlenwasserstoffgruppe
gebunden, sonderen enthält eine -CO-R3-CO-O-Gruppe zwischen der Kohlenwasserstoff-
Gruppe und dem Aminosaccharid. Die im Stand der Technik beschriebenen Polymere unter
scheiden sich daher hinsichtlich ihrer chemischen Struktur, Wirkungsweise sowie dem
Einsatzgebiet von den Polymeren der vorliegenden Erfindung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Polymer zur Herstellung von Latexbindemitteln und
Latexanstrichmitteln, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
eines durch die Struktur (III) dargestellten polymerisierbaren Saccharidmonomers,
eines durch die Struktur (III) dargestellten polymerisierbaren Saccharidmonomers,
in der R1 H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2 H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
in der R1 H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2' H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
R3 C1-C18-Alkyl, H oder NH2 ist,
m und n größer als oder gleich 0 sind, und X der Rest einer beliebigen geeigneten α,β-ethy lenisch ungesättigten Einheit ist, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccharidmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexan strichmittel zu liefern, und
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C3-Alkyl-diester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe, umfaßt, wie es im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist.
R2' H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
R3 C1-C18-Alkyl, H oder NH2 ist,
m und n größer als oder gleich 0 sind, und X der Rest einer beliebigen geeigneten α,β-ethy lenisch ungesättigten Einheit ist, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccharidmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexan strichmittel zu liefern, und
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C3-Alkyl-diester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe, umfaßt, wie es im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des Polymers in einem Latexbindemit
tel, umfassend:
- a) ein Polymer in wirksamen Mengen, um als polymeres Bindemittel in einem Latex
anstrichmittel zu wirken, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
eines polymerisierbaren Saccharidmonomers, das den an den Rest einer Saccha rideinheit kovalent gebundenen Rest einer einzelnen α,β-ethylenisch ungesättigten Einheit umfaßt, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccha ridmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexanstrichmittel zu liefern,
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C8-Alkyl-diester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe,
von 0 bis 70 pphm eines Styrolmonomers,
von 0 bis 2 pphm eines ionischen Monomers und
von 0 bis 2 pphm eines Naßhaftungsmonomers umfaßt, - b) Wasser und
- c) ein Emulgiermittel in wirksamen Mengen, um eine Emulsion des Polymers im Was ser zu ergeben.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des Polymers in einem frost- und tauwasser
beständigen Latex-Anstrichmittel, umfassend:
- a) ein Latexbindemittel, das selbst frost- und tauwasserbeständig sein kann, umfassend:
- a) ein Polymer in wirksamen Mengen, um als polymeres Bindemittel in dem
Latexanstrichmittel zu wirken, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
eines polymerisierbaren Saccharidmonomers, das den an den Rest einer Sac charideinheit kovalent gebundenen Rest einer einzelnen α,β-ethylenisch ungesättigten Ein heit umfaßt, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Sac charidmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexanstrichmittel zu liefern,
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C8-Alkyl-diester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe,
von 0 bis 70 pphm eines Styrolmonomers,
von 0 bis 2 pphm eines ionischen Monomers und
von 0 bis 2 pphm eines Naßhaftungsmonomers umfaßt, - b) Wasser und
- c) ein Emulgiermittel in wirksamen Mengen, um eine Emulsion des Polymers im Wasser zu ergeben, und
- a) ein Polymer in wirksamen Mengen, um als polymeres Bindemittel in dem
Latexanstrichmittel zu wirken, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
- b) mindestens einen Bestandteil, ausgewählt aus der aus einem Entschäumer, einem Pigment, einem Füllstoff, einem Viskositätsveränderer, einem oberflächenaktiven Mittel, einem Koaleszenzmittel, einem Neutralisationsmittel und einem Biozid bestehenden Gruppe.
Die mit dem erfindungsgemäßen Polymer hergestellten Latexanstriche zeigen im
Vergleich zu Latexanstrichen, die keine flüchtigen, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussenden Additive enthalten,
eine verbesserte Verarbeitungszeit. Die Anstrichmittel verwenden als Latexbindemittel
eine das erfindungsgemäße Polymer umfassende Emulsion, das das Polymerisations
produkt eines polymerisierbaren Saccharidmonomers, mindestens eines Acrylmonomers
und wahlweise eines Monomers ist, das aus der Gruppe der Styrolmonomere, ionischen
Monomere und Naßhaftungsmonomere ausgewählt ist. Das Saccharidmonomer umfaßt
den Rest einer einzelnen α,β-ethylenisch ungesättigten Einheit, die kovalent an den Rest
einer Saccharideinheit gebunden ist.
Mit der Erfindung ist gefunden worden, daß frost- und tauwasserbeständige
Latexbindemittel und Latexanstrichmittel ohne Verwendung flüchtiger, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit beeinflussender Additive hergestellt werden können. Die durch
Verwendung des erfindungsgemäßen Polymers hergestellten Latexbindemittel und
-anstrichmittel weisen Verarbeitungszeiten auf, die ebenso gut oder besser sind, als
Latexbindemittel oder -anstrichmittel, die herkömmliche flüchtige, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussende Additive enthalten.
Diese Latexanstrichmittel weisen im Vergleich zu Latexanstrichmitteln, die keine die
Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussenden Additive
enthalten, verbesserte Verarbeitungszeiten auf. Diese Bezugs-Latexzusammensetzungen
sind, abgesehen davon, daß sie eine schlechtere Verarbeitungszeit aufweisen, nicht
frost- und tauwasserbeständig.
Bei der Herstellung der bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polymere verwende
ten Saccharidmonomere wird der Rest einer einzelnen α,β-ethylenisch ungesättigten
Einheit kovalent an den Rest einer Saccharideinheit gebunden. Im allgemeinen kann die
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Monomere verwendeten Saccharideinheit ein
reduzierender Zucker sein oder kann aus über glycosidische Bindungen verknüpften
Glycosyleinheiten bestehen. Diese Saccharide können eine reduzierende Endgruppe
aufweisen, obgleich dies nicht erforderlich ist. Sie können linear oder verzweigt sein,
und sie können aus einem einzelnen Typ von Glycosyleinheiten bestehen oder sie können
aus zwei oder mehreren verschiedenen Typen von Glycosyleinheiten bestehen.
Beispielhafte Saccharide gemäß der vorliegenden Erfindung sind ohne Einschränkung
u. a. Stärken, hydrolysierte Stärken, Glucose, Galactose, Maltose, Lactose,
Maltodextrine, Trockensubstanz von Stärkezuckersirup aus Mais, Cellulose,
hydrolysierte Cellulose, Dextran, hydrolysiertes Dextran, Guargummi, hydrolysiertes
Guargummi, Johannisbrotgummi und hydrolysiertes Johannisbrotgummi. Die Stärken
sind z. B. Mais-, Kartoffel-, Tapioka- und Reisstärke.
Die α,β-ethylenisch ungesättigte Einheit dient als polymerisierbare Funktionalität im
Saccharidmonomer, die die Copolymerisierung des Saccharidmonomers und des
Acrylmonomers gestattet. Demzufolge kann die α,β-ethylenisch ungesättigte Einheit eine
beliebige Einheit sein, die mit einem Acrylmonomer im hier verwendeten Sinn dieses
Begriffs bereitwillig copolymerisiert. Derartige ungesättigte Einheiten sind u. a. z. B.
Allyl-, Acrylat-, Methacrylat- und Styrolfunktionalitäten. Bevorzugte α,β-ethylenisch
ungesättigte Einheiten sind u. a. Acrylamid, Methacrylamid und α-Methylstyryleinheiten.
Besonders bevorzugt ist 3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat.
Die Saccharidmonomere können nach einer Vielzahl von Verfahren hergestellt werden.
