DE2043331C3 - ÜberzugsmitteL - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Überzugsmittel auf Basis einer wäßrigen Emulsion, die Wasser als äußere Phase und einen synthetischen Latex eines Vinylesterpolyfiieren als emulgierte Phase enthält und aus der nach dem Trocknen Produkte mit hoher Wasserbeständigkeit erhalten werden.

Ziel der Erfindung ist es, einfach herstellbare Überzugsmittel zu schaffen, die zum Anstreichen von Oberflächen geeignet sind, welche gegen zerstörende Einflüsse des Wassers geschützt werden sollen.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Überzugsmittel auf Basis einer wäßrigen Emulsion, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus einem Latex eines Vinylester-Homopolymeren .oder Copolymeren und dem Reaktionsprodukt der thermischen Umsetzung von

a) 0,5 bis 50 Gewichtsteilen Epoxytriglyceridpolycster und/oder Ester von epoxydierten aliphatischen Alkoholen mit ungesättigten Fettsäuren, mit einem Molekulargewicht von 300 bis 1000,

b) 0,5 bis lö Gewichtsteilen Äihylcellulose,

c) 0,5 bis 10 Gewichtsteilen einer Fettsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen,

d) 0,25 bis 5 Gewichtsteilen Mono-, Di- oder Trialkylamin oder -alkanolamin oder Mcrphoün,

e) 0,5 bis 50 Gewichtsteilen Phthalsäureester, Benzoesäureester, Phosphorsäureester, chloriertem Diphenyl, substituiertem Diphenyl oder Gemischen solcher Verbindungen und gegebenenfalls

f) 0,5 bis 100 Gewichtsteilen trocknender oder halbtrocknender pflanzlicher öle oder Gemischen solcher öle besteht und gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe, insbesondere Wasser, organische oder anorganische Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe, oberflächenaktive Stoffe, Netzmittel, Verdickungsmittel, Antischaummittel und/oder Konservierungsmittel, enthält.

Erfindungsgegenstand ist außerdem die Verwendung einer solchen Überzugsmasse zur Herstellung von wasserbeständigen Beschichtungen.

Die in den erfindungsgemäßen Überzugsmitteln enthaltenen Vinylesterpolymer-Latices können Homopolymere eines Vinylester einer Fettsäure mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, beispielsweise von Vinylacetat, oder Copolymere eines Vinylcsters einer Fettsäure mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat, mit anderen copolymerisierbaren Fettsäureestern oder mit anderen copolymerisierbaren äthylenisch ungesättigten Monomeren sein, die in wäßriger Emulsion vorliegen.

Wenn es sich um Copolymere handelt, so liegt das zusätzliche Comonomere in dem Gemisch vor der Copolymerisation in einem Anteil zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesarntmonomeren, vor.

Der synthetische Latex enthält vorzugsweise 50 bis 60 Gewichtsprozent des Polymeren.

Die in den erfindungsgemäßen Überzugsmitteln enthaltenen Reaktionsprodukte, die den aus getrockneten Latexemulsionen erhaltenen Produkten erhöhte Wasserbeständigkeit verleihen, werden erhalten, indem die folgenden Bestandteile bei erhenter Temperatur miteinander umgesetzt werden: 0,5 bis 50 Gewichtsteile Epoxytriglyceridpolyester und/oder Ester von epoxydierten aliphatischen Alkoholen mit ungesättigten Fettsäuren mit einem Molekulargewicht im Bereich von 300 bis 1000, 0,5 bis 10 Gewichtsteilen Äthylcellulose, 0,5 bis 10 Gewichtsteile einer Fettsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen, 0,25 bis 5 Gewichtsteile Mono-, Di- oder Trialkylamin oder -alkanolamin oder Morpholin und 0,5 bis 50 Gewichtsteile eines Phthalsäureester, Benzoesäureester, Phusphorsäure-

■ esters, chlorierten Diphenyls, substituierten Diphenyls oder eines Gemisches solcher Verbindungen und gegebenenfalls 0,5 bis 100 Gewichtsteile trocknende oder

halbtrocknende pflanzliche öle oder Gemische solcher öle. Die Umsetzung der einzelnen Bestandteile erfolgt bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 23O⁰C.

