DE2361737C2

DE2361737C2 - Hochelastische Latex-Anstrichmittel

Info

Publication number: DE2361737C2
Application number: DE19732361737
Authority: DE
Inventors: Albert 7992 Tettnang Schrey
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-12
Filing date: 1973-12-12
Publication date: 1985-09-05
Also published as: DE2361737A1

Description

2. Anstrichmittel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ChloroprencopolymerisaJ-Latex, in welchem neben Chloropreneinheiten Einheiten wenigstens eir.es anderen mit Chloropren copolymerisierbaren Monomeren vorliegen, die polare Gruppen aufweisen.

3. Anstrichmittel nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Copolymerisatlatex-Fcsistoff ein Copolymerisat des Chloroprens mit Acrylsäure und/oder Methacrylsäure ist.

4. Anstrichmittel nach Ansprüchen I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Füllstoff teilweise in Form eines Kieselsäure-Schwebcmiuels eingesetzt wird, wobei dessen Menge 15 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Summe von weißem Grundpigment und anorganischen Füllstoffen, beträgt.

5. Anstrichmittel nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Anstrichmittel einen UV-Absorber in einer Menge von 0,01 bis 0,4 Gew.-%. bezogen auf das Gesamtgewicht der unter A) genannten Bestandteile, enthält.

6. Anstrichmittel nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehall an Emulsions· stabilisatoren bei 0,2 bis 2 Gew.-%. bezogen auf das gesamte Anstrichmittel, liegt.

7. Anstrichmittel nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstrichmittel als niedrig siedendes organisches Lösungsmittel Methanol und/oder Äthanol, in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, enthält, und daß Leinölfirnis in einer Menge von bis zu 5 Gew.-% zugegen ist.

Die bekannten Latex-Anstrichmittel sind insbesondere wegen ihrer im Vergleich zu anderen Anstrichmittel erhöhten Dehnbarkeit beliebt. Doch gerade in ihren elastischen Eigenschaften entsprechen die herkömmlichen Latex-Anstrichmittel noch nicht allen Wünschen. Ein Latex-Anstrichmittel, das sich völlig einwandfrei beispielsweise auf ein nach der Bearbeitung noch schrumpfendes Material wie Porenbeton auftragen laut, ist äußerst erwünscht.

Auch weitere Eigenschaften der herkömmlichen Latex-Anstrichmittel sind noch verbesserungsbedürftig, so beispielsweise die Witieningsbcständigkcit. die Lichtbeständigkeit und die Wasserdichtigkeit. Ebenso sind die Leuchtkraft und die ölfcstigkeit herkömmlicher Latexfarben noch nicht völlig befriedigend.

Aus der DE-AS 11 31 345 sind chcmikalienfcste Schutzschichten liefernde Lacke. Oberzugs- und Imprägniermittel bekannt, welche Additionsprodukte aus Horn mo- oder Mischpolymerisaten konjugierter Diene enthalten sowie aus Mischpolymerisaten konjugierter Diene mit anderen misctipolymcrisationsfähigen olefinischen Komponenten und aus Polyhalogcncyclopentadienen. Hierbei handelt es sich um Produkte, die durchweg nur in organischen Lösungsmitteln gelöst sind und welche chemikalienfeste Schutzschichten gegen Säure und Alkalien liefern sollen. F-s handelt sich um lufttrocknendc oder ofentrocknendc Lacke, die bu höheren Temperaturen eingebrannt werden.

Aus H. Kittel, Farben-, Lack- und Kunststofflexikon !952 sowie Wagner-Sarx Lackkunstharze, 1959, geht hervor, daß sämtliche Komponenten der neuen Latex-Anstrichmittcl prinzipiell bekannt sind. Aus diesen Entgegenhaltungen gehl aber nicht hervor, daß diese Komponcnten miteinander vermischt zu Endprodukten mit überraschend überlegenen Eigenschaften führen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, hochelastische Latex-Anstrichmittel zu entwickeln, welche vcrarbeilungsfertig hergestellt und kalt verarbeitet werden können. Sie müssen vor allem auf feuchten Untergründen haften und hochelastisch bleiben. Vorzugsweise sollen die Schichten in hohem Maße UV-beständig sein, da sie vorwiegend auf Gcbäudc-Außcnflächcn und speziell zum Schutz von Substraten der Dachregion eingesetzt

H werden sollen. Die Beschichtiingcn müssen ferner dampldurchlässig sein, um Blasenbildung und Zerstörung der Dachhaut zu vermeiden. Diese Aufgabe wird gelöst durch Latex-Anstrichmittel gemäß obigem Hauptanspruch. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Untcransprüchc 2 bis 7.

