DE1019783B - Pigmentiertes Anstrichmittel mit kontinuierlicher Wasserphase - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die pigmenthaltige Dispersion nach der Erfindung besteht aus einer zusammenhängenden wässerigen Phase und einem darin dispergierten Mischpolymerisat von Butadien-1,3 und Methylmethacrylat, in welchem die einpolymerisierten Methylmethacrylateinheiten 55 bis 75 Gewichtsprozent des Mischpolymerisats betragen. Breitet man diese Dispersionen zu Filmen aus, so bilden sie starke, zähe Überzüge; sie eignen sich daher als Grundlage für Anstrichmassen, insbesondere Wasserfarben für Hausgebrauch, und Überzugsmassen für Papier oder Leder. Wasserfarben verleihen sie eine sehr gute Auftragfähigkeit, und sie bilden matte bis halbglänzende Anstriche. Diese Anstriche trocknen sehr schnell, und sogar bei niedriger Temperatur und hoher Feuchtigkeit kann ein zweiter Anstrich gewünschtenfalls schon nach 2 Stunden auf den ersten aufgetragen werden. Sobald der aufgetragene Film vollkommen trocken ist, besitzt er eine hohe Scheuerfestigkeit. Es wurde gefunden, daß die genannten Mischpolymerisate die für diesen Zweck erforderliche Kombination von Härte, Elastizität und Haftfähigkeit besitzen. Will man verhältnismäßig harte Filme erhalten, so hat man ein Mischpolymerisat mit einem in den angegebenen Grenzen verhältnismäßig hohen Gehalt an Methylmethacrylat zu verwenden. Die besten Ergebnisse erzielt man im allgemeinen, wenn das Mischpolymerisat 60 bis 70 Gewichtsprozent einpolymerisierte Methylmethacrylateinheiten enthält.

Der mittlere Teilchendurchmesser des dispergierten Mischpolymerisats soll vorzugsweise über 0,05 μ liegen; besonders vorteilhafte Teilchendurchmesser liegen zwischen 0,1 und 0,2 μ Dispersionen, in denen der mittlere Teilchendurchmesser der Mischpolymerisatteilchen größer als 0,05 μ ist, bieten den Vorteil, daß sie einen hohen Gehalt an Mischpolymerisat haben können, z. B. über 50 Gewichtsprozent, und trotzdem eine niedrige Viskosität besitzen, wodurch sich solche Dispersionen mit hohem Mischpolymerisatgehalt besonders leicht auf Oberflächen ausbreiten lassen. Aus solchen Dispersionen lassen sich Anstrichmassen mit hohem Feststoffgehalt ohne Schwierigkeit herstellen, und diese können zur Erleichterung des Auftrages ohne übermäßige Herabsetzung ihres Feststoffgehalts oder ihrer Dispersionsbeständigkeit mit Wasser verdünnt werden. Der mittlere Teilchendurchmesser der in den erfindungsgemäßen Dispersionen enthaltenen Pigmentteilclien soll vorzugsweise nicht größer als 2,0 μ sein, damit die daraus hergestellten Anstriche eine glatte Oberfläche haben.

Es können auch Schutzkolloide, d. h. hochmolekulare hydrophile Stoffe, in Mengen von beispielsweise 2 bis 10 Gewichtsprozent zu dem Mischpolymerisat zugesetzt werden, um die Beständigkeit der Dispersion zu erhöhen. Als Schutzkolloide kommen Naturstoffe, wie Casein, Gummiarabikum oder Stärke, oder die für ihre dispergierenden Eigenschaften bekannten hochmolekularen Pigmentiertes Anstrichmittel
mit kontinuierlicher Wasserphase

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited,
London

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr, München 5,

Dr.-Ing. H. Fincke,

Berlin-Lichterfelde, Drakestr. 51,

und Dipl.-Ing. H. Bohr, München 5, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. Oktober 1953 und 29. September 1954

Bernard James Balfe, Stowmarket, Suffolk,
und Peter George Edgerley, Stevenage, Hertfordshire

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Verbindungen, wie das Kondensat des Natriumsalzes von /5-Naphthalinsulfonsäure mit Formaldehyd im Molverhältnis 2:1, oder das Kondensat von Dioctylkresol und Äthylenoxyd, in Betracht. Bei Verwendung natürlicher Schutzkolloide als Zusatz für die Anstrichmasse ist es oft angebracht, außerdem noch ein Schädlingsbekämpfungsmittel, wie Natriumfluorid, Natriumpentachlorphenolat, Laurylpentachlorphenol oder Natrium-o-phenyl-phenolat, in Mengen von beispielsweise 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent des Kolloids zuzusetzen.