Das Reaktionsprodukt ist nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur hochviskos und mit den Bestandteilen der bereits erwähnten Latexmassen mischbar.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform zur Herstellung der Reaktionsprodukte können die Bestandteile Fettsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen

und Mono-, Di- oder Trialkylamin oder -aikanoiamin oder Morpliolin getrennt von den anderen Bestandteilen vorher umgesetzt und in dieser Form verwendet werden.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform zur Herstellung der Reaktionsprodukte kann das als Bestandteil verwendete pflanzliche öl zum Teil während der Bildung des Reaktionsproduktes und zum Teil nach der Abkühlung desselben zugesetzt werden, wobei das Reaktionsprodukt in dem pflanzlichen öl iq kalt gelöst wird.

Ein bevorzugtes Reaktionsprodukt kann in folgender Weise hergestellt werden: \

20 Gewichtsteile Polyester aus epoxydiertem Sojaöl mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise 800 werden mit 2 Gewichtsteilen Äthylcellulose, die vorzugsweise einen Äthoxylgehalt von 46 bis 50% aufweist und 3 Gewichtsteilen Stearin, vorzugsweise mit einem Gehalt an Palmitin-Stearinsäure von 90°,,, auf eine Temperatur von 150 bis 230⁰C, in Abhängigkeit von dem Fließpunkt der Äthylcellulose, erhitzt, um die Feststoffe zu verflüssigen. Danach werden 1,5 Gewichtsteile technisches Triäthanolamin unter heftigem Rühren eingemischt und das Rühren 15 Minuten fortgesetzt. Dann werden 15 Gewichtsteile eines Benzoesäureesters, vorzugsweise Dipropylenglykoldibenzoat, unter Rühren zugemischt und weitere 5 Minuten gerührt. Daraufh.n werden 2 Gewichtsteile gekochtes Leinöl zugemischt und homogenisiert.

Die Temperatur der Masse wird während des gesamten Vorgangs bei 150 Ws "30°C gehalten. Die Umsetzung der Bestandteile führt zu einem nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur hochviskosen Produkt, das mit den Bestandteilen der erwähnten Latex- Massen mischbar ist.

Werden Stearin und Triäthanolamin nicht einzeln, sondern in Form eines Umsetzungsprodukts zugesetzt, so werden 4 Gewichtsteile des Materials dem Gemisch aus Polyester und Äthylcellulose zugegeben. Die vorherige Umsetzung erfolgt, indem das Stearin auf 90°C und das Triäthanolamin auf 50⁰C erhitzt wird und das Triäthanolamin dem Stearin unter kräftigem Rühren zugemischt wird, das 15 Minuten fortgesetzt wird.

Wird ein höherer Leinölzusatz erforderlich, so kann dieser innerhalb der unteren und oberen Grenzwerte von 0,5 bis 100 Gewichtsteilen durch Kaltzusatz erfolgen, wobei das gekühlte Reaktionsprodukt in dem zusätzlichen Leinöl gelöst wird.

Das Mengenverhältnis der verwendeten Einzelkomponenten zueinander ist innerhalb der angegebenen Grenzen durch die Art und die Mengen der Bestandteile der Lalexmassen bestimmt, in die die Reaktionsprodukte eingearbeitet werden sollen. Wenn beispielsweise die Latexmasse große Anteile an Pigmenten und Füllstoffen und hohe Anteile an hydrophilen Kolloiden und Verdickungsmitteln enthält, so ist ein höheres Mengenverhältnis der Komponenten erforderlich, um der Masse nach dem TtccVnen hydrophobe Eigenschaften zu verleihen. Ein geeignetes Verhältnis der Komponenten der Reaktionsprodukte läßt sich im Einzelfall am besten durch einfache, praktische Versuche bestimmen.

Die Menge der Reaktionsprodukte, die den Überzugsmitteln zugesetzt wird, sollte im Einzelfall ebenfalls durch praktische Versuche festgelegt werden. Bei Überzugsmitteln, die nicht mehr als 40 Gewichtsprozent Füllstoffe und Pigmente und nicht mehr als 5 Gewichtsprozent, berechnet als Feststoffe, hydrophiler Kolloide und Verdickungsmiüel, bezogen auf die Gesamtmasse, enthalten, werden nach dem Trocknen in wirksamer Weise hydrophobe Eigenschaften erzielt, wenn 10 bis 15 Gewichtsteile der Reaktionsprodukte, die nach der bevorzugten Formulierung hergestellt wurden, den Überzugsmitteln zugesetzt werden.
In den Beispielen bedeuten alle Teile Gevichtsteiie.