Die erfindungsgemäßen Latex-Anstrichmittel besitzen außergewöhnliche elastische Eigenschaften: Nicht nur weisen die Anstriche eine erhöhte Dehnbarkeit auf. sondern der fertige Latex-Anstrich ist auch äußerst stark kontraktionsfähig, so daß bei einer Schrumpfung der Unterlage (beispielsweise im Falle von frischem Porenbeton) ein Faltenwcrfen oder Abheben der Deckfarbe nicht eintritt. Gleichzeitig weisen Anstriche mit dem crfincliingsgemäßcn AnstrichmitH erhöhte Witterungsbcständigkcit auf. Die Farbwirkung der erhaltenen Latex-Anstriche ist hervorragend, und bleibt während und nach d^rTrocknung unverändert gut.

Das Gewichtsverhältnis A : B beträgt im allgemeinen 0,8 bis 2. Bevorzugt werden Gcwichtsverhällnisse A : B zwischen 1 und 1,5.

Das gesamte Anstrichmittel liegt als wäßrige Dispersion vor. Der Wassergehalt des gesamten Anstrichmittels beträgt 25 bis 50 Gew.-%.

Als Chloroprenpolymerisal-Latices können handcls-

w) übliche durch Emulsionspolymerisation von Chloropren erhaltene l.atices vorliegen. In ganz besonderem Maße sind Chloroprcncopolyinerisat-I.aticcs geeignet, in welchen neben Chloroprcncinhcilcn Einheiten wenigstens eines anderen mit Chloropren copolymcrisicrbaren Mo-

h5 nomeren vorliegen, welche polare, vorzugsweise in neutralem Medium atiionische Gruppen, insbesondere Carboxylgruppen, aufweisen. Besonders geeignet sind Laticcs, die Copolymerisate des Chloroprens mit Acrylsäure

und/oder Methacrylsäure enthalten. Der Anteil des anderen Comonomeren an dem gesamten Copolymerisat beträgt im allgemeinen zwischen etwa 2 und 5OGew.-°/o. Chloroprencopolymerisat-Latices der genannten Art sind im Handel erhältlich, sie können jedoch ohne weiteres im Rahmen der Herstellung der erFmdungsgemäßen Anstrichmittel durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden.

Als Polyvinylester werden Polyvinylester-Dispersionen eingesetzt Derartige Dispersionen werden heute in weitem Umfange hergestellt; bevorzugt sind Polyvinylacetat und insbesondere Polyvinylpropionat. Die die Polyvinylester betreffenden Mengenangaben beziehen sich auf wasserfreies Material. Unter dem Begriff Polyvinylester wird auch ein Mischpolymerisat verstanden, in welchem überwiegend Vinylestereinheiten vorliegen.

Das Gewichtsverhältnis des Chloroprenpolymerisat-Latex zum Polyvinylester beträgt im allgemeinen 3 :1 bis 1 :2 und liegt vorzugsweise bei 2 : 1 bis 1 : 1.

Grundsätzlich isti" der Komponente B das anorganische weiße Pigment Airch den anorganischen Füllstoff vertretbar und umgekehrt. Die Mengenverhältnisse hängen allein von den praktischen Bedürfnissen bei der Verwendung ab. Im allgemeinen sind jedoch sowohl anorganische Füllmittel als auch wenigstens ein anorganisches weißes Pigment vorhanden, wobei das Gewichtsmengenverhältnis von anorganischem füllstoff zu weißem Pigment im allgemeinen zwischen 4 :1 und 1 :2, vorzugsweise zwischen 23 :1 und 1:13 liegt.

Als weißes Grundpigment kann grundsätzlich jedes weiße Pigment eingesetzt werden, wobei selbstverständlich chemische Inertheit gegenüber den Bestandteilen der Deckfarbe erwünscht ist. Bevorzugt ist Titandioxyd.