Z. B. kann zur Herstellung der Saccharidmonomere die reduktive Aminierung mit oder
ohne Lösungsmittel angewendet werden. Außerdem können die Monomere unter
Verwendung des Enzyms β-Galactosidase hergestellt werden, wobei Lactose auf 2-
Hydroxyethyl-(meth)acrylat übertragen wird, oder durch Lipase-katalysierte Umesterung
eines aktiven Esters von Acrylsäure, wie Vinylacrylat, mit Sacchariden oder
Saccharidderivaten.
Es werden Acrylpolymere bereitgestellt, die den einpolymerisierten Rest eines
Acrylmonomers und eines durch die Struktur III dargestellten polymerisierbaren
Saccharidmonomers umfassen,
in der R1, R2 und R3 die nachstehend angegebene Bedeutung haben und X der Rest der
α,β-ethylenisch ungesättigten Einheit ist. Vorzugsweise ist X der Rest einer aus der aus
Acrylamid, Methacrylamid und α-Methylstyryleinheiten bestehenden Gruppe
ausgewählten Einheit.
Die bevorzugten zur Herstellung der Saccharidmonomere eingesetzten Verfahren, wie
beispielsweise die reduktive Aminierung, verwenden vorzugsweise nur Wasser als
Lösungsmittel für die Umsetzung und sind vorzugsweise frei von Cosolventien. In einer
Ausführungsform wird beim Verfahren eine Saccharideinheit der Struktur (I) mit einem
Amin der Formel R3NH2, in der R3 C1-C18-Alkyl, H oder NH2 sein kann, in Wasser in
Abwesenheit eines Cosolvens vermischt. Die Vermischung des Saccharids und des
Amins wird in Gegenwart eines Metallkatalysators der Gruppe VIIIB unter Bedingungen
mit Druckwasserstoff in Kontakt gebracht, die zur Herstellung eines Aminosaccharids
der Struktur (II) geeignet sind. Das Aminosaccharid wird mit der α,β-ethylenisch
ungesättigten Einheit umgesetzt, wobei ein Saccharidmonomer der Struktur (III) erhalten
wird.
Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung soll der Begriff "Saccharid" reduzierende
Zucker, Oligosaccharide und Polysaccharide einschließen, da diese Begriffe dem
Fachmann geläufig sind. Die Begriffe "Saccharidmonomere" und "polymerisierbare
Saccharidmonomere" werden in der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet.
Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen polymerisierbaren Saccharidmonomere
hergestellt, indem man
- a) in Wasser in Abwesenheit eines Colsolvens vermischt:
- a) ein Saccharid der Struktur (I)
in der R1 H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2 H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
in der R1' H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2' H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
und m und n größer als oder gleich 0 sind, und - b) ein Amin, ausgewählt aus der aus R3NH2 bestehenden Gruppe, in der R3
aus der aus einem C1-C18-Alkylrest, H oder NH2 bestehenden Gruppe ausgewählt ist,
und so eine wäßrige Vermischung des Saccharids und des Amins herstellt,
- a) ein Saccharid der Struktur (I)
- b) die wäßrige Vermischung des Saccharids und des Amins mit Wasserstoff unter
Druck in Gegenwart eines Metallkatalysators der Gruppe VIIIB unter Bedingungen in
Kontakt bringt, die zur Herstellung eines Aminosaccharids der Struktur (II) geeignet
sind;
in der R1, R2, R3, R1', R2', m und n die oben angegebene Bedeutung haben, - c) dem Aminosaccharid die α,β-ethylenisch ungesättigte Einheit zusetzt und
- d) das Aminosaccharid und die α,β-ethylenisch ungesättigte Einheit unter Bedingungen vermischt, die zur Herstellung eines Saccharidmonomers der Struktur (III), in der R1, R2, R3, R1', R2', m und n die oben angegebene Bedeutung haben, geeignet sind, wobei der Katalysator und das überschüssige Amin aus der Reaktion entfernt werden.
In bevorzugten Ausführungsformen schließen die Verfahren zur Herstellung der
Saccharidmonomere die Verwendung eines Cosolvens mit dem Wasser während des
ganzen Verfahrens der Herstellung der Saccharidmonomere aus. Der Begriff
"Cosolvens" soll in diesem Zusammenhang organische Lösungsmittel, wie Alkohole,
Ketone, und polare aprotische Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid
und Pyridin, umfassen. Der Begriff "Cosolvens" soll in diesem Zusammenhang auch das
im Verfahren verwendete überschüssige Amin insoweit umfassen, daß das Amin in
Mengen vorliegt, die im Verfahren effektiv als Lösungsmittel wirken.
Bei der Herstellung der Vermischung des Saccharids der Struktur (I) und des Amins
werden das Saccharid und das Amin in Wasser in Abwesenheit eines Cosolvens
vermischt, bis eine Vermischung hieraus entstanden ist. In bevorzugten
Ausführungsformen wird das Saccharid dem Wasser zugegeben und gemischt, bis das
Saccharid entweder im Wasser gelöst oder im Wasser homogen dispergiert ist. Das
Saccharid/Wasser-Gemisch wird dann dem Amin zugegeben und vorzugsweise bei
Temperaturen von weniger als etwa 10°C über eine Zeitspanne gemischt, die zur
Bildung einer Vermischung des Saccharids und des Amins geeignet ist, üblicherweise
mindestens etwa eine Stunde lang.
Bevorzugte Saccharideinheiten, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymere
verwendet werden, sind durch die Struktur (I) dargestellt, in der R1 und R2 die oben
angegebene Bedeutung haben. In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist das
Polysaccharid eine durch die Struktur (I) dargestellte Stärke, in der R1 durch die Struktur
(Ia) und R2 durch die Struktur (Ia) dargestellt wird oder H ist. Das bei der vorliegenden
Erfindung verwendete Amin ist aus der aus R3NH2 bestehenden Gruppe ausgewählt, in
der R3 ein C1-C18-Alkylrest, H oder NH2 sein kann. Vorzugsweise ist R3 ein C1-C3-
Alkylrest. Insbesondere ist das Amin Methylamin. Bevorzugte α,β-ethylenisch
ungesättigte Einheiten umfassen eine α-Methylstyryleinheit, insbesondere 3-Isopropenyl-
α,α-dimethylbenzylisocyanat.
In den bevorzugten Ausführungsformen wird die Vermischung des Saccharids und des
Amins mit Wasserstoff unter Druck und in Gegenwart eines Metallkatalysators der
Gruppe VIIIB eine Zeitspanne lang in Kontakt gebracht, die zur Herstellung eines
Aminosaccharids geeignet ist. Vorzugsweise wird die Vermischung des Saccharids und
des Amins mit dem Metallkatalysator der Gruppe VIIIB in einen Reaktor gegeben und
der Inhalt auf eine angemessene Temperatur gebracht, um die Bildung des
Aminosaccharids zu erleichtern. Vorzugsweise liegt die Temperatur im Bereich von 10°C
bis 100°C, insbesondere von 40°C bis 60°C. Der verwendete Metallkatalysator
kann ein beliebiges Metall der Gruppe VIII umfassen, wobei Nickel, Palladium, Platin
und Ruthenium bevorzugt sind. Besonders bevorzugte Katalysatoren sind handelsübliche Raney-Nickel-
Katalysator und Nickelkatalysatoren auf Träger.
Der Reaktor wird
mit Stickstoff oder einem vergleichbaren Inertgas gespült und mit Wasserstoff
beaufschlagt. Der Druck reicht aus, um die Reaktion zwischen dem Saccharid und dem
Amin zu ermöglichen. Im allgemeinen gilt, daß die Reaktion umso rascher abläuft, je
höher der Druck ist. Vorzugsweise beträgt der Druck mindestens etwa 690 kPa (100 psi),
insbesondere mindestens etwa 4800 kPa (700 psi). Der Inhalt des Reaktors wird durchmischt, bis die
Reaktion im wesentlichen abgeschlossen ist. Üblicherweise wird der Inhalt etwa 8 bis 20
Stunden lang, vorzugsweise etwa 12 Stunden lang, durchmischt. Die vorstehend
angegebenen Temperaturen und Drücke sollen den Schutzbereich der Ansprüche nicht
einschränken. Wie dem Fachmann ersichtlich, können die Bedingungen von Temperatur
und Druck in Kenntnis der vorliegenden Beschreibung so gewählt werden, daß die
Reaktionsgeschwindigkeit und die Produktausbeute optimiert werden können.
