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DE19902454A1 - Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln auf Wasserbasis und deren Verwendung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln auf Wasserbasis und deren Verwendung

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Publication number
DE19902454A1
DE19902454A1 DE19902454A DE19902454A DE19902454A1 DE 19902454 A1 DE19902454 A1 DE 19902454A1 DE 19902454 A DE19902454 A DE 19902454A DE 19902454 A DE19902454 A DE 19902454A DE 19902454 A1 DE19902454 A1 DE 19902454A1
Authority
DE
Germany
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weight
vinyl
water
carboxylic acids
alkyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19902454A
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred Gebauer
Thomas Grosmann
Karlheinz Huefftlein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rmh Polymers & Co KG GmbH
Original Assignee
Rmh Polymers & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rmh Polymers & Co KG GmbH filed Critical Rmh Polymers & Co KG GmbH
Priority to DE19902454A priority Critical patent/DE19902454A1/de
Publication of DE19902454A1 publication Critical patent/DE19902454A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Zum Bedrucken hochqualitativer Verpackungsmaterialien werden üblicherweise Lösungsmittellacke, bestehend aus mehreren Komponenten und mehrstufig hergestellt, eingesetzt. Die bekannten Beschichtungsmittel genügen jedoch den gestiegenden Umweltanforderungen an die Beschichtung von Verpackungsmaterialien nicht mehr. DOLLAR A Es bestand somit die Aufgabe, ein umweltverträgliches Beschichtungsmittel auf wässriger Basis mit guter Bedruckbarkeit, guter Haftung auf Aluminiumfolien oder aluminiumbedampften Substraten, hohe Heißsiegelbeständigkeit, ohne Migration und geeignet für Lebensmittelverpackungen zu entwickeln, das einen hohen Glanz und hohe Transparenz aufweist sowie chemisch resistent gegen Alkohole, Öle und Fette sowie organische Säuren ist. DOLLAR A Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Beschichtungsmittel auf Wasserbasis hergestellt, in dem ein Gemisch mehrerer Monomere auf Acrylatbasis und Vernetzern polymerisiert wird. DOLLAR A Die erhaltenen Beschichtungsmittel können mit üblichen Lackformulierungszusätzen versehen und vorwiegend im Verpackungsbereich, vor allem für Lebensmittel, verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln auf Wasserbasis und deren Verwendung.
Es ist bekannt, daß zum Bedrucken hochqualitativer Verpackungsmaterialien mit Barriereeigenschaften (Aromaschutz, Wasserdampfundurchlässigkeit, Fettdichtigkeit etc.) auf Basis von Aluminiumfolien oder aluminiumbeschichteten Substraten auf Lösungsmitteln basierende Drucklacke eingesetzt werden. Traditionell werden Lösungsmittellacke eingesetzt, da diese erhebliche Vorteile in der Herstellung bieten, aber anderseits bedingen sie eine aufwendige Einhaltung von Arbeitsstättenrichtlinien und die Installation und den Betrieb von aufwendigen Abluft- und Entsorgungsanlagen.
Steigendes Umweltbewußtsein, Ressourcenschonung etc. haben zur Forderung nach ähnlichen oder sogar noch verbesserten Beschichtungs- und Lacksystemen auf Basis eines anderen Trägers, z. B. Wasser, geführt. Die Anforderungen an derartige Beschichtungs- oder Lacksysteme sind kontinuierlich gestiegen.
Neben den typischen, klassischen Anforderungen an Beschichtungs- und Lacksysteme, wie Verdruckbarkeit und Bedruckbarkeit sind zunehmend auch höhere Anforderungen an die Weiterverarbeitung und an die Gebrauchseigenschaften der beschichteten Substrate gestellt worden.
Bei der Einschätzung der Verdruckbarkeit wird besonderer Wert auf die Benetzung der Druckform, die Übertragung auf das Substrat, die Wiederanlösbarkeit des Beschichtungsmittels nach einem Maschinenstillstand, die Verarbeitbarkeit (Schaumverhalten, Viskosität)etc. gelegt.
