DE69922682T2

DE69922682T2 - Beschichtungszusammensetzungen enthaltend funktionalisierte silikone

Info

Publication number: DE69922682T2
Application number: DE69922682T
Authority: DE
Inventors: Michel Dorget; Mathieu Joanicot; Gerard Mignani; Paul Branlard
Original assignee: Rhodia Chimie SAS; Rhone Poulenc Chimie SA
Current assignee: Rhodia Chimie SAS
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: US6590026B1; EP1123360A1; AU5989699A; CZ302557B6; ES2229819T3; AU741843B2; TR200101806T2; CA2346355A1; HUP0103955A3; BR9915343B1; ATE284934T1; HUP0103955A2; SK285769B6; HU226750B1; CA2346355C; CN1324388A; ID28549A; BR9915343A; NZ510777A; RU2208620C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Beschichtungszusammensetzungen, insbesondere Lacke bzw. Farben. Diese Zusammensetzungen können in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, wie Wasserfarben bzw. wasserbasierte Farben, Rauhputze bzw. Putzschichten, Lasuren, Imprägnierungen und semidicke Beschichtungen (SDB).
Im Stand der Technik sind keine Beschichtungszusammensetzungen bekannt, welche in der Lage sind, richtig und ausreichend durch Kondensation zu einem Elastomer oder zu einem Retikulat zu vernetzen, welcher bzw. welches der Endanwendung, beispielsweise in Form eines Lacks bzw. einer Farbe, eine hohe Naßabriebbeständigkeit (NAB), eine ausreichende Wasserundurchlässigkeit und eine ausreichende Wasserdampfdurchlässigkeit verleiht. Außerdem sind im Stand der Technik keine Beschichtungszusammensetzungen bekannt, welche eine hohe und ausdauernde Lagerstabilität aufweisen (Aufrechterhaltung des Gehalts an flüchtigen Kohlenwasserstoffen (VOC) oder an Alkoholprodukten in situ unterhalb einer Bruchschwelle der Zusammensetzung).
Somit besteht einer der wesentlichen Gegenstände der vorliegenden Erfindung darin, eine neue Beschichtungszusammensetzung vorzuschlagen, welche der Endanwendung eine wirksame Wasserabweisung, d. h. eine hohe Naßabriebbeständigkeit (NAB), eine ausreichende Wasserundurchlässigkeit, eine ausreichende Wasserdampfdurchlässigkeit und einen ausreichenden Abperleffekt, verleiht. Außerdem besitzt die neue Beschichtungszusammensetzung eine hohe und ausdauernde Lagerstabilität.
Genauer gesagt, umfaßt die entwickelte und den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende neue Beschichtungszusammensetzung:

(A) 3 bis 30 Teile (Trockenextrakt von etwa 50 Gew.-%) eines Latex, welcher aus Teilchen organischer (Co-)Polymere besteht, mit einer Glasübergangstemperatur von –20°C bis 50°C,
(B) 0,05 bis 5 Teile (Trockenextrakt von etwa 65 Gew.-%) einer Emulsion eines epoxyfunktionalisierten Polyorganosiloxans und
(C) 100 Teile (Trockenextrakt von etwa 75 Gew.-%) mineralische Füllstoffe.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bilden die Teile (A) und (B) das, was man als das Bindemittel der Beschichtungszusammensetzung bezeichnet.
Der im Rahmen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendete Latex wird ausgehend von polymerisierbaren Monomeren (1) hergestellt, welche ausgewählt sind aus Styrol, Butadien, Acrylestern und/oder Vinylnitrilen.
Unter Acrylestern versteht man Ester von Acrylsäure und Methacrylsäure mit (C₁-C₁ ₂)-Alkanolen, vorzugsweise (C₁-C₈), wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat und Isobutylmethacrylat.
Die Vinylnitrile umfassen solche mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere Acrylnitril und Methacrylnitril.
Das Styrol kann vollständig oder teilweise durch α-Methylstyrol oder Vinyltoluol ersetzt werden.
Andere ethylenisch ungesättigte, mit den oben genannten Monomeren (1) polymerisierbare Monomere (2), deren Menge bis zu 40 Gew.-% der Gesamtmonomere betragen kann, sind gleichermaßen zur Herstellung des Latex der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendbar. Man kann anführen:

(a) Carbonsäurevinylester, wie Vinylacetat, Vinylversatat und Vinylpropionat,
(b) ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Monoalkylester von Dicarbonsäuren des angeführten Typs mit Alkanolen mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und deren N-substituierte Derivate,
(c) Amide ungestättigter Carbonsäuren, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-Methalolacrylamid, oder -methacrylamid,
(d) ethylenische Monomere mit einer Sulfonsäuregruppe und deren Alkali- oder Ammoniumsalze, beispielsweise Vinylsulfonsäure, Vinylbenzolsul fonsäure, α-Acrylamidmethylpropansulfonsäure und 2-Sulfoethylenmethacrylat,
(e) ethylenisch ungesättigte Monomere mit einer sekundären, tertiären oder quarternären Aminogruppe oder einer heterozyklischen stickstoffhaltigen Gruppe, beispielsweise Vinylpyrridine, Vinylimidazol, Aminoalkyl(meth-)acrylate und Aminoalkyl(meth-)acrylamide, wie Dimethylaminoethylacrylat oder -methacrylat, Di-tert.-Butylaminoethylacrylat oder -methacrylat, Dimethylaminomethylacrylamid oder -methacrylamid, sowie zwitterionische Monomere, wie Sulfopropyl(dimethyl)aminopropyl,
(f) Ester von (Meth-)Acrylsäuren mit Alkandiolen mit vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Glykolmono(meth-)acrylat, Hydroxypropylmono(meth-)acrylat und 1,4-Butandiolmono(meth-)acrylat, sowie Monomere mit zwei polymerisierbaren Doppelbindungen, wie Ethylenglykoldimethacrylat.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in bezug auf die Auswahl des Latex weist dieser gewichtsbezogen auf:

– 25 bis 90%, vorzugsweise 45 bis 75%, Styrol- und/oder Acrylnitril,
– 75 bis 10%, vorzugsweise 55 bis 25%, Butadien und/oder Acrylate,
– 0 bis 20%, vorzugsweise 1 bis 10%, ungesättigte Carbonsäure und
– 0 bis 40%, vorzugsweise 0 bis 15%, andere ethylenisch ungesättigte Monomere.

Die Polymerisation des Latex wird in an sich bekannter Weise in wäßriger Emulsion der polymerisierbaren Monomere in Gegenwart mindestens eines radikalischen Starters und vorzugsweise eines Übertragungsmittels, beispielsweise vom Typ Merkaptan, mit einer Monomerkonzentration in dem Reaktionsmilieu, welche im allgemeinen 20 bis 60 Gew.-% beträgt, durchgeführt.
Die Polymerisation kann kontinuierlich, diskontinuierlich oder semi-kontinuierlich mit kontinuierlicher Zugabe eines Teils der Monomere durchgeführt werden, und sie kann vom Typ Saatpolymerisation oder Inkrementpolymerisation gemäß jeder zur Herstellung von Teilchen mit homogener und heterogener Struktur bekannten Variante sein.
In bezug auf die Herstellung des Latex kann man sich als nichtlimitierendes Beispiel auf die Handhabungen bzw. Ausführungen in dem auf. die vorliegende Anmelderin selbst zurückgehenden Patent EP 599 676 beziehen.
Als Beispiele für mineralische Füllstoffe der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann man zerkleinerten Quarz, Kaolin, Siliciumdioxid aus der Verbrennung, Siliciumdioxid aus der Ausfällung, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Titanoxid, Talk, hydratisiertes Aluminiumoxid, Bentonit, Calciumsulfoaluminat etc. anführen.
Die epoxyfunktionalisierten Polyorganosiloxane der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind linear und/oder zyklisch. In ein und derselben Beschichtungszusammensetzung kann man identische oder verschiedene Polyorganosiloxane verwenden. Diese Polyorganosiloxane bestehen aus Einheiten der Formel (I) und sind mit Einheiten der Formel (II) terminiert und/oder bestehen aus Einheiten der Formel (I), wie sie jeweils nachfolgend dargestellt sind:
wobei

– die Symbole R¹ gleich oder verschieden sind und darstellen: – einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylreste vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl und Octyl sind, – einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkylrest mit 5 bis 8 Ringkohlenstoffatomen, – einen Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, welcher vorzugsweise mit Phenyl oder Dichlorphenyl substituiert sein kann, – einen Aralkylteil, welcher einen Alkylteil mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen und einen Arylteil mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweist und an dem Arylteil gegebenenfalls mit Halogenen, Alkylen und/oder Alkoxylen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen substituiert ist,
– die Symbole Y' gleich oder verschieden sind und darstellen: – die Gruppe R¹, – und/oder eine epoxyfunktionelle Gruppe, welche mit dem Silicium des Polyorganosiloxans über einen zweiwertigen Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen verbunden ist und mindestens ein Heteroatom, vorzugsweise Sauerstoff, enthalten kann, – wobei mindestens eines der Symbole Y' eine epoxyfunktionelle Gruppe darstellt.