Als anorganische Füllstoffe kommen o.v üblicherweise in Anstrichmitteln eingesetzten Füllstoffe, insbesondere Gesteinsmehlc, infrage. Es hat sich hier als vorteilhaft herausgestellt, zwei verschiedene Typen von anorganischem Füllstoff nebeneinander einzusetzen. Die Hauptmasse des unorganischen Füllstoffs besteht dabei aus einem üblichen Füllstoff, wie Gestcinsmchl. Schwerspat. Daneben wird als weiterer Füllstoff in vergleichsweise geringen Mengen ein Schwebemittel eingesetzt Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von Kicselsäurc-Aerogelen. Die eingesetzte Menge an Kieselsäure-Füllstoff, d.h. an Schwebemittel beträgt vorzugsweise 1,5 bis 5 Gew.-%, insbesondere 2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf die Summe von weißem Grundpigment und anorganischen Füllstoffen.

Es hat sich gezeigt, daß die Kombination von Chloroprcnpolymerisat-Latex und Polyvinylester, insbesondere im Falle der Chloroprencopolymerisat-Latices, eingebettetes bzw. überdecktes Material so hervorragend vor Witterungseinflüssen schützt, daß die Anforderungen an die Wiltcrungsbesiändigkeit der unorganischen Füllstoffe und der Pigmente selbst vergleichsweise gering sind. Gleichwohl ist bevorzugt, an sich witterungsbeständige Pigmente und anorganische Füllstoffe einzusetzen. Es können ohne weiteres Kalksieinmchlc, Marmor- bzw. Calcilmehlc und Dolomitmehle eingesetzt werden.

Unter »anorganischem Füllstoff« wird auch ein solcher Füllstoff verstanden, welcher zur Erhöhung seiner Wittcrungsbeständigkeit chemisch vorbehandelt ist, beispielsweise durch Zusatz von Hydrophobierungsmitteln. Eine solche Vorbehandlung kommt beispielsweise infrage, wenn Kreidcniehl oder andere weniger witterungsbeständige Füllstoffe eingesetzt werden sollen.

Die erfindungsgemäßen Latex-Anstrichmittel sind an sich schon überraschend UV-beständig, können jedoch für besondere Anforderungen noch eine wirksame Menge eines U V-Absorbers enthalten. Die einzusetzende Menge hängt von den spezifischen Absorptionseigenschaften des Absorbers und vom Verwendungszweck der Latex-Deckfarbe ab. Bei höherem Absorptionskoeffizienten des Absorbers ist eine geringere Konzentration erforderlich als bei vergleichsweise rn.^drigem Absorptionskoeffizienten. Eine höhere Konzentration ist bei im übrigen unveränderter Zusammensetzung dann erforderlich, wenn der Latex-Anstrich erhöhter UV-Einstrahlung ausgesetzt werden soll. Im allgemeinen liegt die Konzentration des UV-Absorbers bei

is 0,01 Ns 0.4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Grundkomponente A. Häufig liegt die einzusetzende Menge des UV-Absorbers bei 0,1 bis 0,4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Grundkomponente A. Häufig liegt die einzusetzende Menge des UV-Absorbers bei 0.1 bis 03 Gew.-%.

Die als UV-Absorber eingesetzten Verbindungen sollen keine störende Eigenabsorption im sichtbaren Bereich aufweisen. Es ist selbstverständlich, daß sie im übrigen keinerlei fotochemische Aktion mit anderen Bestandteilcn der Latex-Anstrichmittel eingehen sollen und darüberhinaus durch länger dauernde Belichtung nicht erschöpft werden s&'Jen. Absorber, welche die genannten Anforderungen erfüllen, sind bekannt Wichtige Gruppen derartiger UV-Absorber sind die Salicylsäureester, die 2-Hydroxybenzophenone, die (2-Hydroxyphenyl)-benztriazoie und andere, meist Hydroxygruppen und Carbonylgruppen bzw. Carboxylgruppen aufweisende Verbindungen. Es kommen nicht nur die einfachen Vertreter der genannten Substanzklassen infrage, vielmehr sind auch verschiedene hochsubstituierte Derivate als UV-Absorber im Handel. Als einzelne UV-Absorber seien genannt: Vinylsaücylat, p.-tert.-Butylphcnylsalicylat, 2-Hydroxy, 4-Methoxybenzophenon, 2,4-Dihydroxybenzophenon. Eine Zusammenstellung von UV-Absorbern befindet sich in UUmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, 1967, Bd. 18, Seiten 45 bis 52.