Bei der Bewertung der Bedruckbarkeit werden besonders bewertet die Transparenz und der Glanz, die Benetzung des Substrates, die Farbannahme, das Ausdruckverhalten, die Haftfestigkeit auf dem Substrat etc.
Bei der Weiterverarbeitung sind insbesondere die Gleiteigenschaften, die Abriebfestigkeit in den Verpackungs- und Abpackmaschinen sowie die Hitzestabilität (Siegelresistenz der Beschichtung) von Bedeutung.
Bei den Gebrauchseigenschaften der beschichteten Substrate werden Anforderungen in Bezug auf die Abrieb- und Scheuerfestigkeit, die Sterilisierbarkeit (H2O2-Beständigkeit) die Füllgutechtheit (Beständigkeit gegen Fruchtsäure oder Milchsäure) etc. gestellt.
Zur Lösung dieser zum Teil gegenläufigen Einflüsse ist man verschiedene Wege gegangen. Häufig werden in mehrstufigen Verfahren Kern/Schale-Polymerisate (Core-shell) erzeugt (vgl. Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, 4. Auflage, Bd. XIV, G. Thieme 1961; H. Raunch-Puntigam, Th. Völker, Acryl- und Methacrylverbindungen, S. 221, Springer Verlag 1967).
Im allgemeinen erfolgt der Kern/Schale-Aufbau durch radikalische wäßrige Emulsionspolymerisation in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Stufen, wobei in der ersten Stufe der Kern und in der zweiten Stufe die Schale erzeugt werden.
Zur Herstellung des Kernmaterials werden überwiegend Monomere eingesetzt, bei deren Homopolymeren die Glasübergangstemperatur Tg < 0°C ist, sog. weichmachende Monomere, z. B. Butylacrylat. Zur Herstellung des Schalenmaterials werden vorzugsweise Monomere eingesetzt, bei deren Homopolymeren die Glasübergangstemperatur Tg < 0°C ist, sog. hartmachende Monomere, z. B. Methylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure.
Beispielhaft seien die Patentschriften EP 0348565, DE 195 10 814; DE 197 10 109 oder DE 198 13 649 genannt.
Auch die Inverse-Polymerisation oder ein dreistufiger Aufbau mit steigenden Anteilen an hartmachenden Monomeren (EP 0348565) in der Schale oder eine Kombination aus Polyacrylaten als Kernmaterial und einer Urethanpfropfcopolymerschicht als Schalenmaterial sind beschrieben worden (DE 198 13 649).
Diese Verfahrensweise ist relativ kompliziert und zeitaufwendig und es kommt häufig zu sog. Läuferphänomenen und zu Schwankungen der Außenhautqualitäten.
Aus der EP 0825238 sind Mischungen aus einem weichen Polymeren (1) mit einer Glasübergangstemperatur TG1 unterhalb von Raumtemperatur und einem harten Polymeren (2) mit einer Glasübergangstemperatur TG2, die höher als die Glasübergangstemperatur TG1 des Polymeren (1) liegt, wobei beide Polymere bis zu 5 Gew.-% nitrilgruppenhaltige Monomere einpolymerisiert enthalten, bekannt.
Diese Mischung kann aber die eingangs gestellten Anforderungen nicht voll erfüllen und weist die gleichen Nachteile wie die Kern/Schale-Polymerisate auf.
Die DE 195 42 626 A1 beschreibt ein aus mindestens 3 Komponenten bestehendes Beschichtungsmittel, wobei die Komponente (I) als Bindemittel (A) mindestens ein in organischem, gegebenenfalls wasserverdünnbarem Lösemittel gelöstes oder dispensiertes Acrylatcopolymerisat (A1) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn zwischen 1000 und 30 000 Dalton, einer OH-Zahl von 40 bis 200 und einer Säurezahl von 5 bis 150 und/oder ein in organischem, gegebenenfalls wasserverdünnbarem Lösemittel gelöstes oder dispergiertes Polyesterharz (A2) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn zwischen 1000 und 30 000 Dalton, einer OH-Zahl von 30 bis 250 und einer Säurezahl von 5 bis 150 und/oder ein in organischem, gegebenenfalls wasserverdünnbarem Lösemittel gelöstes oder dispergiertes Polyurethanharz (A3) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn zwischen 1000 und 30 000 Dalton, einer OH-Zahl von 20 bis 200 und einer Säurezahl von 5 bis 150 und/oder gegebenenfalls ein weiteres Bindemittel (A4) enthält, wobei die Bindemittelkomponenten so ausgewählt werden, daß eine 50%ige Lösung des Bindemittels (A) in Ethoxyethylpropionat eine Viskosität von < = 6,0 dPa.s bei 23 C° aufweist, die Komponente (II) mindestens ein nichtblockiertes Polyisocyanat als Vernetzungsmittel enthält und die Komponente (III) die Komponente (A1) und/oder (A2) und/oder (A3) und/oder (A4) in wäßriger Dispersion enthält.