Die linearen Polyorganosiloxane können Öle mit einer dynamischen Viskosität bei 25 °C von etwa 10 bis 10.000 mPa·s bei 25°C, vorzugsweise von 50 bis 5.000 mPa·s bei 25°C, besonders bevorzugt von 100 bei 600 mPa·s bei 25°C, oder Gummen mit einer Molekülmasse von etwa 1.000.000 sein.
Wenn es sich um zyklische Polyorganosiloxane handelt, bestehen diese aus Einheiten (II), welche beispielsweise vom Typ Dialkylsiloxy oder Alkylarylsiloxy sein können. Diese zyklischen Polyorganosiloxane weisen eine Viskosität von etwa 1 bis 5.000 mPa·s auf.
Als Beispiele für zweiwertige Reste, welche mit einer organofunktionellen Gruppe vom Typ Epoxy verbunden sind, kann man solche anführen, die von den folgenden Formeln umfaßt sind:
Die dynamische Viskosität bei 25°C der in der vorliegenden Beschreibung in Betracht gezogenen Silikone kann mit Hilfe eines BROOKFIELD-Viskosimeters gemäß der Norm AFNOR NFT 76 102 von Februar 1972 bestimmt werden.
Der Erhalt dieser funktionalisierten Polyorganosiloxane liegt vollständig im Bereich des Fachmanns auf dem Gebiet der Silikonchemie.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Zusammensetzung 5 bis 100, vorzugsweise 20 bis 40, organofunktionelle Gruppen pro 100 Einheiten Si; dies ermöglicht den Erhalt eines hervorragenden Kompromisses zwischen der Stabilität der Zusammensetzung und ihrem wasserabweisenden Vermögen.
Neben den drei Hauptbestandteilen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung kann diese 0,1 bis 10 Teile (trocken) Zusatzstoffe, wie ein oder mehrere schaumverhindernde Mittel, Biozide, oberflächenaktive Mittel, Fließmittel, Koaleszenzmittel, Dispergiermittel, Neutralisationsmittel und Verdickungsmittel aufweisen.
Zur Herstellung der Beschichtungszusammensetzung vermischt man die verschiedenen Bestandteile in an sich bekannter Weise.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung kann mit üblichen Techniken aufgetragen werden. Beispielsweise kann sie auf Oberflächen mit jedem geeigneten Mittel, wie Pinsel, Bürste, Zerstäuber bzw. Sprühgerät etc., aufgetragen werden. Die Oberflächen, auf welche die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung auftragbar ist, sind von unterschiedlicher Natur, beispielsweise Metall, wie Aluminium, Holz, Zement, Ziegelstein bzw. Mauerziegel mit oder ohne vorheriger Beschichtung mit einer Haftgrundierung.
Die folgenden Beispiele und Tests dienen der Veranschaulichung. Sie ermöglichen es insbesondere, die Erfindung besser zu verstehen und all ihre Vorteile herauszustellen und einige Ausführungsformen anzugeben.
Beispiele und Tests:
Die Beispiele und Tests belegen eine hohe Naßabriebbeständigkeit, eine ausreichende Wasserundurchlässigkeit und eine ausreichende Wasserdampfdurchlässigkeit der ausgehend von den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erhaltenen Beschichtungen. Außerdem belegt die Messung des Wassertropfenwinkels die abperlenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Verschiedene Tests wurden eingesetzt:

– Test der Naßabriebbeständigkeit (NAB): Norm DIN 53778.
– Test der Wasserdampfdurchlässigkeit: Norm DIN 52615.
– Test der Wasserabsorption: Norm DIN 52617 und
– Messung des Wassertropfenwinkels.