Beispiel I

Ein Reaktionsprot'ukt wurde hergestellt, indem bei einer Temperatur von 150 bis 230⁰C unter Rühren

2 Teile Äthylcellulose und 4 Teile des Umsetzungsprodukts aus 73 Stearin-und Vs (bezogen auf das Gewicht) Triäthanolamin in 20 Gewichtsteilen epox>diertem Sojaöl-Polyester mit einem Molek'ilargewicht von 800 verflüssigt wurde. Die Temperatur wurde aufrechterhalten und 20 Teile Dipropylenglykoidibenzoat wurden unter Rühren zugemischt, das während weiterer 10 Minuten fortgesetzt wurde. Daraufhin wurden 3 Gewichtsteile gekochtes Leinöl zugefügt und in der Masse homogenisiert. Das erzielte Reaktionsprodukt wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und während 3 Tagen der Alterung überlassen.

10 Gewichtsteile des gealterten bzw. gereiften Produkts wurden zur Herstellung eines Überzugsmittels verwendet, das nach dem Auftragen auf Substrate und nach dem Trocknen unempfindlich gegenüber Wasser war. Dieses Überzugsmittel wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

Zu 132 Gewichtsteilen kalten Wassers, in dem ein Teil Natriumpyrophosphat kalt gelöst worden war. wurden 10 Teile des Reaktionsprodukts zugesetzt. Das Gemisch wurde gerührt und es wurden 65 Gewichtsteile Calciumcarbonat und danach 200 Gewichtsteile Titandioxyd (Rutil) zugemisch· Unter fortgesetztem Rühren wurden in die erhaltene Paste in der angegebenen Reihenfolge folgende Bestandteile eingemischt:

100 Gewichtsteile einer 2gewichtsprozentigen Lösung von Hydroxyäthylcellulose (Viskosität 4000 cp) in Wasser, 56 Gewichtsteile kaltes Wasser, 360 Gewichtsteiie Vinylesterpolymer-Latex, enthaltend 42 Gewichtsteile Vinylacetat und 10 Gewichtsteile Dibutylmaleat in Form eines Präcopolymeren in der üblichen wäßrigen Emulsion, 0,2 Gewichtsteile eines Konservierungsmittels mit 10/0 Phenylquecksilber, 5 Gewichtsteile Ammoniumhydroxyd (enthaltend 25% NH₃) und 27 Gewichtsteile gekochtes Leinöl. Die erhaltene Masse wurde gründlich homogenisiere und danach während 6 Tagen der Reifung überlassen.

Das erfindungsgemäße Mittel wurde geprüft, indem eine mit Alkohol gereinigte und getrocknete Glasscheibe beschichtet wurde. Das Beschichten wurde mit dem gereiften Überzugsmittel zweimal durchgeführt, wobei zwischen jedem Auftrag ein Zeitraum von

3 Stunden zum Trocknen abgewartet wurde. Jede der beiden Beschichtungen hatte im feuchten Zustand eine Dicke von 0,127 mm. Die Beschichtungen wurden bei Raumtemperatur und 50% relativer Feuchtigkeit 14 Tage lang getrocknet. Dnaach wurde die Glascheibe während 4 Tagen in Wasser von Raumtemperatur eingetaucht. Die Glasscheibe wurde aus dem Tauchbad wieder entfernt und im feuchten Zustand kräftig 1 Minute lang mit dem Finger gerieben. Es wurde kein Pigment abgerieben und es konnte kein Wiederemulgieren festgestellt werden. Die Glasplatte wurde dann zwischen Löschpapier getrocknet, gewogen und das Gewicht mit dem Gewicht der Platte vor dem Eintau-

chen in Wasser verglichen. Ein geringfügiger Gewichtsunterschied deutete mehr auf einen r'euchtigkeit?.riicksland durch das Eintauchen an der Oberfläche der Glasplatte als auf eine unbedeutende Wasserabsorption durch die Beschichtung hin. Danach wurde die Haftung des Überzugs pn dem Glas nach der bekannten Methode unter Verwendung eines durekempfindlichcn selbstklebenden Bandes geprüft und in Ordnung befunden. Der Überzug zeigte in bedeutendem Maß wasserabstoßende Eigenschaften.