Nach der Herstellung des Aminosaccharids muß der Katalysator daraus entfernt werden.
Obgleich es dem Fachmann geläufig ist, daß es verschiedene Mittel zur Entfernung des
Katalysators gibt, wird der Katalysator in bevorzugten Ausführungsformen durch
Filtration entfernt. Das Aminosaccharid kann gegebenenfalls zu einem Feststoff weiter
aufkonzentriert werden und vor der Herstellung der erfindungsgemäßen Saccharid
monomere wieder in Wasser gelöst werden. Vorzugsweise wird der Katalysator entfernt,
und zum Aminosaccharid wird 3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat gegeben und
beides wird unter Bedingungen durchmischt, die zur Herstellung des Saccharidmonomers
geeignet sind.
In bevorzugten Ausführungsformen wird ein stöchiometrischer Überschuß des Amins mit
dem Saccharid vermischt, um die Umsetzung des Saccharids mit dem Amin zu
begünstigen. Ohne durch die folgenden Ausführungen eingeschränkt werden zu wollen,
findet vermutlich bei der Bildung des Aminosaccharids zwischen dem Aminosaccharid
und dem Saccharid eine weniger erwünschte Reaktion statt. Ein stöchiometrischer
Überschuß des Amins wird verwendet, um die bevorzugte Reaktion zwischen dem
Saccharid und dem Amin zu begünstigen. Es ist bevorzugt, daß die im Verfahren
verwendete Überschußmenge an Amin minimiert wird, da jegliches überschüssige Amin
vor der Umsetzung des Aminosaccharids mit dem 3-Isopropenyl-α,α-dimethyl
benzylisocyanat entfernt werden muß. Darüber hinaus wird das Amin nicht soweit im
Überschuß verwendet, daß es im Verfahren als Lösungsmittel wirkt. Vorzugsweise
werden das Saccharid und das Amin in molaren Verhältnissen von 1 : 1 bis 1 : 2,
insbesondere von 1 : 1 bis 1 : 1,5, verwendet.
Das Aminosaccharid und das 3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat werden vor
zugsweise in molaren Verhältnissen vereinigt, die von jeweils etwa 0,8 : 1 bis etwa 1,2 : 1
reichen. In bevorzugteren Ausführungsformen werden das Aminosaccharid und das 3-
Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat in äquimolaren Mengen vereinigt. Die
bevorzugten erfindungsgemäßen Monomere sind insofern einzigartig, als sie bereitwillig
mit Acrylmonomeren, wie (Meth)acrylaten, copolymerisieren, aufgrund der Natur der α-
Methylstyryleinheit jedoch nicht homopolymerisieren. Diese Eigenschaft des
Saccharidmonomers ist besonders in Fällen vorteilhaft, in denen eine selektive
Copolymerisation mit dem Acrylcomonomer ohne Bildung von Saccharidhomopolymeren
erwünscht ist. Dies liefert nicht nur homogenere Copolymere, sondern gestattet auch die
Reduzierung der zur Herstellung des jeweiligen das Saccharidmonomer enthaltenden
Polymers erforderliche Menge an Saccharidmonomer. Da die Saccharidmonomere
monofunktionell sind, d. h. eine einzelne polymerisierbare α-Methylstyryleinheit
enthalten, werden Vernetzung und Gelieren während der Polymerisation vermieden.
Das Polymer umfaßt den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccharidmonomers, um
ein frost- und tauwasserbeständiges Latexanstrichmittel zu liefern, das im wesentlichen
frei von flüchtigen, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit
beeinflussenden Additiven sein kann.
Es wird angenommen, daß überschüssige Mengen des Saccharidmonomers die
Hydrophilie des Films bis zu dem Maß erhöhen können, daß die Abrieb-(bzw. Scheuer-)
beständigkeit erheblich herabgesetzt wird, bis auf den Punkt, an dem die
Latexbindemittel und Latexanstrichmittel nicht mehr die angestrebte oder erforderliche
Gebrauchstauglichkeit aufweisen. Daher sollte das Saccharidmonomer nicht in so hohen
Mengen verwendet werden, daß die Abriebbeständigkeit des Anstrichfilms negativ
beeinflußt wird. Die Abriebbeständigkeit hängt auch von der jeweiligen
Zusammensetzung des Latexanstrichmittels ab. Daher hängt die obere Grenze des
verwendeten Saccharidmonomers zum Teil von dem spezifischen Latexanstrichmittel ab,
in dem es verwendet wird.
Daher umfaßt das
Polymer den einpolymerisierten Rest von mindestens 0,5 pphm (Gew.-Teile auf
hundert Gew.-Teile Acrylmonomer, das zur Herstellung des Polymers verwendet wird)
Saccharidmonomer, vorzugsweise mindestens 1 pphm, insbesondere mindestens
5 pphm Saccharidmonomer bis 10 pphm Saccharid
monomer. Insbesondere umfaßt das Polymer den einpolymerisierten Rest von 1 bis
5 pphm Saccharidmonomer.
Das Polymer umfaßt außerdem den einpolymerisierten Rest mindestens eines
Acrylmonomers, das mit dem Saccharidmonomer copolymerisierbar ist. Das
Acrylmonomer ist aus der aus C1-C10-Alkylestern α,β-ethylenisch ungesättigter
Monocarbonsäuren, Hydroxy-C1-C4-Alkylestern α,β-ethylenisch ungesättigter Mono
carbonsäuren und C4-C8-Alkyl-diestern α,β-ethylenisch ungesättigter Dicarbonsäuren
bestehenden Gruppe ausgewählt. Vorzugsweise ist das Acrylmonomer aus der aus
C1-C10-Alkylestern von Acrylsäure, C1-C10-Alkylestern von Methacrylsäure und
C4-C8-Alkyl-diestern von Malein-, Itacon- und Fumarsäure ausgewählt. Insbesondere umfaßt
das Polymer den einpolymerisierten Rest von 55 bis 99,5 Gew.-% eines C1-C8-
Alkylesters von Acrylsäure, bezogen auf das addierte Gesamtgewicht des
Saccharidmonomers, des Styrolmonomers, des ionischen Monomers und des
Naßhaftungsmonomers. Besonders bevorzugte Acrylmonomere sind u. a. Methylacrylat,
Ethylacrylat, Burylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Decylacrylat, Methylmethacrylat,
Butylmethacrylat, iso-Butylmethacrylat, iso-Bornylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat und
Hydroxyethylmethacrylat.
Bei Verwendung des Polymers in einem Latexbindemittel oder -anstrichmittel kann auch der einpolymerisierte Rest von 0 bis 70 pphm eines
Styrolmonomers enthalten sein. Derartige Styrolmonomere sind z. B. Styrol, halogeniertes
Styrol und alkylsubstituiertes Styrol.