Als Pigmente sind Titandioxyd in Form von Anatas und Rutil, Lithopone, Ocker, Eisenoxyd, Siena und Phthalocyanmpigmente geeignet. Die mit Pigment versehenen Massen können noch gestreckt werden, z. B. mit Kaolin, Schwerspat, gefälltem Bariumsulfat und Kreide. Die Menge des Pigments liegt in der gleichen Größenordnung wie bei den bekannten filmbildenden Massen; der bevorzugte Bereich liegt zwischen etwa 1,0 und 4,0 Raumteilen des bestimmten Mischpolymerisats je Raumteil Pigment einschließlich des Volumens des etwa verwendeten Pigmentstreckmittels. Zur Unterstützung der Dispergierung des Pigments oder der Pigmente setzt

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man zweckmäßig noch ein komplexe Verbindungen bil- lösung zugesetzt, so daß die Gesamtmenge der zugesetzten

dendes Mittel, wie Natriumpyrophosphat oder hochpoly- Lösung 25,5 Teile beträgt. Zu dieser Grundmasse werden

merisiertes Natriumhexametaphosphat, beispielsweise in 2,0 Teile Glycerylmonoricinoleat zugesetzt und der

Mengen von 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent des Pigments ρπ-Wert mit konzentrierter Ammoniaklösung auf 9 eineinschließlich des Streckmittels zu. 5 gestellt; hierzu werden 39,0 Teile der ebenfalls auf einen

Sollen die Dispersionen zum Überziehen von Papier ρπ-Wert von 9 eingestellten Dispersion des Mischpoly-

verwendet werden, so kann man einen Teil des Misch- merisats aus Butadien und Methylmethacrylat sowie eine

polymerisats durch ein üblicherweise für solche Zwecke Lösung von 0,5 Teilen Natriumsilicat in 6,0 Teilen Wasser

dienendes Schlichtemittel, z.B. Casein, Leim, Alpha- zugegeben. Die Caseinlösung enthielt 14,0°/₀ durch Protein, Sojamehl oder Stärke, ersetzen. Geeignete io Borax löslich gemachtes und mit Natriumfluorid haltbar

Mengen des Schlichtemittels sind 0,1 bis 3 Gewichtsteile gemachtes festes Casein. Die so erhaltene weiße Farbe

je Gewichtsteil des Mischpolymerisats. läßt sich nach dem Verdünnen mit 25°/₀ Wasser gut

Der pH-Wert der Mischpolymerisatdispersion wird vor- streichen und trocknet rasch zu einem schwach glän-

zugsweise schwach alkalisch, z. B. zwischen 7 und 10, zenden Film von sehr gleichmäßigem Gefüge. Bereits eingestellt, da einige der in die Anstrichfarbe eingebrachten 15 nach 2 Stunden bei 4,5°C und 80% relativer Feuchtig-

Zusätze selbst alkalisch sind und die Dispersion, wenn sie keit konnte ein zweiter Anstrich aufgetragen werden,

schwach sauer wäre, koagulieren würden. Die Einstellung .

des pH-Wertes kann durch Zusatz geeigneter Basen Beispiel ~

während der Polymerisation oder am Ende derselben Durch Mischung der weißen Farbe nach Beispiel 1 durch Zusatz von Ammoniak oder Aminen erfolgen. 20 mit dem folgenden Farbzusatz lassen sich verschiedene

Die Dispersionen nach der Erfindung können auch mit rosafarbene Tönungen herstellen. Vorteil mit Dispersionen anderer Polymerisate oder Misch- Rotes Pigment (Schultz, Farbstoffpolymerisate, insbesondere mit Dispersionen härterer tabellen Nr. 86) 7,5 Teile