Die DE 196 18 446 A1 beschreibt ebenfalls ein aus mindestens 3 Komponenten bestehendes Beschichtungsmittel, wobei die Komponente (I) als Bindemittel (A) mindestens ein in organischem, gegebenenfalls wasserverdünnbarem Lösemittel gelöstes oder dispergiertes Acrylatcopolymerisat (A1) und/oder ein in organischem, gegebenenfalls wasserverdünnbarem Lösemittel gelöstes oder dispergiertes Polyesterharz (A2) und/oder ein in organischem, gegebenenfalls wasserverdünnbarem Lösemittel gelöstes oder dispergiertes Polyurethanharz (A3) und/oder gegebenenfalls ein weiteres Bindemittel (A4)enthält, die Komponente (II) mindestens ein nichtblockiertes Polyisocyanat als Vernetzungsmittel enthält und die Komponente (III) als erfindungswesentlichen Bestandteil eine in einem ein- oder mehrstufigen Verfahren hergestellte wäßrige Dispersion eines hydrophilierten Polymerharzes HP auf Basis eines hydrophoben Polymerharzes HP' sowie gegebenenfalls die Komponente (A1) und/oder (A2) und/oder (A3) und/oder (A4) in wäßriger Dispersion enthält.
Die DE 196 29 851 A1 beschreibt ein als Decklack einsetzbares Beschichtungsmittel, enthaltend mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylatharz als Bindemittel-Komponente (A), und mindestens ein Vernetzungsmittel (B), wobei die Komponente (A) erhältlich ist durch radikalische Polymerisation von:
  • a) 5 bis 80 Gew.-% mindestens eines cycloaliphatischen Esters der (Meth)Acrylsäure,
  • b) 10 bis 50 Gew.-% mindestens eines hydroxylgruppenhaltigen Alkylesters der (Meth)Acrylsäure,
  • c) 1 bis 25 Gew.-% mindestens eines Monomeren mit mindestens zwei polymerisierbaren, olefinisch ungesättigten Doppelbindungen,
  • d) 0 bis 25 Gew.-% mindestens eines weiteren, hydroxylgruppenhaltigen Monomeren,
  • e) 5 bis 80 Gew.-% mindestens eines aliphatischen Esters der (Meth)Acrylsäure,
  • f) 0 bis 40 Gew.-% mindestens eines Vinylaromaten und
  • g) 0 bis 40 Gew.-% mindestens eines weiteren Monomeren, wobei die Summe der Gewichtsanteile aller Monomeren (a) bis (g) stets 100 Gew.-% beträgt.
Die DE 43 44 515 beschreibt ein Bindemittel auf der Basis cycloolefinischer Copolymere, erhältlich durch radikalisch initiierte Polymerisation von 99,5 bis 70 Gew.-% eines oder mehrerer Alkyl(meth)acrylate mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylteil, wovon zumindest ein Teil ein oder mehrere primäre oder sekundäre Hydroxyfunktionen oder eine Epoxyfunktion im Alkylteil aufweist, und gegebenenfalls zusätzlich eines oder mehrere davon unterschiedlicher, radikalisch polymerisierbarer Monomerer, in Gegenwart von 0,5 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer Cycloolefinhomopolymerer und/oder Cycloolefinpolymerer mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von 5000 bis 100 000 g/mol.