Das Polymer kann auch den einpolymerisierten Rest von 0 bis 2 pphm eines
ionischen Monomers umfassen. Bei dessen Verwendung liest das ionische Monomer in
einer Menge von 0,2 bis 2 pphm vor. In bevorzugten Ausführungsformen werden
nicht mehr als 1 pphm des ionischen Monomers verwendet. Die ionischen Monomeren
können verwendet werden, um dem Latexbindemittel mechanische Stabilität zu
verleihen, d. h. sie sind bei Einwirkung von Scherkräften auf die Latexbindemittel, z. B.
während des Pumpens des Latexbindemittels und/oder der Farbzusammensetzung
während der Verarbeitung und während der Zugabe des Latexbindemittels zum
"Mahlgutanteil" der Farbformulierung während deren Herstellung, stabil. Das "Mahlgut"
ist der Anteil der Farbformulierung, der die Pigmente. Füllstoffe und dergleichen
einschließt. Die Pigmente werden unter Anwendung üblicher Mahltechniken auf einen
bestimmten Hegman-Dispersionswert "zermahlen". Das Mahlgut wird dann
"heruntergestellt", d. h. die übrigen Bestandteile der Farbmischung, einschließlich des
Bindemittels und einer etwaigen Differenzmenge Wasser werden dem Mahlgut
zugegeben und vermischt. Übliche Klassen ionischer Monomere sind u. a., jedoch nicht
hierauf beschränkt, α,β-ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren und die
Alkylhalbester von Maleinsäure, Maleinanhydrid, Fumarsäure und Itaconsäure.
Beispielhafte ionische Monomere sind u. a. Acrylamidomethylpropansulfonsäure,
Styrolsulfonat, Natriumvinylsulfonat, Acrylsäure und Methacrylsäure. Besonders
bevorzugte ionische Monomere schließen Acrylsäure und Methacrylsäure ein.
Um die Naßhaftung der Latexfarbformulierung zu optimieren, kann das Polymer den
einpolymerisierten Rest von 0 bis etwa 2 pphm eines Naßhaftungsmonomers oder einer
Kombination von Naßhaftungsmonomeren umfassen. Diese Monomere sind Stand der
Technik und schließen Aminoethylacrylat und -methacrylat, Dimethylaminopropylacrylat
und -methacrylat, 3-Dimethylamino-2,2-dimethylpropyl-1-acrylat und -methacrylat, 2-N-
Morpholinoethylacrylat und -methacrylat, 2-N-Piperidinoethylacrylat und -methacrylat,
N-(3-Dimethylaminopropyl)-acrylamid und -methacrylamid, N-(3-Dimethylamino-2,2-
dimethylpropyl)-acrylamid und -methacrylamid, N-Dimethylaminomethylacrylamid und
-methacrylamid, N-(4-Morpholinomethyl)-acrylamid und -methacrylamid, Vinylimidazol,
Vinylpyrrolidon, N-(2-Methacryloyloxyethyl)-ethylenharnstoff, N-(2-Methacryloyloxy
acetamidoethyl)-N,N'-ethylenharnstoff, Allylalkylethylenharnstoff, N-Methacryl
amidomethylharnstoff, N-Methacryloylharnstoff, N-[3-(1,3-diazacyclohexan)-2-on-
propyl]-methacrylamid, 2-(1-Imidazolyl)-ethylmethacrylat, 2-(1-Imidazolidin-2-on)ethyl
methacrylat, N-(Methacrylamido)-ethylharnstoff und
Allylureido-Naßhaftungsmonomer ein. Bei seiner
Verwendung liegt das Naßhaftungsmonomer in einer Menge von 0,2 bis 2 pphm vor.
Die Emulsionspolymerisation des Polymers kann nach bekannten Verfahren zur
Polymerisation in wäßriger Emulsion geschehen. Wahlweise können übliche Saat-
Verfahren zur Unterstützung der Steuerung der Polymerisation eingesetzt werden, um
die gewünschte durchschnittliche Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung zu
erreichen. Falls ein Saat-Verfahren eingesetzt wird, liegt die Polymersaat in Mengen
vor, die etwa 0,1 bis 8 Gew.-% des gesamten Polymers entsprechen, und ihre Größe
reicht von etwa 20% bis 60% des Durchmessers der herzustellenden Polymerteilchen.
Der Saatlatex kann aus einem zuvor hergestellten Latex oder Polymerpulver bestehen,
oder er kann in situ hergestellt werden. Die Monomerzusammensetzung des Saatlatex
kann variieren, es ist jedoch bevorzugt, daß sie im wesentlichen der des Polymers
entspricht.
Das/die bei der Herstellung des Polymers einzusetzende(n) Monomer(en) oder
Comonomer(e) und wahlweise die Saat werden unter ausreichender Bewegung in Wasser
dispergiert, um das Gemisch zu emulgieren. Das wäßrige Medium kann auch einen
radikalischen Polymerisationskatalysator, ein Emulgiermittel (d. h. ein oberflächenaktives
Mittel) oder andere Bestandteile enthalten, die bekannt sind und üblicherweise in der
Technik als Emulsionspolymerisationshilfsstoffe eingesetzt werden.
Geeignete radikalische Polymerisationskatalysatoren sind die Katalysatoren, deren
emulsionspolymerisationsfördernde Wirkung bekannt ist. Es sind u. a. wasserlösliche
Oxidationsmittel, wie organische Peroxide (z. B. tert-Butylhydroperoxid, Cumol
hydroperoxid), anorganische Oxidationsmittel (z. B. Wasserstoffperoxid,
Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat, Ammoniumpersulfat) und diejenigen
Katalysatoren, die in der Wasserphase durch ein wasserlösliches Reduktionsmittel
aktiviert werden. Derartige Katalysatoren werden in katalytischen Mengen eingesetzt, die
ausreichen, die Polymerisation auszulösen. Als allgemeine Regel liegt eine katalytische
Menge im Bereich von etwa 0,1 bis 5 Teilen pro hundert Gew.-Teilen Monomer(en). Als
Alternativen zum Erwärmen oder zu katalytischen Verbindungen zur Aktivierung der
Polymerisation können andere radikalbildende Mittel, wie Exposition an aktivierende
Strahlung, eingesetzt werden.
Geeignete Emulgiermittel schließen anionische, kationische und nichtionische
Emulgatoren ein, die herkömmlich bei der Emulsionspolymerisation verwendet werden.
Üblicherweise wird mindestens ein anionischer Emulgator verwendet, und ein oder
mehrere nichtionische Emulatoren können zusätzlich verwendet werden. Beispielhafte
anionische Emulgatoren sind die Alkylarylsulfonate, Alkalimetallalkylsulfate, die
sulfonierten Alkylester und Fettsäureseifen. Spezielle Beispiele sind u. a.
Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumbutylnaphthalinsulfonat, Natriumlaurylsulfat,
Dinatrium-dodecyldiphenyletherdisulfonat, N-Octadecyldinatriumsulfosuccinat und
Dioctylnatriumsulfosuccinat. Die Emulgiermittel werden in geeigneten Mengen
eingesetzt, um eine angemessene Emulgierung zu erreichen und die gewünschte
Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung zu liefern.
Andere Bestandteile, wie Säuren, Salze, Kettentransfermittel und Chelatisierungsmittel,
deren Nutzen für verschiedene spezielle Zwecke bei der Emulsionspolymerisation in der
Technik bekannt ist, können bei der Herstellung des Polymers ebenfalls eingesetzt
werden. Falls z. B. die polymerisierbaren Inhaltsstoffe ein monoethylenisch ungesättigtes
Carbonsäurecomonomer umfassen, ist die Polymerisation unter sauren Bedingungen
bevorzugt (pH-Wert 2 bis 7, vorzugsweise 2 bis 5). In diesen Fällen kann das wäßrige
Medium die bekannten schwachen Säuren und deren Salze enthalten, die üblicherweise
zur Bereitstellung eines gepufferten Systems mit dem gewünschten pH-Bereich
verwendet werden.
Die Vereinigung der Polymeriationsbestandteile kann gemäß verschiedener bekannter
Monomerzulaufverfahren, wie der kontinuierlichen Monomerzugabe, inkrementellen
Monomerzugabe oder der Zugabe der gesamten Monomermenge in einer einzelnen
Charge, geschehen. Die gesamte Menge des wäßrigen Mediums mit den
Polymerisationszusätzen kann vor Einführung der Monomeren im Polymerisationsgefäß
vorliegen, oder das wäßrige Medium oder ein Teil hiervon kann alternativ kontinuierlich
oder inkrementell im Verlauf der Polymerisation zugegeben werden.