In bezug auf die Zusammensetzungen von Beispiel F wurden die Tests modifiziert. Diese Modifikationen sind in Paragraph II von Beispiel F präzisiert.
Beispiel A:
I. Matte Umweltlacke- bzw. Farbzusammensetzungen:

(i) Die getesteten Lack- bzw. Farbzusammensetzungen sind in Tabelle 1 angegeben und enthalten: – 130 g Calciumcarbonat Hydrocarb 90 (Trockenextrakt = 75%), – 20 g Latex DS 1003 von Rhodia Chimie (Trockenextrakt = 50%) auf Basis von Styrol, Butylacrylat und Acrylsäure und – 0,15 g Polyorganosiloxanemulsion (Trockenextrakt = 65%), entsprechend der nachfolgenden Formel (III):

In bezug auf die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen A-4 bis A-7 entspricht X des Polyorganosiloxans:
In bezug auf die Verbindung A-1 ist X des Polyorganosiloxans CH₃. In bezug auf die Zusammensetzung A-2 und A-3 ist X gleich OH.
(II) Emulgieren der getesteten Polyorganosiloxane:
Das Emulgieren wird mittels des Verfahrens der konzentrierten Direktemulgierung unter Verwendung von 5% oberflächenaktivem Mittel Soprophor BSU (ethoxyliertes Tristyrolphenol), 65% Polyorganosiloxan und 30% Wasser durchgeführt.
II. Test der Naßabriebbeständigkeit:
Dieser Test der Naßabriebbeständigkeit basiert auf dem der Norm DIN 53778 entsprechenden Test.
Die Lack- bzw. Farbzusammensetzung wird hergestellt. Dann wird sie entweder direkt oder nach einer Woche der Alterung bei 55°C (im Topf) auf einem starren Lénéta-Träger (200 Mikron naß) aufgetragen bzw. verstrichen.
Anschließend wird der Lack bzw. die Farbe für 24 Stunden bei 55°C getrocknet und für 24 Stunden bei 23°C und 55% relativer Feuchtigkeit rekonditioniert.
Der trockene Film wird anschließend unter Naßbedingungen abgerieben. Man zählt die Anzahl der Abriebzyklen, denen er widerstehen kann.
III. Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1:
IV. Anmerkungen:
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ermöglichen eine Steigerung der NAB.
Die Zusammensetzungen A-0 bis A-3 sind unwirksam.
Die Zunahme bzw. die Verstärkung der NAB ist nach einer Woche der Alterung bei 55 °C für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen identisch.
Beispiel B:
I. Matte Umweltlack- bzw. Farbzusammensetzungen: Variation des Polyorganosiloxangehalts.

(i) Die Zusammensetzungen der getesteten Lacke bzw. Farben sind in der Tabelle 2 angegeben und enthalten: – 130 g (trocken) Calciumcarbonat Hydrocarb 90 (Trockenextrakt (TE) = 75%), – 20 g (trocken) Latex DS 1003 (TE = 50%) und – 0,15 g (trocken) Polyorganosiloxan der Zusammensetzung A-5.
(ii) Das Emulgieren des Polyorganosiloxans erfolgt wie zuvor.

II. Durchgeführte Tests:

(i) Messung der NAB. Die Messung der NAB wird wie zuvor durchgeführt.
(ii) Messung des Wassertropfenwinkels. Die Messung des Wassertropfenwinkels wird auf identischen trockenen Filmen durchgeführt. Hierzu mißt man den Winkel, welcher durch den Wassertropfen mit der Filmoberfläche gebildet wird.

III. Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2:
IV. Anmerkungen:
Je höher die Polyorganosiloxankonzentration ist, um so mehr steigt die NAB.
Außerdem nimmt mit zunehmender Polyorganosiloxankonzentration der Winkel des Wassertropfens zu. Oberhalb von 90° ist die Oberfläche abperlend. Somit beobachtet man einen ausreichenden abperlenden Effekt ausgehend von 3% Polyorganosiloxan, bezogen auf den Latex (Gewicht/Gewicht).
Beispiel C:
I. Matte Umweltlack- bzw. Farbzusammensetzungen:

(i) Die getesteten Lack- bzw. Farbzusammensetzungen sind in Tabelle 3 angegeben und enthalten: – 130 g Calciumcarbonat Hydrocarb 90 (Trockenextrakt = 75%), – 20 g Latex DS 1003 von Rhodia Chimie (Trockenextrakt = 50%) und – 0,15 g einer Emulsion eines linearen Polyorganosiloxans (Trockenextrakt = 65%), entsprechend der nachfolgenden Formel (IV):
in welcher X entspricht:
Tabelle 3:
(ii) Das Emulgieren der Polyorganosiloxane wird wie zuvor durchgeführt.