Die DE 196 30 276 A1 beschreibt ein elastisches, selbstvernetzendes Bindemittel, erhältlich durch Vermischen eines modifizierten Epoxidharzes (A) und eines Polyesters (B), wobei das Epoxidharz (A) in zwei Schritten hergestellt wird, durch
  • 1. Synthese eines Polyesters (A1) mit freien Säuregruppen aus mehrbasigen Carbonsäuren (A11) ausgewählt aus aliphatischen Polycarbonsäuren (A111) und aromatischen Polycarbonsäuren (A112) und Polyolen (A12), und
  • 2. Umsetzen des Polyesters (A1) mit einem Epoxidharz (A2), wobei die Stoffmenge der Epoxidgruppen in (A2) größer ist als die Stoffmenge der Carboxylgruppen in (A1), und der Polyester (B) wie der Polyester (A1) aus mehrbasigen Carbonsäuren (A11) ausgewählt aus aliphatischen Polycarbonsäuren (A111) und aromatischen Polycarbonsäuren (A112) und aliphatischen Polyolen (A12) durch Polykondensation hergestellt wird.
Die DE 196 34 329 A1 beschreibt ein Zweikomponenten-Epoxy-System zur Beschichtung von Metallen, daß bei Raumtemperatur flüssig ist und ein Harz umfaßt, welches auf einem flüssigen Gemisch von Bisphenol A und Bisphenol F basiert sowie einen Härter, der auf einem cycloaliphatischen Amin basiert. Die damit erhältliche Schicht auf Metallen eignet sich gut als Primer für die Verklebung mit Gummi. Der Klebstoff basiert vorzugsweise auf einem halogenierten Polyolefin und einer aromatischen Nitroverbindung. Es werden Gummi/Metall- Verbunde mit gutem Korrosionsschutz und hoher Haftung erhalten, und zwar auch bei Einwirkung von kochendem Wasser.
Die DE 41 38 073 beschreibt einen Drucklack auf Wasserbasis, vorzugsweise für Gold- und Silberfarben, der durch Vermischen von Styrol-Methacrylsäureester-Copolymeren als wäßrige Dispersion und Styrol-Methacrylsäure-Copolymeren als Festharz besteht und die dem üblichen Lackkomponenten, wie Glykole, Netzmittel, Neutralisierungsmittel, natürliche und/oder synthetische Wachse, Entschäumer, Wasser und Pigmente, zugesetzt werden.
Die erhaltenen Druckerzeugnisse zeigen keinen Verlust an Glanz und Brillanz bei hoher Abriebbeständigkeit.
Die so hergestellten Lackformulierungen zeigen allerdings auf Aluminiumfolie oder Aluminiumbeschichtungen eine unzureichende Haftfestigkeit, Frucht- oder Milchsäurebeständikeit, Sterilisierbarkeit und Hitzestabilität.
Schließlich ist aus der DE 42 00 914 ein Tiefengrund-Anstrichmittel bekannt, das mehr als 80 Gew.-% Wasser, mindestens 5 Gew.-% eines Styrol-Acrylsäuremethylester-Copolymeren, bis zu 2 Gew.-% eines Polymethylsiloxans und bis zu 3 Gew.-% eines Propylenglykol-n-butylesters enthält. Die Mischung verfügt über eine ausgezeichnete Lagerstabilität, eine extrem hohe Wasserdampfdurchlässigkeit.
Obwohl mit den bekannten Systemen bereits einige Fortschritte erzielt werden kotmten, genügen die lösungsmittelhaltigen Beschichtungsmittel den gestiegenen Umweltanforderungen nicht mehr und die wäßrigen Systeme halten oftmals den verarbeitungsbedingten, hohen Siegeltemperaturen bzw. dem hohen Gebrauchswertniveau in Bezug auf Wasser-, Wasserstoffperoxid- und Frucht- u/o Milchsäurebeständigkeit bei gleichzeitiger guter Haftung auf metallischen Substraten nicht ausreichend stand. In den meisten Fällen entsprechen die Produkte nur in einzelnen Punkten den an sie gestellten Forderungen.