Die Polymerisation wird durch Erwärmen des emulgierten Gemisches unter ständiger
Bewegung auf eine Temperatur üblicherweise zwischen etwa 50 und 100°C,
vorzugsweise zwischen 60 und 100°C, gestartet. Die Polymerisation wird fortgeführt,
indem das emulgierte Gemisch auf der gewählten Temperatur gehalten wird, bis die
Umwandlung des Monomers oder der Monomere zum Polymer erreicht worden ist.
Im Anschluß an die Polymerisation kann der Feststoffgehalt des erhaltenen wäßrigen
heterogenen Polymerlatex durch Zugabe von Wasser oder Entzug von Wasser durch
Destillation auf das gewünschte Niveau eingestellt werden. Im allgemeinen liegt das
gewünschte Niveau des Polymerfeststoffgehalts bei etwa 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf
das Gesamtgewicht.
Die Größe der Polymerteilchen kann variieren; für eine optimale Wasserbeständigkeit ist
es jedoch bevorzugt, daß die Teilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger
als 500 nm aufweisen. Im allgemeinen gilt für das erfindungsgemäße Polymer, daß das
Polymer umso wasserbeständiger ist, je kleiner die durchschnittliche Teilchengröße ist.
Geeignete Teilchengrößen können im allgemeinen direkt aus der Polymerisation erhalten
werden. Man kann jedoch den erhaltenen Latex sieben, um Teilchen außerhalb der
gewünschten Größenverteilung zu entfernen und auf diese Weise die
Teilchengrößenverteilung enger zu machen.
Latexbindemittel werden unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polymere
hergestellt. In Abhängigkeit von der bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
Polymere verwendeten Konzentration an Saccharidmonomer können die Latexbindemittel
sogar selbst frost- und tauwasserbeständig sein, obgleich sie frei oder im wesentlichen
frei von flüchtigen, die Frost- and Tauwasserbeständigkeit beeinflussenden Additiven
sind, wenn auch die Frost- und Tauwasserbeständigkeit des Bindemittels selbst zur
Herstellung frost- und tauwasserbeständiger Latexanstrichmittel nicht erforderlich ist.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Latexbindemittel frei von flüchtigen, die
Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussenden Additiven,
wie Ethylenglycol oder Propylenglycol. Der Begriff "flüchtige, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussende Additive" bezeichnet in
diesem Zusammenhang diejenigen die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die
Verarbeitungszeit beeinflussenden Additive, die aus dem aufgetragenen Film der
Latexfarbe diffundieren und unter üblichen Umgebungsbedingungen verdampfen. Mit
üblichen Umgebungsbedingungen sollen diejenigen Bedingungen der Temperatur, der
Feuchtigkeit und des barometrischen Drucks verstanden werden, unter denen
Latexanstriche üblicherweise aufgetragen und gehärtet werden. Mit "im wesentlichen frei
von flüchtigen, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit beeinflussenden Additiven" soll
verstanden werden, daß die Bindemittel keine die Frost- und Tauwasserbeständigkeit
beeinflussenden Additive in Konzentrationen enthalten, die ohne die erfindungsgemäßen
Saccharidmonomere frost- und tauwasserbeständige Latexbindemittel liefern würden.
Die Latexbindemittel umfassen das mit Wasser emulgierte erfindungsgemäße Polymer
mit einer zur Ausbildung einer Emulsion des Polymers wirksamen Menge eines
Emulgiermittels. Die Latexbindemittel enthalten eine Menge des Polymers, die für die
Wirkung als polymeres Bindemittel in einem Latexanstrichmittel geeignet ist. Polymere
Bindemittel sind üblicherweise Polymere, die in Latexzusammensetzungen zum
"Binden" bestimmter Bestandteile des Latexanstrichs, wie Pigmente und Füllstoffe, in
einen Film des Latexanstriches verwendet werden. Die erfindungsgemäßen
Latexbindemittel enthalten vorzugsweise etwa 40 bis etwa 60 Gew.-% des
erfindungsgemäßen Polymers, vorzugsweise etwa 45 bis etwa 55 Gew.-% Polymer,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Latexbindemittels. Wenn die Latexbindemittel in
Latexanstrichmitteln verwendet werden, die keine weiteren Additive enthalten, die zur
Frost- und Tauwasserbeständigkeit beitragen können, wie Verlaufshilfsmittel oder
Weichmacher, muß das Polymer mehr als 0,5 pphm, vorzugsweise mindestens 1 pphm,
des Saccharidmonomers enthalten. Wenn das Latexbindemittel in Latexanstrichmitteln
verwendet werden soll, die derartige Koaleszenzmittel oder Weichmacher enthalten,
dann braucht das Polymer lediglich 0,5 pphm des Saccharidmonomers umfassen. Das
Emulgiermittel im Latexbindemittel liegt vorzugsweise in Mengen vor, die von etwa 1
bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Latexbindemittels, reichen. Für
verschiedene Anwendungen ist es manchmal wünschenswert, daß dem Latexbindemittel
kleine Mengen von Additiven, wie oberflächenaktive Mittel, Bacterizide, pH-Regler und
Schaumverhüter, einverleibt werden. Dies kann auf übliche Weise und zu einem
beliebigen zweckmäßigen Zeitpunkt bei der Herstellung der Latexbindemittel erfolgen.
Frost- und tauwasserbeständige Latexanstrichmittel, die frei oder im wesentlichen frei
von flüchtigen, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit
beeinflussenden Additiven sind, werden unter Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen Polymer
hergestellten Latexbindemittel in Mengen hergestellt, die geeignet sind, das Latexanstrichmittel zu
liefern, das frost- und tauwasserbeständig ist und eine Verarbeitungszeit aufweist, die
ebenso gut oder besser ist, wie Latexanstriche, die flüchtige, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussende Additive in wirksamen
Mengen enthalten, um frost- und tauwasserbeständige Latexbindemittel und -anstriche
bereitzustellen. Wie vorstehend ausgeführt, soll unter "im wesentlichen frei von
flüchtigen, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit
beeinflussenden Additiven" verstanden werden, daß die Anstrichmittel keine flüchtigen,
die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussenden
Additive in Konzentrationen enthalten, die ohne die erfindungsgemäßen
Saccharidmonomere frost- und tauwasserbeständige Latexanstrichmittel liefern würden.
Z. B. kann in herkömmlichen Latexanstrichen Propylenglycol in Konzentrationen von
etwa 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Latexzusammensetzung, verwendet
werden. An einem bestimmten Punkt ist die Latexzusammensetzung nicht mehr frost-
und tauwasserbeständig, wenn die Menge des Propylenglycols verringert wird.
Wie für den Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Beschreibung ersichtlich, kann das mit dem
erfindungsgemäßen Polymer erhaltene Latexanstrichmittel flüchtige, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit
und die Verarbeitungszeit beeinflussenden Additive in üblichen oder verringerten
Konzentrationen enthalten. Vorzugsweise enthalten die Latexan
striche weniger als etwa 2 Gew.-% eines flüchtigen, die Frost- und Tauwasser
beständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussenden Additivs, und insbesondere
sogar weniger als etwa 1 Gew.-% eines flüchtigen, die Frost- und Tauwasser
beständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussenden Additivs. Um die Vorteile der
vorliegenden Erfindung jedoch sowohl wirtschaftlich als auch unter Umwelt
gesichtspunkten ganz auszuschöpfen, sind die Latexanstrichmittel frei
von flüchtigen, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit
beeinflussenden Additiven. Diese Latexanstriche weisen im Vergleich zu
Latexanstrichmitteln, die keine flüchtigen, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit und die
Verarbeitungszeit beeinflussende Additive enthalten, eine verbesserte Verarbeitungszeit
auf.