II. Durchgeführter Test:
Die Messung der NAB wird wie zuvor durchgeführt.
III. Ergebnisse:
Siehe Tabelle 4. Tabelle 4:
V. Anmerkung:
Die erfindungsgemäßen Zusammnensetzungen mit einem Polyorganosiloxan, dessen Epoxyfunktionen nicht am Kettenende liegen, sind genauso wirksam wie ein Polyorganosiloxan, dessen Epoxyfunktionen am Kettenende liegen.
Je höher der Pfropfungsgrad ist, desto beträchtlicher ist die NAB: Sie ist immer nach einer Alterung von einer Woche bei 55°C stabil.
Beispiel D:
I. Matte Umweltlack- bzw. Farbzusammensetzung mit Variation des Gehalts an Si-Epoxy/Gesamt-Si-Einheiten:

(i) Die getesteten Lack- bzw. Farbzusammensetzungen sind in Tabelle 5 angegeben und enthalten: – 130 g Calciumcarbonat Hydrocarb 90 (Trockenextrakt = 75%), – 20 g Latex DS 1003 von Rhodia Chimie (Trockenextrakt = 50%) und – 0,5 g einer Emulsion eines linearen Polyorganosiloxans (Trockenextrakt = 65%), entsprechend einer der nachfolgenden Formeln:
oder
in denen X entspricht:
Tabelle 5:
(ii) Das Emulgieren der Polyorganosiloxane wird wie in den vorherigen Beispielen durchgeführt.

II. Durchgeführter Test: Messung der NAB.
Die Messung der NAB wird wie zuvor durchgeführt.
III. Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Tabelle 6:
IV. Anmerkung:
Je höher der Prozentwert Si-Epoxy/Gesamt-Si-Einheiten ist, desto wirksamer ist die Zusammensetzung in bezug auf frische Bäder.
Jedoch sind die Ergebnisse in bezug auf die NAB für die gealterten Zusammensetzungen nicht mit denen der unmittelbar bzw. direkt getesteten Zusammensetzungen vergleichbar. Tatsächlich beobachtet man jenseits bzw. oberhalb von 40% Si-Epoxy, daß die Differenz von NAB_direkt und NAB_gealtert sehr groß ist, was darauf hinweist, daß die Zusammensetzungen nicht stabil sind.
Somit ist der optimale Gehalt an Si-Epoxy/Gesamt-Si-Einheiten des Polyorganosiloxans weniger als 40%.
Beispiel E:
I. Atmungsaktive Außenlack- bzw. Farbzusammensetzungen:
Die hergestellten Zusammensetzungen enthalten jeweils 100 g Calciumcarbonat Hydrocarb 90 und 12 g Latex DS 910 von Rhodia Chimie mit 10% des Koaleszenzmittels Texanol der Firma Eastman Kodak.

(i) Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen eine dritte Zusammensetzung auf, d. h. X g einer Polyorganosiloxanemulsion der Formel:
wobei n gleich 8 ist und X entspricht:
Sie entsprechen den Zusammensetzungen E-6 bis E-9. Die Mengen an Polyorganosiloxanen variieren in den Zusammensetzungen E-6 bis E-9 und sind in der Tabelle 7 angegeben. Das Emulgieren des Polyorganosiloxans wird entsprechend der in Beispiel 1 verwendeten Weise durchgeführt.
(ii) Die Zusammensetzungen E-2 bis E-5 enthalten anstelle des Polyorganosiloxans ein Silikonharz, entsprechend Rhodorsil 865A der Firma Rhodia Chimie. Die Harzmengen variieren in den Zusammensetzungen E-2 bis E-5 und sind in der Tabelle 7 angegeben.