Es bestand somit die Aufgabe, ein umweltverträgliches Beschichtungsmittel auf wäßriger Basis mit guter Bedruckbarkeit, guter Haftung auf Aluminiumfolien oder aluminiumbedampften Substraten, hoher Heißsiegelbeständigkeit, ohne Migration und geeignet für Lebensmittelverpackungen zu entwickeln, das einen extrem hohen Glanz und eine hohe Transparenz aufweist, um den metallischen Eindruck der Verpackung durch das Bedrucken nicht zu reduzieren, das eine hohe chemische Resistenz gegen Alkohole, Öle, Fette, Wasser- und Wasserstoffperoxid, Frucht- u/o Milchsäure aufweist, das kurzzeitig hohe Siegeltemperaturen ohne Verklebungen an den Siegelbacken und ohne Schädigung der Lackschichten aushält und das gesetzliche Auflagen für das zu verpackende Gut entspricht.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln auf Wasserbasis durch radikalisch initiierte Emulsionspolymerisation von α,β-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und deren Estern und Vinylaromaten und Verwendung der Dispersionen, indem ein Gemisch aus 3-5 Gew.-% α,β-monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, 45-65 Gew.-% deren Alkylester, 2-6 Gew.-% hydroxylgruppenhaltige Ester der Carbonsäuren, 20-32 Gew.-% Vinylaromaten, 1-7,5 Gew.-% radikalisch wirkender Vernetzungsagentien und 1-15 Gew.-% Vinylsilan in neutralem bis schwach alkalischen Milieu zur Polymerisation gebracht wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden als α,β-monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren Acryl- und Methacrylsäure eingesetzt.
Nach einem weiteren Merkmal werden als Alkylcarbonsäureester vorzugsweise Butylacrylat und Methylmethacrylat eingesetzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird als hydroxylgruppenhaltiger Carbonsäureester Hydroxyethylmethacrylat eingesetzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird als Vinylaromat vorzugsweise Styrol eingesetzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird als radikalisch wirkendes Vernetzungsagens Divinylbenzol eingesetzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird als Vinylsilan vorzugsweise Vinyltriethoxysilan eingesetzt.
Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung wird die Polymerisation über den gesamten Bereich im neutralen bis schwach alkalischen Milieu gehalten. Dieses kann durch bekannte Zusatzstoffe, wie Metallhydroxidlaugen oder Ammoniakwasser etc. vorgenommen werden. Die Menge richtet sich nach der Menge der zum Einsatz kommenden α,β-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können den erhaltenen Dispersionen 0,01-0,1 Gew.-% SiO2 in Form von Wasserglas zugesetzt werden. Dadurch kann die schon sehr gute Haftung auf Aluminium noch weiter verbessert werden.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung können die so hergestellten Beschichtungsmittel mit üblichen Lackformulierungszusätzen versehen werden und dann vorteilhafterweise zur Beschichtung von Aluminiumfolien oder aluminiumbedampften Substraten im Verpackungsbereich, beispielsweise für Beutel und Becher für Lebensmittel und Fertigspeisen, eingesetzt werden.
Übliche, bekannte Lackformulierungszusätze sind je nach Anwendungsgebiet:
Vernetzungsmittel, Pigmente, Pigmentdispersionsmittel, Füllstoffe, Komplexbildner, Netzmittel, Entschäumer, Plastifizierer, filmbildende Hilfsmittel, Antiseptika, Fungizide, pH-Einstellmittel, Frostschutzmittel o. ä.
Die Gew.-% beziehen sich, falls nicht anders angegeben, auf 100% Feststoff.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, ohne daß sie dadurch in ihrem Umfang begrenzt wird.
Beispiele zur Herstellung der Dispersionen
In einem thermostatierbaren, mit Rührer und Dosiervorrichtungen ausgestatteten Reaktor wird die wässrige Phase (B-Phase), bestehend aus Wasser, anionischem Emulgator, nichionischem Emulgator und wässriger Ammoniaklösung vorgelegt und auf die Reaktionstemperatur von 80°C gebracht. Dazu wird eine wässrige Lösung des Initiators gegeben. Sofort danach werden parallel innerhalb von 10 Minuten 10% des Monomerengemisches (M-Phase) und 30% der Initiatorphase (I-Phase), bestehend aus Wasser, anionischem Emulgator, Initiator sowie einem Enthärter (Calgon N), gepumpt und weitere 10 min belassen. Anschließend wird die restliche Monomer- und Initiatorphase innerhalb von 3 Stunden und 50 Minuten kontinuierlich zudosiert. Danach wird zur Nachinitiierung eine wässrige Initiatorlösung (C-Phase) zugegeben und die Temperatur noch 30 Minuten gehalten.