Anstriche auf Latexbasis schließen z. B. Klebstoffe und Farben auf
Latexbasis ein. Die Latexklebstoffe werden unter Anwendung von Verfahren hergestellt,
die den Fachleuten auf dem Gebiet der Latexklebstoffhersellung bekannt sind.
Bevorzugte Latexanstrichmittel sind Latexfarbzusammensetzungen.
Die Latexfarben werden unter Anwendung von Verfahren hergestellt, die den Fachleuten
auf dem Gebiet der Latexfarbenhersellung bekannt sind. Im allgemeinen werden Wasser,
Entschäumer, Stabilisator, Pigment, Füllstoff und oberflächenaktives Mittel unter
Ausbildung des Mahlguts vereinigt, in dem die Pigmente und Füllstoffe auf eine
gewünschte Teilchengröße vermahlen werden, was durch einen Hegman-Wert von 2 bis
3 angezeigt wird. Zusätzliches Wasser, Latexbindemittel, Viskositätsveränderer, Biozide
und dergleichen werden dem Mahlgut zugegeben, und der gesamte Ansatz wird
vermischt und auf die gewünschten Hegman-Werte und Viskosität eingestellt.
Verfahren zur Herstellung frost- und tauwasserbeständiger Latexanstrichmittel, die frei
oder im wesentlichen frei von flüchtigen, die Frost- und Tauwasserbeständigkeit
beeinflussenden Additiven sind, werden ebenfalls beschrieben. Bei bevorzugten
Verfahren ist das hergestellte Latexanstrichmittel frei von flüchtigen, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit und die Verarbeitungszeit beeinflussenden Additiven. Bei den
Verfahren wird ein mit einem erfindungsgemäßen Polymer hergestelltes Latexbindemittel in solchen Mengen
bereitgestellt, um als Bindemittel in einem Latexanstrichmittel zu wirken, und mit dem
Latexbindemittel wird mindestens ein Bestandteil vereinigt, der aus einem
Entschäumer, einem Pigment, einem Füllstoff, einem Viskositätsveränderer, einem
oberflächenaktiven Mittel, einem Koaleszenzmittel, einem Neutralisationsmittel und
einem Biozid bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei das Latexanstrichmittel frost-
und tauwasserbeständig ist und im wesentlichen frei von einem flüchtigen, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit beeinflussenden Additiv ist, und das Latexanstrichmittel im
Vergleich zu einem Latexanstrichmittel, das kein flüchtiges, die Frost- und
Tauwasserbeständigkeit beeinflussendes Additiv bzw. nicht das den einpolymerisierten
Rest des Saccharidmonomers enthaltende Polymer enthält, eine verbesserte
Verarbeitungszeit aufweist.
Die folgenden Testverfahren wurden angewendet, um die Bezugs- und unter Verwendung des erfindungs
gemäßen Polymers hergestellten Latexbindemittel und Latexfarbzusammensetzungen zu untersuchen.
Die Probe des Latexbindemittels (bzw. der Latexfarbe) wurde in eine ausgekleidete
Metalldose überführt und 16 Stunden lang bei -18°C im Gefriergerät belassen. Dann
entfernte man die Probe aus dem Gefriergerät und ließ sie 8 Stunden bei
Raumtemperatur auftauen. Die Probe wurde bezüglich der Fließeigenschaften,
Klumpenbildung und Koagulation untersucht. Der Test galt als bestanden, falls die Probe
keinerlei Koagulation aufwies. Dieser Zyklus von Gefrieren und Auftauen wurde
wiederholt, bis die Probe koagulierte, was ein Frost/Tauwasserversagen anzeigte, oder
bis insgesamt fünf Zyklen erfolgreich abgeschlossen waren, was anzeigte, daß die Probe
frost/tauwasserbeständig war.
Indem man einen 0,178 mm (7 mil) dicken Film Farbe auf einer schwarzen Scheuerplatte
auszog und die Farbe 7 Tage lang in einem auf 23+/-2°C und 50+/-5 %
relative Luftfeuchtigkeit gehaltenen offenen Raum trocknen ließ, wurde eine
Testscheuerplatte hergestellt. Die getrocknete Testscheuerplatte wurde auf einer
gesäuberten Glasplatte befestigt, über deren Mitte ein Messingabstandhalter befestigt
war. Die Glasplatte mit der darauf befestigten Testscheuerplatte wurde in das
Haltebecken einer mit einer Nylonscheuerbürste ausgestatteten Scheuerprüfmaschine
eingesetzt. Die Nylonborsten der Bürste wurden durch Eintauchen in eine 1%ige Lösung
von Octylphenoxypolyethoxyethanol mit EO von 10 und HLB = 13,5 über Nacht präpariert. Die Bürste wurde in den Bürstenhalter über
dem Testbecken eingesetzt. Die Bürstenborsten wurden gleichmäßig mit 10 g eines
standardisierten Scheuermediums (Schleifmittel)
eingestrichen. Die Platte wurde dann in der Bahn der Bürste mit 5 ml entionisiertem
Wasser benetzt. Die Scheuerprüfmaschine wurde gestartet. Nach jeweils 400 Zyklen
(800 Bürstenstrichen) vor dem Versagen wurden der Bürste 10 g Scheuermedium und
5 ml entionisiertes Wasser zugegeben. Die Zahl der Bürstenstriche über die Farbe, nach
denen 1,27 cm (0,5 Inch) des schwarzen Diagramms durch die Testplatte durchscheinen, wurde
aufgezeichnet.
Die Farben wurden getrennt der Länge nach auf der Hälfte eines beschichteten Papiers
(10H-BW Verstreichgeschwindigkeitsdiagramm) verstrichen. In dreiminütigen Abständen
wurde in getrennten Abschnitten ein zweiter Auftrag einer jeden Testfarbe der Länge
nach verstrichen, ausgehend von einer farbfreien Fläche des Diagramms in den ersten
Auftrag, wobei zumindest die Hälfte des ersten Auftrags überdeckt wurde. Die Farben
wurden bei Raumtemperatur getrocknet. Die Verarbeitungszeit wurde als die Mindestzeit
definiert, bei der sich der zweite Farbauftrag zufriedenstellend mit dem ersten Auftrag an
der Überlappung einmischte. Hiermit ist gemeint, daß die maximale Zeit (Verarbeitungs
zeit) als das letzte Dreiminutenintervall ermittelt wurde, bevor das Fließen, Verlaufen
und die Pinselspuren der Überlappungsfläche erkennbar anders als der erste Auftrag
waren. Nachdem die Verarbeitungszeit auf Dreiminutenintervalle genau ermittelt worden
war, wurde der vorstehende Test unter Anwendung von einminütigen Intervallen
wiederholt.
α-D-Lactose-monohydrat (100 g, 0,28 mol) wurde unter Rühren und Erwärmen in
Wasser (150 ml) gelöst. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und dann
unter Rühren über zwei Stunden verteilt einer Lösung von Methylamin (40%
Gew./Gew. in Wasser, 43 g, 0,55 mol) in Wasser (50 ml) unter Stickstoffgas und Halten
auf 0 bis 10°C zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde eine weitere Stunde lang
gerührt. Anschließend wurde es in ein Druckgefäß überführt, und der
Nickelkatalysator (10 g) wurde zugegeben. Das Druckgefäß wurde dann unter
einer Atmosphäre von 4800 kPa (700 psi) Wasserstoffgas 24 Stunden lang auf 55°C erwärmt.
Hiernach wurde das Reaktionsgefäß entlüftet, und der Katalysator wurde durch Filtration
über Filterpapier und anschließend über Kieselgur entfernt. Eine kleine Probe des Filtrats
wurde an einer Vakuumpumpe zur Trockene eingedampft und dann gegen verdünnte
Salzsäure titriert, um die Vollständigkeit der Umsetzung zu ermitteln. Der Rest der
Probe wurde auf ein geringes Volumen eingedampft, um die Entfernung des
überschüssigen Methylamins zu gewährleisten, worauf sie direkt mit 3-Isopropenyl-α,α-
dimethylbenzylisocyanat behandelt wurde, wie nachstehend detailliert angegeben ist.