II. Durchgeführte Tests:
(i) NAB und Wassertropfenwinkel.
Die NAB und der Wassertropfenwinkel werden wie in den vorangehenden Beispielen gemessen.
(ii) Wasserdurchlässigkeit:
Die Messung der Wasserdurchlässigkeit (Wasserpermeabilität) wird gemäß einem Verfahrens durchgeführt, welches auf der Norm DIN Nr. 52617 basiert.
Die Lack- bzw. Farbzusammensetzung wird auf eine Wandfliese aufgebracht (Dicke des Lacks bzw. der Farbe: 2 mm). Nach teilweiser Verdunstung des Wassers wird der halbtrockene Lack geschnitten und in Scheiben von 40 mm Durchmesser abgehoben; dies ermöglicht den Erhalt eines nichtunterlegten Lacks.
Nach Trocknung und Rekonditionisierung des Lacks wird dieser in Wasser getaucht. Eine Vorrichtung zur Gewichtsbestimmung ermöglicht die Bestimmung der durch den Lack aufgenommenen Wassermenge.
Ausgehend von der Kurve der erhaltenen Werte, wird der Wasserabsorptionskoeffizient W in Abhängigkeit von der Formel m(t) = m₀ + WS·t^1/2 bestimmt, wobei m die Kompositmasse, S seine Oberfläche (wobei beide Seiten gezählt werden) und t die Zeit ist.
(iii) Wasserdampfdurchlässigkeit.
Die Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit wird gemäß einem Verfahren durchgeführt, welches auf der Norm DIN Nr. 52615 basiert. Hierzu bestimmt man den Faktor Sd, welcher 0,09/Pe entspricht; dieser Faktor Sd entspricht der Dicke der Luft, welche dieselbe Permeabilität eines Lacks bzw. einer Farbe mit einer Dicke von 100 Mikron haben würde (Pe ist in g⁺¹h^–1m^–2mmHg^–1 und Sd in m).
Der nichtunterlegte Lack wird, wie zuvor erhalten, als Stopfen bzw. Verschluß auf einem mit Wasser gefüllten Becher verwendet.
Der Becher wird einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50% ausgesetzt. Die in dem Becher befindliche Wassermenge wird als Funktion der Zeit aufgenommen.
Die Wasserdampfdurchlässigkeit Pe ist definiert durch: m(t) = m₀ – (Pe·S·Δp)·t, wobei m die Masse des Wassers, Δp die Partialdruckdifferenz des Wassers zwischen dem Becher und der Atmosphäre ist, welche 10,54 mmHg beträgt.
III. Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 angeführt.
IV. Anmerkungen:
Man bemerkt eine deutliche Verbesserung der NAB bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im Vergleich zu den Lack- bzw. Farbzusammensetzungen, bei denen die dritte Komponente ein Harz ist.
Die Wasserpermeabilität ist für die Zusammensetzungen gemäß unserer Erfindung deutlich verbessert. In der gleichen Weise ist die abperlende Eigenschaft des Lacks bzw. der Farbe bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen E-6 bis E-9 verstärkt.
Tabelle 7:
Beispiel F:
I. Atmungsaktive Lack- bzw. Farbzusammsetzungen (VPK = 70%):

(i) Die getesteten Lacke bzw. Farben E10 und E13 sind ausgehend von einer Pigmentpaste formuliert, dessen Zusammensetzung in Tabelle 8 angegeben ist. Die Dispersion der Paste findet bei 3.000 U/min für 15 Minuten statt.
(ii) Die Lacke bzw. Farben enthalten andere, zu den erfindungsgemäßen Dispersionen zugegebene Inhaltsstoffe. Der Typ und die Menge der zusätzlichen Inhaltsstoffe sind in Tabelle 9 angegeben. Nach Zugabe wird das Milieu bei 500 U/min für 15 Minuten gerührt.

Das Emulgieren der verwendeten Silikone erfolgt gemäß der in Beispiel 1 durchgeführten Weise.
Das in der erfindungsgemäßen Emulsion verwendete Polyorganosiloxan entspricht der Formel (IV), wobei y gleich 4 ist, x gleich 9 ist und die Funktion X entspricht:
Tabelle 9:
Tabelle 8:
II. Durchgeführte Tests:
(i) NAB gemäß der Norm DIN 53778 Teil 2.
Dieser Faktor, ausgedrückt als Anzahl der Zyklen, beschreibt die Fähigkeit eines Lack- bzw. Farbfilms mit definierter Dicke, einer abrasiven bzw. abschleifenden Aktion bzw. Einwirkung zu widerstehen, welche von einer Hin- und Herbewegung einer Bürste in Gegenwart einer Lösung auf Basis eines oberflächenaktiven Mittels hervorgerufen wird.
(ii) Wasserdampfdurchlässigkeit.
Die Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit wird gemäß einem Verfahren durchgeführt, welches auf der Norm EN Nr. 1062-3 basiert.
Man berechnet den Koeffizienten Sd, ausgedrückt in Metern, welcher die Dicke von statischer Luft darstellt, welche dieselbe Permeabilität in bezug auf Wasserdampf aufweist.
Dieser Koeffizient wird durch eine Berechnung ausgehend von Messungen des Gewichtsverlustes einer mit Wasser und einer Ammoniumdihydrogenphosphatlösung gefüllten Schale bestimmt, welche mit einem mit dem zu untersuchenden Lack bzw. mit der zu untersuchenden Farbe beschichteten Polyurethanträger verschlossen ist.