Die einzelnen Mengenbestandteile sind in den Tabellen für die Beispiele 1 bis 7 wiedergegeben.
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 3
Beispiel 4
Beispiel 5
Beispiel 6
Beispiel 7
Verwendung der Beschichtungsmittel auf Aluminiumfolien oder aluminiumbedampften Substraten
Als wichtige Kriterien für die Bewertung der Eignung als Beschichtungsmittel wurden herangezogen:
Stabilität der Lieferform: Langzeitstabilität der Dispersion 6 Monate 40°C
Viskosität der Lieferform: Gewährleistung der Verarbeitbarkeit
Neutralisationsverhalten: Problemlose Verdünnbarkeit mit NH3-Lösung, keine Gelbildung, Viskosität bei pH 8-9 konstant bei etwa 20-30 sec. (DIN-Becher) bei Feststoffgehalt <28 Gew.-%
Schaumverhalten: keine Neigung zur Schaumbildung bei der Verarbeitung
Benetzung von Substraten: Bildung eines geschlossenen Filmes auf dem Substrat
Verlauf: keine Verlaufsdefekte
Trocknungsverhalten: geschlossener, blockfester Film
Glanz: guter Glanz, Glanzmessung Winkel 20°, DIN 67 530 an 100 g/m2 Filmstärke
Haftfestigkeit auf Alu-Folie: Tesa-Test
Heißsiegelfestigkeit: Temperatur-, Druck- und Zeitbelastung
Es wurden Tests mit folgenden Substraten durchgeführt:
Roh-AL-Folie/Lösungsmittelfarbe: Primer
Roh-AL-Folie/Wasserfarbe: Primer
bedruckte AL-Folie: Überdrucklack
bedrucktes Papier: Überdrucklack
bedruckte PET-Folie: Überdrucklack
H2O2-Beständigkeit: Sterilisierbarkeit, Beständigkeit gegen 30%iges H2O2, 30 min. 50°C
Milchsäurebeständigkeit: 0,15 Gew.-%ige Milchsäure, 4 h, RT
Da nicht alle Meßmethoden standardisiert sind, werden diese im folgenden näher beschrieben.
Siegelfestigkeit
Die Prüfung der Siegelfestigkeit erfolgt bei der eingestellten Temperatur bei einem Anpreßdruck von 3 bar während einer Sekunde. Bis zu den hier angegebenen Temperaturen blieben die Farb- bzw. Lackschichten unbeschädigt.
H2O2- und Milchsäurebeständigkeit
Zur Prüfung der H2O2- bzw. Milchsäurebeständigkeit wird nach der angegebenen Expositionszeit durch einen Kratztest mit dem Fingernagel der Zustand des Filmes bewertet. Dazu wird das beschichtete Substrat auf eine harte Unterlage gelegt und mehrmals mit dem Nagel des Zeigefingers in der Art gekratzt, daß die Kratzrichtung vom Prüfer weggeht.
  • 1. 1. kratzfest
  • 2. 2. oberflächliche Beschädigung
  • 3. 3. Film völlig abgetragen
Tesa-Test
1,5 cm breiten Tesa-Klebstreifen auf das beschichtete Substrat fest andrücken und abziehen:
  • 1. 1. Beschichtung unbeschädigt
  • 2. 2. mehr als 50 % des Filmes sind auf der Substratoberfläche verblieben
  • 3. 3. weniger als 50% des Filmes sind auf der Substratoberfläche verblieben
  • 4. 4. der gesamte Film klebt am Tesa-Streifen
Die gemäß den angeführten Beispielen hergestellten Proben wurden den folgenden Anforderungen gerecht: Langzeitstabilität, Viskosität der Lieferform, problemlose Verdünnbarkeit mit 5% NH3-Lösung, keine Neigung zur Schaumbildung.