Polymerisate oder Mischpolymerisate gemischt werden, Kaolin 11^5

wie mit der Dispersion eines Mischpolymerisats von Buta- 35 Kreide 1,7

dien-1,3 und Methyhnethacrylat, welches mehr als 80 Ge- 14gewichtsprozentige wässerige Casein-

wichtsprozent einpolymerisierte Methylmethacrylatein- lösung 18,5

heiten enthält; solche Mischungen ergeben zähere Filme. Kondensat von Dioctylkresol und Äthylen-So kann man z. B. eine wässerige Dispersion eines Misch- _0Xyd (30gewichtsprozentige wässerige

polymerisats aus 55 Gewiehtsteilen Methylmethacrylat 30 Lösung) 3,0

und 45 Gewichtsteilen Butadien-1,3 mit der gleichen Wasser 13,3

Menge einer wässerigen Dispersion eines Mischpolymeri- Mischpolymerisatdispersion

sats aus 85 Gewichtsteilen Methylmethacrylat und 15 Ge- nach Beispiel 1 44,5

wichtsteilen Butadien-1,3 zu einer Grundmasse für An- 1 nn η τ ί

strichfarben mischen. 35 , ei e

In den folgenden Beispielen beziehen sich die an- Die Farbzusatzmasse wird hergestellt, indem alle

gegebenen Teile auf Gewichtsmengen. Bestandteile außer der Mischpolymerisatdispersion

. 2 Stunden lang in einem Kollergang vermählen und

ispie dann mit der Mischpolymerisatdispersion durch ein-

Ein Mischpolymerisat aus Butadien und Methylmeth- 40 faches Mischen vermischt werden,

acrylat wurde in an sich bekannter Weise hergestellt, . .

indem 65 Teile Methylmethacrylat, 0,2 Teile Lauryl- Beispiel ά

mercaptan, 0,2 Teile Kaliumpersulfat, 0,1 Teil Konden- Eine zum Antonen der weißen Farbe nach Beispiel 1

sationsprodukt aus Natrium-^-naphthalin-sulfonat und verwendbare gelbe Farbzusatzmasse wird aus den fol-

Formaldehyd im Molverhältnis 2:1, 0,25 Teile Natrium- 45 genden Bestandteilen nach dem im Beispiel 2 angegebenen

laurylsulfat und 90 Teile destilliertes Wasser in ein mit Verfahren hergestellt.

Rührung versehenes, 90 1 fassendes Reaktionsgefäß aus Eisenoxydhydrat 10,0 Teile

rostfreiem Stahl eingebracht wurden. Der Autoklav Kaolin 10 0

wurde dann verschlossen, dreimal mit Stickstoff bei einem Kreide 05

Druck von 5 5 at durchgespült und auf etwa 152 mm Hg ₅o _14gewi(it^r^iiti^" wässerige" Casein- '"

evakuiert. Dann wurden 35 Ieile Butadien zugesetzt, lösung ^g 5

das Gefäß auf 50° C erwärmt und auf dieser Temperatur lOo/^Natriun^yr^hosphatlösung"'.'.'.'. 2,0 ',',

gehalten. Bei Erreichung eines 45°/oigen Umsatzes (nach Kondensat von Dioctylkresol und Äthylen-

5 Stunden) wurde em weiterer Teil Natrmmlaurylsulfat _{d (3}o_gewi_chtsprozentige wässerige

ui wässeriger Losung zugesetzt. Dies wurde nach weiteren 55 Lösunei 3 0

3 Stunden (bei einem 65°/₀igen Umsatz) wiederholt. Am Wasser 17*0

Ende der Reaktion war auf diese Weise die Konzentration A/r,v„t,,™ü,™,l 'i'^lÄL' „!-ö;^

ni-ii ,„„.„. ..... τ TTT Miscnpolymensatdispersion

des Emulgators auf 2,25 Teile und die Menge des Wassers nach Beisniel 1 39 0

auf 96 Teile gestiegen. Sobald der Umsatz der Mono- - ^-

meren zu Mischpolymerisat 95 °/₀ erreicht hatte (nach 60 100,0 Teile insgesamt 18 Stunden), wurde das noch verbleibende Beispiel 4 Butadien herausgeblasen und die Umsetzung zum Stillstand gebracht. Die so erhaltene Dispersion besaß eine Aus den folgenden Bestandteilen wird eine blaue niedrige Viskosität und einen Feststoffgehalt von etwa Farbe hergestellt:

50°/₀. 65 Phthalocyaninpigment 8,00 Teile

25,5 Teile eines Titandioxydpigments werden in einem Titandioxyd 0,35 „

Kollergang I¹Z₂ Stunden lang mit 2,0 Teilen einer 10°/₀igen Kreide 1,70 „

Natriumpyrophosphatlösung und einer zur Bildung eines Kaolin 12,20 ,,

steifen Mahlguts ausreichenden Menge einer wässerigen 14gewichtsprozentige wässerige Casein-