Vergleichsversuch

Eine in gleicher Weise hergestellte Masse, der jedoch das Reaktionsprodukt nicht zugesetzt wurde, zeigte bei dem Prüfen unter denselben Bedingungen die folgenden Ergebnisse:

Die Beschichtung war während des Eintauchens in Wasser merklich gequollen, die Haftung hatte beträchtlich gelitten und es wurde Pigment abgerieben, wenn die aus der Masse hergestellte Beschichtung im feuchten Zustand gerieben wurde. Weder vor noch nach dem Eintauchen in Wasser wurden merkliche wasserabstoßende Eigenschaften beobachtet.

Beispiel 2

Es wurden dieselben Bestandteile und dieselbe Art der Herstellung des Überzugsmittel wie in Beispiel 1 verwendet, mit der Abweichung, daß als Vinylesterpolymer-Latex eine Emulsion eines Homopolymeren von Vinylacetat verwendet wurde. Die Prüfergebnisse unterscheiden sich nicht wesentlich von den im Beispiel 1 erhaltenen.

Beispiel 3

Die Bestandteile des Überzugsmittel·; und die Art der Herstellung des Reaktionsprodukts dieses Beispiels entsprachen den im Beispiel 1 angegebenen, mit der Abweichung, daß kein Leinöl verwendet wurde. Abgesehen \on einem schlechteren Verlaufen des Überzugsmittel und einem geringeren Gianz der Beschichtung, im Vergleich mit dem Überzugsmitte! des Beispiels 1, unterscheiden sich die Prüfergebnisse nicht wesentlich von denen des Beispiels I.

Beispiel 4

Es wurden die gleichen Komponenten des Überzugsmittels und die- gleiche Art der Herstellung wie in Beispiel 1 gewählt, mit der Abweichung, daß 400 Gewichts'.eile Vinylesterpolymer Latex. 2u0 GewichtsU-i!e Calciumcarbonat. 15 GesvicV. »teile des erfindungsgemäßen Produkts, 200 Gewiclitrteile Hydroxyäthylcellulose-Lösung und zusätzlich 50 Gewichtsteile Wasser verwendet wurden. Die Prüfergebnisse unterscheiden sich nicht wesentlich von denen des Beispiels 1.

Beispiels

In diesem Beispiel wurde bei der Herstellung des Reaktionsprodukts des Beispiels ! das verwendete Dipropylenglykoldibenzoat durch Dibutylphthalat, Butylbenzylphthalat, Tricresylphosphat oder einem Gemisch dieser Ester mit chloriertem Diphenyl oder substituiertem Diphenyl im Verhältnis 80:20 ersetzt. Die Prüfungen zeigen keine wesentlichen Unterschiede der Materialien.

Claims (3)

1. Patentansprüche::

   I. Überzugsmittel auf Basis einer wäßrigen Emulsion, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Latex eines Vinylester-Homopolymeren oder Copolymeren und dem Reaktionsprodukt der thermischen Umsetzung von

   a) 0,5 bis 50 Gewichtsteilen Epoxytriglyceridpolyester und/oder Ester von epoxydierten aliphatischen Alkoholen mit ungesättigten Fettsäuren, mit einem Molekulargewicht von 300 bis 1000,

   b) 0,5 bis 10 Gewichtsteilen Äthylcellulose,

   c) 0,5 bis 10 Gewichtsteilen einer Fettsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen,

   d) 0,25 bis 5 Gewichisteilen Mono-, Di- oder Trialkylamin oder -alkanolamin oder Morpholin,

   e) 0,5 bis 50 Gewichtsteilen Phthalsäureester, Benzoesäureester, Phosphorsäureester, chloriertem Diphenyl, substituiertem Diphenyl oder Gemischen solcher Verbindungen und gegebenenfalls

   f) 0,5 bis 100 Gewichtsteilen trocknender oder halbtrocknender pflanzlicher öle oder Gemischen solcher Öle besteht und gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe enthält.
2. 2. Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsprodukt aus a) bis e) durch vorheriges Umsetzen des Triäthanolamins und Stearins und weitere Umsetzung des erhaltenen Produkts mit den übrigen Komponenten erhalten worden ist.
3. 3. Verwendung eines Überzugsmittels nach Anspruch 1 oder 2. zur Herstellung wasserfester Anstriche.