<:: Wasserdampfpermeabilität: V = 240 × m / A × t (g·m²/24 h)
A:: Oberfläche der Probe: 50,27 cm²
m:: Massenverlust mg
t:: Zeit 72 h
Sd:: 21/V (m)

(iii) Wasserdurchlässigkeit.
Die Messung der Wasserdurchlässigkeit wird gemäß einem Verfahren durchgeführt, welches auf der Norm EN Nr. 1062-2 basiert.
Man berechnet den Faktor W, ausgedrückt in kg m ^–2h^–0,5, welcher die Fähigkeit der Lack- bzw. Farbbeschichtung darstellt, flüssiges Wasser zu absorbieren (pro Oberflächeneinheit und Zeit). Er wird mittels Wiegen ermittelt: Man ermittelt das Gewicht einer mit dem zu testenden Lack be schichteten Keramikfliese, welche in Kontakt mit einer wassergesättigten Oberfläche gehalten wird.
III. Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 dargestellt. Tabelle 10:
IV. Anmerkungen:
Man ermittelt mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eine Verbesserung der NAB im Vergleich zu den Zusammensetzungen, bei denen man nichtepoxidierte Silikone zugegeben hat.
Die Wasserpermeabilität ist für die Zusammensetzungen unserer Erfindung verbessert. Darüber hinaus ist die abperlende Eigenschaft der erfindungsgemäßen Lacke bzw. Farben verstärkt.