Zu einer Lösung von N-Methyl-D-lactamin (95 g, 0,27 mol) in Wasser (350 ml) wurde
3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat (54 g, 0,27 mol) gegeben, und das erhaltene
Zweiphasengemisch wurde 10 Stunden lang intensiv gerührt. Der Reaktionsverlauf
wurde durch Beobachtung des Verschwindens der Isocyanat-Bande bei etwa 2250 cm-1 in
einem von dem Reaktionsgemisch gewonnenen IR-Spektrum verfolgt. Es bildete sich
eine kleine Menge eines weißlichen Niederschlags, der durch Filtration entfernt wurde.
Laut Titration des Reaktionsgemisches gegen verdünnte Salzsäure unumgesetztes
Aminosaccharid (< 5%) wurde durch Zugabe von Ionenaustauschharz Amberlite IR-
120 (plus) und vierstündiges Rühren entfernt. Das Harz wurde dann abfiltriert, und die
Lösung wurde gefriergetrocknet, wobei ein weißer Feststoff erhalten wurde (143 g,
96%), dessen NMR-Daten mit der vorgeschlagenen Struktur übereinstimmten.
Gemäß dem vorstehenden Verfahren wurden weitere Saccharidmonomere hergestellt,
wobei das α-D-Lactose-monohydrat durch Glucose. Galactose, Maltose. Festsubstanz
von Zuckersirup aus Maisstärke mit einem Dextroseäquivalent (DE) von 24 bzw.
Maltodextrin mit DE = 10 ersetzt wurde. Das unter Verwendung des Maltodextrins mit
DE = 10 hergestellte Monomer wurde als Monomer A, das unter Verwendung von
Maltose hergestellte Monomer wurde als Monomer B bezeichnet.
Gemäß dem nachstehend angegebenen Rezept bzw. Verfahren wurde ein Acryllatex
bindemittel hergestellt.
Bestandteile | |
Konzentration in pphm | |
Wasser | 25,3 |
AL=L<Monomermischung | |
Wasser | 26,6 |
Dodecylbenzolsulfonat (23%) | 4,3 |
Methacrylsäure | 0,8 |
Methylmethacrylat (MMA) | 53,0 |
Butylacrylat (BA) | 47,0 |
AL=L<Initiator | |
Wasser | 18,0 |
Ammoniumpersulfat | 0,4 |
AL=L<Reduktionsmittel | |
Wasser | 19,0 |
Natriumformaldehydsulfoxylat | 0,3 |
In ein mit Rückflußkühler, Tropftrichtern und Rührer versehenes 3 l-Gefäß wurde unter
Rühren mit 100 U/min eine Anfangscharge Wasser in den Reaktor eingefüllt. Der
Reaktor wurde auf 55°C erwärmt. Eine 22 g-Portion der Monomermischung und 10 g
Reduktionsmittellösung sowie im Anschluß hieran 10 g Initiatorlösung, wurden in das
Reaktionsgefäß eingefüllt, und das Reaktionsgemisch wurde 20 min lang auf 55°C
gehalten. Der Rest der Monomermischung wurde über eine Zeitspanne von 4 Stunden in
die Reaktion dosiert. Die Initiator- und die Reduktionsmittellösung wurden über eine
Zeitspanne von 4 Stunden 15 min in den Reaktor dosiert. Die Reaktion wurde dann 10
min lang auf 55°C gehalten und auf Raumtemperatur abgekühlt. Beim Abkühlen des
Reaktionsgemisches wurden 0,3 g tert-Butylhydroperoxid in 5 g Wasser und 0,3 g
Natriumformaldehydsulfoxylat zugegeben, solange die Temperatur der Reaktion bei 55°C
lag. Der pH-Wert des Dispersionslatex wurde durch Zugabe von 26,6%iger wäßriger
Ammoniumhydroxidlösung auf 7 bis 8 eingestellt.
Der erhaltene Bezugslatex wurde als 1A bezeichnet und wies die folgenden
physikalischen Eigenschaften auf: 49,3% Feststoffgehalt, 200 nm Teilchengröße, 0,006
Koagulat (200 M), pH-Wert 7,9.
Die Latexbindemittel (1B-1F), die gemäß den Angaben in Tabelle 1 entsprechende
polymerisierbare Saccharidmonomere in entsprechenden Verwendungskonzentrationen
enthielten, wurden nach dem zur Herstellung des Latexbindemittels 1A angewendeten
Verfahren hergestellt. Die Latexbindemittel 1A-1F wurden gemäß dem angegebenen
Verfahren auf Frost- und Tauwasserbeständigkeit getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle
1 wiedergegeben.
Die Latexbindemittel 1A-1F wurden in die halbmatte Farbformulierung (I) eingearbeitet
und auf Abriebbeständigkeit und Frost- und Tauwasserbeständigkeit getestet. Die
Latexbindemittel 1A-1F wurden in die halbmatte Farbformulierung (II) eingearbeitet und
auf Abriebbeständigkeit und Frost- und Tauwasserbeständigkeit getestet. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Propylenglycol | 40,0 |
Colloid 226-35 | 7,5 |
Colloid 643 | 3,0 |
Wasser | 71,0 |
Titanox 2020 | 300,0 |
Omya 3 | 50,0 |
AL=L<auf 5-6 Hegman dispergieren | |
Wasser | 182,0 |
Methocel J3MS/Vormischung | 4,5 |
Wasser | 30,0 |
Rexol 25/9 | 4,0 |
Texanol | 10,0 |
AMP-95 | 3,0 |
Wasser | 11,0 |
Nuosept 95 | 0,5 |
Colloid 643 | 6,0 |
Latexbindemittel (50% Feststoffgehalt) | 583,0 |
1305,5 |
Wasser | 222,0 |
Colloid 226-35 | 15,0 |
Colloid 643 | 6,0 |
Titanox 2020 | 600,0 |
Omya 3 | 100,0 |
AL=L<auf 5-6 Hegman dispergieren | |
Wasser | 364,0 |
Methocel J5MS/Vormischung | 9,0 |
Wasser | 60,0 |
Rexol 25/9 | 8,0 |
Texanol | 20,0 |
AMP-95 | 6,0 |
Wasser | 22,0 |
Nuosept 95 | 1,0 |
Colloid 643 | 12,0 |
Latexbindemittel (50% Feststoffgehalt) | 1166,0 |
2611,0 |
- 1. Colloid® 226-35 ist ein nichtschäumendes wasserlösliches anionisches Dispergiermittel,
- 2. Colloid® 643 ist ein aus einer Mischung von Kieselsäurederivaten und Mineralöl hergestellter Entschäumer,
- 3. Titanox® 2020 ist ein Rutil-Titandioxid
- 4. Omya® ist ein CaCO3-Füllstoff
- 5. Methocel® J5MS ist eine Hydroxypropylcellulose
- 6. Rexol® 25/9 ist ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel
- 7. Texanol® ist ein Verlaufshilfsmittel auf Basis von 2,2,4-Trimethylpentemediol- 1,3-monoisobutyrat
- 8. AMP®-95 ist 2-Amino-2-methyl-1-propanol
- 9. Nuosept®95 ist ein Microbiozid.
Wie aus den Daten in Tabelle 2 ersichtlich, zeigen alle mit dem flüchtigen, die Frost-
und Tauwasserbeständigkeit beeinflussenden Additiv Propylenglycol zubereiteten Latex
farbzusammensetzungen angemessene Scheuerbeständigkeit und Frost- und
Tauwasserbeständigkeit. Wenn das Propylenglycol jedoch aus der Formulierung entfernt
wird, zeigten Latexfarben, die mit den aus dem erfindungsgemäßen Polymer hergestellten Latexbindemitteln (1B-1F)
zubereitet worden sind, hervorragende Frost- und Tauwasserbeständigkeit und
verbesserte Verarbeitungszeiten, die das 2- bis 3-fache derjenigen der Latexfarbe
betragen, die das kein Saccharidmonomer enthaltende Bindemittel verwendeten.