Die durch Ammoniakzusatz auf einen pH-Wert von 8-10 eingestellten Dispersionen wurden auf folgende Substrate appliziert:
Roh-Aluminiumfolie, bedruckte Aluminiumfolie, bedrucktes Papier, bedruckte PET-Folie.
Die Benetzung der Substrate erfolgte problemlos, Verlaufsdefekte waren nicht zu verzeichnen. Es bildete sich ein geschlossener, nicht blockender Film. Die Beständigkeit gegen Wasserstoffperoxid sowie Milchsäure ist gewährleistet. Die Ergebnisse der einzelnen Prüfmethoden sowie die Siegelbeständigkeit der Applikation sind in folgender Tabelle aufgelistet:
Eine eventuell leicht verringerte Haftfestigkeit auf Aluminiumfolien von 2 läßt sich durch Zusatz von Wasserglas zur mit Ammoniaklösung alkalisch eingestellten Dispersion auf 1 anheben, wobei der SiO2-Gehalt bezogen auf den Feststoffgehalt zwischen 0,05 und 1 MA% betragen kann.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln auf Wasserbasis durch radikalisch initiierte Emulsionspolymerisation von α,β-monoethylenisch ungesättigte Carbonsäure und deren Estern und Vinylaromaten, und Verwendung der Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 3-5 Gew.-% α,β-monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, 45-65 Gew.-% deren Alkylester, 2-6 Gew.-% hydroxylgruppenhaltige Ester der Carbonsäuren, 20-32 Gew.-% Vinylaromaten, 1-7,5 Gew.-% radikalisch wirkender Vernetzungsagentien und 1-15 Gew.-% Vinylsilan in neutralen bis schwach alkalischem Milieu zur Polymerisation gebracht wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als α,β-monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren vorzugsweise Acryl- und Methacrylsäure eingesetzt werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkylester der Carbonsäuren vorzugsweise Butylacrylat und Methylmethacrylat eingesetzt werden.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydroxylgruppenhaltiger Ester der Carbonsäuren vorzugsweise Hydroxyethylmethacrylat eingesetzt wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vinylaromat vorzugsweise Styrol eingesetzt wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als radikalisch wirkendes Vernetzungsagent vorzugsweise Divinylbenzol eingesetzt wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vinylsilan vorzugsweise Vinyltriethoxysilan eingesetzt wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert über den gesamten Polymerisationsbereich im neutralen bis schwach alkalischen Milieu gehalten wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersion nach Einstellung des pH-Wertes auf 8-9 0,01-0,1 Gew.-% SiO2 in Form von Wasserglas zugesetzt werden.
10. Verwendung der nach den Ansprüchen 1-9 hergestellten Beschichtungsmittel nach Additivierung mit üblichen Lackformulierungsmitteln in siegelbaren Beschichtungen auf Aluminiumfolien oder aluminiumbedampften Substraten.
11. Verwendung der nach den Ansprüchen 1-10 hergestellten Beschichtungsmittel, vorzugsweise für die Beschichtung von Aluminiumfolien oder aluminiumbedampften Substraten enthaltende Verpackungen für Beutel und Becher für Lebensmittel und Fertigspeisen.