Claims

Beschichtungszusammensetzung, enthaltend: (A) 3 bis 30 Teile (Trockenextrakt von etwa 50 Gew.-%) eines Latex, welcher aus Teilchen organischer (Co-)Polymere besteht, mit einer Glasübergangstemperatur von –20°C bis 50°C, (B) 0,05 bis 5 Teile (Trockenextrakt von etwa 65 Gew.-%) einer Emulsion eines epoxyfunktionalisierten Polyorganosiloxans, welches aus Einheiten der Formel (I) besteht und terminiert ist mit Einheiten der Formel (II) und/oder aus Einheiten der Formel (I) besteht, wie sie jeweils nachfolgend dargestellt sind:
wobei – die Symbole R¹ gleich oder verschieden sind und darstellen: – einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylreste vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl und Octyl sind, – einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkylrest mit 5 bis 8 Ringkohlenstoffatomen, – einen Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, welcher vorzugsweise mit Phenyl oder Dichlorphenyl substituiert sein kann, – einen Aralkylteil, welcher einen Alkylteil mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen und einen Arylteil mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweist und an dem Arylteil gegebenenfalls mit Halogenen, Alkylen und/oder Alkoxylen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen substituiert ist, – die Symbole Y' gleich oder verschieden sind und darstellen: – die Gruppe R¹, – und/oder eine epoxyfunktionelle Gruppe, welche mit dem Silizium des Polyorganosiloxans über einen zweiwertigen Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen verbunden ist und mindestens ein Heteroatom, vorzugsweise Sauerstoff, enthalten kann, – wobei mindestens eines der Symbole Y' eine epoxyfunktionelle Gruppe darstellt, (C) und 100 Teile (Trockenextrakt von etwa 75 Gew.-%) mineralische Füllstoffe.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex ausgehend von polymerisierbaren Monomeren (1), ausgewählt aus Styrol, Butadien, Acrylestern und/oder Vinylnitrilen, hergestellt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Latex andere ethylenisch ungesättigte, mit den oben genannten Monomeren (1) polymerisierbare Monomere (2) umfaßt, deren Menge bis zu 40 Gew.-% der Gesamtmonomere betragen kann, wobei diese anderen Monomere (2) ausgewählt sind aus: (a) Carbonsäurevinylestern, wie Vinylacetat, Vinylversatat und Vinylpropionat, (b) ethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Monoalkylestern von Dicrbonsäuren des angeführten Typs mit Alkanolen mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und deren N-substituierten Derivaten, (c) Amiden ungesättigter Carbonsäuren, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-Methalolacrylamid oder -methacrylamid, (d) ethylenischen Monomeren mit einer Sulfonsäuregruppe und deren Alkali- oder Ammoniumsalzen, beispielsweise Vinylsulfonsäure, Vinylbenzolsulfonsäure, α-Acrylamidomethylpropansulfonsäure und 2-Sulfoethylenmethacrylat, (e) ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer sekundären, tertiären oder quarternären Aminogruppe oder einer heterocyclischen stickstoffhaltigen Gruppe, beispielsweise Vinylpyridinen, Vinylimidazol, Aminoalkyl(meth-)acrylaten und Aminoalkyl(meth-)acrylamiden, wie Dimethylaminoethylacrylat oder -methacrylat, Di-tert.-Butylaminoethylacrylat oder -methacrylat, Dimethylaminomethylacrylamid oder -methacrylamid, sowie zwitterionischen Monomeren, wie Sulfopropyl(dimethyl)aminopropyl, (f) Estern von (Meth-)Acrylsäuren mit Alkandiolen mit vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Glykolmono(meth-)acrylat, Hydroxypropylmono(meth-)acrylat und 1,4-Butandiolmono(meth-)acrylat, sowie Monomeren mit zwei polymerisierbaren Doppelbindungen, wie Ethylenglykoldimethacrylat.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex gewichtsbezogen aufweist: – 25 bis 90%, vorzugsweise 45 bis 75%, Styrol und/oder Acrylnitril, – 75 bis 10%, vorzugsweise 55 bis 25%; Butadien und/oder Acrylate, – 0 bis 20%, vorzugsweise 1 bis 10%, ungesättigte Carbonsäure, – und 0 bis 40%, vorzugsweise 0 bis 15%, andere ethylenisch ungesättigte Monomere.
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die epoxyfunktionellen Gruppen ausgewählt sind aus den folgenden Gruppen:
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Lack bzw. eine Farbe ist.
Bindemittel für Lacke bzw. Farben auf Basis von: (A) 3 bis 30 Teilen (Trockenextrakt von etwa 50 Gew.-%) eines Latex, welcher aus Teilchen organischer (Co-)Polymere besteht, mit einer Glasübergangstemperatur von –20°C bis 50°C, (B) 0,05 bis 5 Teilen (Trockenextrakt von etwa 65 Gew.-%) einer Emulsion eines epoxyfunktionalisierten Polyorganosiloxans, welches aus Einheiten der Formel (I) besteht und terminiert ist mit Einheiten der Formel (II) und/oder aus Einheiten der Formel (I) besteht, wie sie jeweils nachfolgend dargestellt sind:
wobei – die Symbole R¹ gleich oder verschieden sind und darstellen: – einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylreste vorzugsweise Methyl, Ethyl; Propyl und Octyl sind, – einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkylrest mit 5 bis 8 Ringkohlenstoffatomen, – einen Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, welcher vorzugsweise mit Phenyl oder Dichlorphenyl substituiert sein kann, – einen Aralkylteil, welcher einen Alkylteil mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen und einen Arylteil mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweist und an dem Arylteil gegebenenfalls mit Halogenen, Alkylen und/oder Alkoxylen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen substituiert ist, – die Symbole Y' gleich, oder verschieden sind und darstellen: – die Gruppe R¹, – und/oder eine epoxyfunktionelle Gruppe, welche mit dem Silizium des Polyorganosiloxans über einen zweiwertigen Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen verbunden ist und mindestens ein Heteroatom, vorzugsweise Sauerstoff, enthalten kann, – wobei mindestens eines der Symbole Y' eine epoxyfunktionelle Gruppe darstellt.
Verwendung einer Emulsion eines epoxyfunktionalisierten Polyorganosiloxans, wie in dem vorangehenden Anspruch definiert, zur Herstellung eines Bindemittels für Lacke bzw. Farben.
Verwendung einer Emulsion eines epoxyfunktionalisierten Polyorganosiloxans, wie in Anspruch 7 definiert, als wasserabweisendes Additiv zur Herstellung eines Bindemittels für Lacke bzw. Farben.