Caseinlösung vermählen. Dann wird weitere Casein- 7° lösung 18,50 „

Kondensat von Dioctylkresol und Äthylenoxyd (30gewichtsprozentige wässerige Lösung) 3,00Teüe

10%ige wässerige Natriumpyrophosphatlösung 2,00 „

Wasser 15,25 „

Mischpolymerisatdispersion nach Beispiel 1 39,00 „

100,00 Teile

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Das Pigment und die Pigmentstreckmittel werden I¹Z₂ Stunden lang zusammen mit der Natriumpyrophosphatlösung unter Zusatz von genügend Caseinlösung in einem Kollergang vermählen. Dann werden der Rest der Caseinlösung zusammen mit den übrigen Bestandteilen und zuletzt die auf einen ρπ-Wert von 9 eingestellte Dispersion des Mischpolymerisats zugesetzt.

Beispiel 5

Aus den folgenden Bestandteilen wird eine gelbe Farbe hergestellt:

Cadmiumsulfid 12,5 Teile

Kaolin 7,5 „

Kreide 1,7 „

14gewichtsprozentige wässerige Casein- ^a5

lösung 18,5 „

Kondensat von Dioctylkresol und Äthylenoxyd (30gewichtsprozentige wässerige

Lösung) 3,0 „

10%ige wässerige Natriumpyrophosphat-

lösung 2,0 „

Wasser 15,8 „

Mischpolymerisatdispersion nach Beispiel 1 39,0 „

100,0 Teile Die Farbe wird, wie im Beispiel 4 angegeben, gemischt.

35 10°/₀ige wässerige Natriumpyrophosphat-

lösung 2,0 Teile

Wasser 16,6 „

Mischpolymerisat nach Beispiel 1 39,0 ,,

100,0 Teile Die Farbe wird, wie im Beispiel 4 angegeben, gemischt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pigmentiertes Anstrichmittel mit kontinuierlicher Wasserphase, enthaltend als Bindemittel eine Dispersion des Emulsions-Mischpolymerisats aus Butadien-1,3 und Methylmethacrylat mit einem Gehalt von 55 bis 75 Gewichtsprozent an einpolymerisierten Methylmethacrylateinheiten, bezogen auf das Gewicht des Mischpolymerisats.

2. Pigmentiertes Anstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewichtsmäßige Anteil der in das Mischpolymerisat einpolymerisierten Methylmethacrylateinheiten 60 bis 70% des Mischpolymerisats beträgt und das Verhältnis von Mischpolymerisat zu Pigment im Bereich von 1,0 bis 4,0 Volumteilen Mischpolymerisat je Volumteil Pigment, einschließlich eines gegebenenfalls anwesenden Pigmentstreckmittels, liegt.

3. Pigmentiertes Anstrichmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein Mischpolymerisat von Butadien-1,3 und Methylmethacrylat enthält, in welchem der gewichtsmäßige Anteil der einpolymerisierten Methylmethacrylateinheiten mindestens 80% des Mischpolymerisats beträgt.

4. Pigmentiertes Anstrichmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Teilchengröße der Mischpolymerisatteilchen größer als 0,05 μ ist und vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,2 μ liegt.

Beispiel 6

Aus den folgenden Bestandteilen wird Farbe hergestellt:

Gelbes Pigment (Schultz, Farbstofftabellen Nr. 84)

Kaolin

Kreide

14gewichtsprozentige wässerige Caseinlösung

Kondensat von Dioctylkresol und Äthylenoxyd (30gewichtsprozentige wässerige Lösung)

In Betracht gezogene Druckschriften:

eine gelbe 40 Krecil, Kurzes Handbuch der Polymerisationstechnik, Bd. II, Mehrstoffpolymerisation, 1941, S. 129;

Farbe und Lack, 1953, Heft 9, S. 368, rechte Spalte 8,5 Teile Mitte;

10,7 „ Farben, Lacke, Anstrichstoffe, 1950, S. 429, linke

1,7 „ 45 Spalte;

Ind. and Eng. Chem., 1953, bes. S. 720, Formel I, 18,5 „ und S. 737, Formel II;

USA.-Patentschrift Nr. 2 467 192;
Unterlagen der Patentanmeldung D 6276 IVc/22 g, 3,0 „ 50 jetzt Patent 908 652.

© 709 806/340 11.57