DE19902454A 1999-01-22 1999-01-22 Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln auf Wasserbasis und deren Verwendung Withdrawn DE19902454A1 (de)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012032005A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-15 Basf Se Terpolymerisat aus elektronendefizierten olefinen, olefinen ohne elektronenziehende substituenten und alkoxyvinylsilanen
RU2464289C1 (ru) * 2011-04-01 2012-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт химии и технологии полимеров имени академика В.А. Каргина с опытным заводом" (ФГУП "НИИ полимеров") Состав праймера для алюминиевой фольги
CN102924646A (zh) * 2012-12-03 2013-02-13 陕西科技大学 一种内墙乳胶涂料用耐水抗泛白硅丙复合乳液的制备方法
CN103333284A (zh) * 2013-07-17 2013-10-02 苏州大学 一种硅丙乳液及其作为织物整理剂的应用
WO2015193192A1 (de) * 2014-06-18 2015-12-23 Basf Se Funktionalisierte copolymerisate und deren verwendung als bindemittel für beschichtungen
CN110003482A (zh) * 2019-04-24 2019-07-12 常州大学 一种面向塑料基材的聚丙烯酸酯乳液及其制备方法
US11639452B2 (en) 2017-08-08 2023-05-02 Rohm And Haas Company Water based adhesives for high performance applications in flexible food packaging

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0612771A1 (de) * 1993-02-16 1994-08-31 Hüls Aktiengesellschaft Wässrige Kunststoffdispersion zur Herstellung emissionsarmer Dispersionsfarben, Anstrichmittel und Kunststoffdispersionsputze
DE19629926A1 (de) * 1995-07-24 1997-01-30 Toagosei Co Härtbare Emulsion und diese enthaltendes Beschichtungsmaterial
EP0757059A1 (de) * 1994-04-20 1997-02-05 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Silikon modifizierte acrylatpolymeremulsion auf wasserbasis
DE19757494A1 (de) * 1997-01-17 1998-07-23 Basf Ag Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Polymerisatdispersion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0612771A1 (de) * 1993-02-16 1994-08-31 Hüls Aktiengesellschaft Wässrige Kunststoffdispersion zur Herstellung emissionsarmer Dispersionsfarben, Anstrichmittel und Kunststoffdispersionsputze
EP0757059A1 (de) * 1994-04-20 1997-02-05 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Silikon modifizierte acrylatpolymeremulsion auf wasserbasis
DE19629926A1 (de) * 1995-07-24 1997-01-30 Toagosei Co Härtbare Emulsion und diese enthaltendes Beschichtungsmaterial
DE19757494A1 (de) * 1997-01-17 1998-07-23 Basf Ag Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Polymerisatdispersion

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103189401B (zh) * 2010-09-07 2015-05-13 巴斯夫欧洲公司 从缺电子烯烃、不含吸电子取代基的烯烃和烷氧基乙烯基硅烷形成的三元共聚物
WO2012032005A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-15 Basf Se Terpolymerisat aus elektronendefizierten olefinen, olefinen ohne elektronenziehende substituenten und alkoxyvinylsilanen
CN103189401A (zh) * 2010-09-07 2013-07-03 巴斯夫欧洲公司 从缺电子烯烃、不含吸电子取代基的烯烃和烷氧基乙烯基硅烷形成的三元共聚物
RU2464289C1 (ru) * 2011-04-01 2012-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт химии и технологии полимеров имени академика В.А. Каргина с опытным заводом" (ФГУП "НИИ полимеров") Состав праймера для алюминиевой фольги
CN102924646B (zh) * 2012-12-03 2015-07-08 陕西科技大学 一种内墙乳胶涂料用耐水抗泛白硅丙复合乳液的制备方法
CN102924646A (zh) * 2012-12-03 2013-02-13 陕西科技大学 一种内墙乳胶涂料用耐水抗泛白硅丙复合乳液的制备方法
CN103333284A (zh) * 2013-07-17 2013-10-02 苏州大学 一种硅丙乳液及其作为织物整理剂的应用
CN103333284B (zh) * 2013-07-17 2015-09-23 苏州大学 一种硅丙乳液及其作为织物整理剂的应用
WO2015193192A1 (de) * 2014-06-18 2015-12-23 Basf Se Funktionalisierte copolymerisate und deren verwendung als bindemittel für beschichtungen
CN106459652A (zh) * 2014-06-18 2017-02-22 巴斯夫欧洲公司 官能化共聚物及其作为涂料粘结剂的用途
CN106459652B (zh) * 2014-06-18 2020-04-21 巴斯夫欧洲公司 官能化共聚物及其作为涂料粘结剂的用途
US11639452B2 (en) 2017-08-08 2023-05-02 Rohm And Haas Company Water based adhesives for high performance applications in flexible food packaging
CN110003482A (zh) * 2019-04-24 2019-07-12 常州大学 一种面向塑料基材的聚丙烯酸酯乳液及其制备方法
CN110003482B (zh) * 2019-04-24 2021-04-30 常州大学 一种面向塑料基材的聚丙烯酸酯乳液及其制备方法

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