Zu 98 g Latexbindemittel 1A wurden 2 g Monomer A gegeben. Diese Latexbindemittel
1G bezeichnete Probe wurde in der halbmatten Formel II auf Verarbeitungszeit und
Frost- und Tauwasserbeständigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3
wiedergegeben.
Dieses Beispiel zeigt, daß das Polymerisieren des Saccharidmonomers mit den
Acrylmonomeren (1C) im Gegensatz zur nachträglichen Zugabe des Saccharidmonomers
zum vorab hergestellten Acrylpolymer (1G) entscheidend ist.
Zu 97 g Latexbindemittel 1A wurden 2,65 g eines wie in Beispiel 1 unter Verwendung
eines Maltodextrin mit DE = 10 hergestellten Aminosaccharids gegeben. Das
Aminosaccharid wurde nicht weiter behandelt, um das 3-Isopropenyl-α,α-dimethyl
benzylisocyanat kovalent an den Rest der Saccharideinheit zu binden. Diese Probe wurde
Latexbindemittel 1H bezeichnet. Das Latexbindemittel 1H wurde in die halbmatte
Formel II eingearbeitet und auf Frost- und Tauwasserbeständigkeit und Verarbeitungszeit
untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 wiedergegeben.
Dieses Beispiel zeigt wiederum, daß das Polymerisieren des Saccharidmonomers mit dem
Acrylmonomer (Latexbindemittel 1C) im Gegensatz zur nachträglichen Zugabe eines
nicht-polymerisierbaren Saccharidmonomers, das keine einzelne α,β-ethylenisch
ungesättigte Einheit enthält, entscheidend ist.
Claims (11)
1. Polymer zur Herstellung von Latexbindemitteln und Latexanstrichmitteln, wobei
das Polymer den einpolymerisierten Rest
eines durch die Struktur (III) dargestellten polymerisierbaren Saccharidmonomers,
in der R1 H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2 H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
in der R1' H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2' H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
R3 C1-C18-Alkyl, H oder NH2 ist,
m und n größer als oder gleich 0 sind, und X der Rest einer beliebigen geeigneten α,β- ethylenisch ungesättigten Einheit ist, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccharidmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexanstrichmittel zu liefern, und
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C8-Alkyl-diester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe, umfaßt.
eines durch die Struktur (III) dargestellten polymerisierbaren Saccharidmonomers,
in der R1 H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2 H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
in der R1' H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2' H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
R3 C1-C18-Alkyl, H oder NH2 ist,
m und n größer als oder gleich 0 sind, und X der Rest einer beliebigen geeigneten α,β- ethylenisch ungesättigten Einheit ist, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccharidmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexanstrichmittel zu liefern, und
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C8-Alkyl-diester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe, umfaßt.
2. Polymer nach Anspruch 1, worin die α,β-ethylenisch ungesättigte Einheit aus der
aus Acrylamid, Methacrylamid und α-Methylstyryleinheiten bestehenden Gruppe
ausgewählt ist.
3. Polymer nach Anspruch 1 oder 2, zusätzlich umfassend den einpolymerisierten Rest
von 0,2 bis 2 pphm eines ionischen Monomers, ausgewählt aus der aus Acrylsäure und
Methacrylsäure bestehenden Gruppe.
4. Verwendung des Polymers nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem
Latexbindemittel, umfassend:
- a) ein Polymer in wirksamen Mengen, um als polymeres Bindemittel in einem
Latexanstrichmittel zu wirken, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
eines polymerisierbaren Saccharidmonomers, das den an den Rest einer Saccharideinheit kovalent gebundenen Rest einer einzelnen α,β-ethylenisch ungesättigten Einheit umfaßt, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccharidmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexanstrichmittel zu liefern,
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C8-Alkyl-diester einer α,β- ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe,
von 0 bis 70 pphm eines Styrolmonomers,
von 0 bis 2 pphm eines ionischen Monomers und
von 0 bis 2 pphm eines Naßhaftungsmonomers umfaßt, - b) Wasser und
- c) ein Emulgiermittel in wirksamen Mengen, um eine Emulsion des Polymers im Wasser zu ergeben.
5. Verwendung nach Anspruch 4, wobei das polymerisierbare Saccharidmonomer
durch die Struktur III dargestellt wird,
in der R1 H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2 H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
in der R1' H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2' H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
R3 C1-C18-Alkyl, H oder NH2 ist,
m und n größer als oder gleich 0 sind, und X der Rest einer α,β-ethylenisch ungesättigten Einheit ist.
in der R1 H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2 H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
in der R1' H ist oder durch die Struktur (Ia) dargestellt wird,
R2' H ist oder durch die Struktur (Ia) oder die Struktur (Ib) dargestellt wird,
R3 C1-C18-Alkyl, H oder NH2 ist,
m und n größer als oder gleich 0 sind, und X der Rest einer α,β-ethylenisch ungesättigten Einheit ist.
6. Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die α,β-ethylenisch ungesättigte
Einheit aus der aus Acrylamid, Methacrylamid und α-Methylstyryleinheiten bestehenden
Gruppe ausgewählt ist.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Polymer den
einpolymerisierten Rest von 0,2 bis 2 pphm eines ionischen Monomers, ausgewählt aus der
aus Acrylsäure und Methacrylsäure bestehenden Gruppe, umfaßt.
8. Verwendung des Polymers nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem frost- und
tauwasserbeständigen Latexanstrichmittel umfassend:
- a) ein Latexbindemittel, das selbst frost- und tauwasserbeständig sein kann,
umfassend:
- a) ein Polymer in wirksamen Mengen, um als polymeres Bindemittel in dem
Latexanstrichmittel zu wirken, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
eines polymerisierbaren Saccharidmonomers, das den an den Rest einer Saccharideinheit kovalent gebundenen Rest einer einzelnen α,β-ethylenisch ungesättigten Einheit umfaßt, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von 0,5 bis 10 pphm des Saccharidmonomers umfaßt, um ein frost- und tauwasserbeständiges Latexanstrichmittel zu liefern,
eines Acrylmonomers, ausgewählt aus der aus einem C1-C10-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, einem Hydroxy-C1-C4-Alkylester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure und einem C4-C8-Alkyl-diester einer α,β-ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure bestehenden Gruppe,
von 0 bis 70 pphm eines Styrolmonomers,
von 0 bis 2 pphm eines ionischen Monomers und
von 0 bis 2 pphm eines Naßhaftungsmonomers umfaßt, - b) Wasser und
- c) ein Emulgiermittel in wirksamen Mengen, um eine Emulsion des Polymers im Wasser zu ergeben, und
- a) ein Polymer in wirksamen Mengen, um als polymeres Bindemittel in dem
Latexanstrichmittel zu wirken, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
- b) mindestens einen Bestandteil, ausgewählt aus der aus einem Entschäumer, einem Pigment, einem Füllstoff, einem Viskositätsveränderer, einem oberflächenaktiven Mittel, einem Koaleszenzmittel, einem Neutralisationsmittel und einem Biozid bestehenden Gruppe.
9. Verwendung nach Anspruch 8, wobei das Mittel eine Latexfarbe ist.
10. Verwendung nach Anspruch 9, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest von
55 bis 99,5 Gew.-% des Acrylmonomers umfaßt, bezogen auf das addierte Gesamtgewicht
des zur Herstellung des Polymers verwendeten Saccharidmonomers, Styrolmonomers,
ionischen Monomers und Naßhaftungsmonomers.
11. Verwendung nach Anspruch 10, wobei das Polymer den einpolymerisierten Rest
von 1 bis 10 pphm des Saccharidmonomers umfaßt.
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