Die erfindungsgemäßen Latex-Anstrichmittel, die einen UV-Absorber enthalten, sind im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt, da sie einen gegenüber UV-Einstrahlung und Witterungseinflüssen extrem widerstandsfähigen Anstrich ergeben.

Eine weitere wichtige Komponente der erfindungsgemäßen Anstrichmittel sind Emulgiermittel bzw. Emulsionsstabilisaioren. Dabei kommen sowohl oberflächenaktive als auch nicht oberflächenaktive und auch Kombinationen von oberflächenaktiven und nicht oberflächenaktiven Emulgiermitteln bzw. Emulsionsstabilisatoren infrage. Unter den oberflächenaktiven Emulgatoren

Ά sind die anionaktiven und die nichtionischen Substanzen in besonderer Weise geeignet. Unter den anionaktiven l'mulgaiorcn sind die Seifen, also die Salze von Fettsäuren, insbesondere aus dem Bereich mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, die Fettalkoholsulfate, unter diesen insbe-

bo sondere diejenigen mit 8 bis 14 C-Atomen, die Alkyl- und Arylsulfonate, die Sulfate von Äthylenoxyd- und/ oder Propylcnoxyd-Anlagerungsprodukten an Fettalkoholc oder Fettsäuren zu nennen. Auch Alkylbenzol- und Alkylnaphthalinsulfonatc kommen infrage, wie uuch Sulfosuccinate, Harzseifen und gallensaure Salze. Als positives Gcgcnion können beispielsweise die Alkalimctallioncn, insbesondere Natrium- und Kaliumionen, über auch Ammonium und organische Ammoniumderi-

vate vorliegen. Besonders bevorzugt wird der Einsatz nicht-ionischer Emulgatoren. Unter diesen sind die Additionsprodukte von Alkylenoxyden, meist Äthylenoxyd, an Fettalkohole bzw. Fettsäuren zu nennen, wie auch die Fettsäureester, insbesondere Monoester. von mehrwertigen Alkoholen wie beispielsweise Sorbit.

Die vorstehend genannten niedermolekularen Emulgatortypen sind im Sinne der Erfindung bevorzugt. Es können jedoch auch hochmolekulare Emulgatoren, wie Kasein, Gelatine und Leim eingesetzt werden; im allgemeinen sind jedoch hochmolekulare Emulgatortypen nicht als einzige Emulgatorkomponente zugegen, sondern vielmehr meist als Zusatz-Emulgator zu den niedermolekularen Typen.

Der Emulgiermittel- bzw. Emulsionsstabiüsaiorgehalt der erfindungsgemäßen Anstrichmittel liegt im allgemeinen bei 0,2 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Anstrichmittel oder bei 0.5 bis 8 Gew.-% bezogen auf Komponente A.

Den erfindungsgemäßen Latex-Anstrichmitteln kann durch Zusatz weiterer Pigmente praktisch jede gewünschte Färbung verliehen werden. Durch die außerordentliche Aufnahmefähigkeit für Pigmente kann eine ungewöhnlich hohe Deckkraft erreicht werden, so daß beispielsweise nur eine Auftragsmenge von 0,2 bis 03 kg Farbe pro m² benötigt wird. Die Leuchtkraft der erfindungsgemäßen Deckfarben ist hervorragend. Der Gewichtsanteil gegebenenfalls vorhandener farbiger Pigmente an der gesamten Latex-Deckfarbe hängt natürlich von dem verwendeten Pigment und dem gewünschten Effekt ab. Er liegt aber im allgemeinen bei 1 bis 10, insbesondere bei 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf da& Gesamtgewicht des Anstrichmittels.

Im übrigen können die erfindungsgemäßen Latex-Deckfarben auch Alterungsschutzmittel bzw. Antioxydantien, beispielsweise Phenyl-ß-naphthylamin, Weichmacher, wie Diäthyl- oder Diamylphthalat oder Adipinsäure-di(2-äthylhexyl-)ester sowie andere übliche Zusätze enthalten. Die einzusetzenden Mengen sind dem Fachmann £?läufig.

Anstelle oder zusätzlich zu einer »äußere Weichmachung« durch zugesetzte Weichmacher können weichmachende Komponenten bereits chemisch gebunden in der Polyvinylesterkomponente Comonomereinbeiten vorliegen. Unter Polyvinylacetat und -propionat werden im Sinne dir Erfindung nicht nur duj Homopolymerisate, sondern auch die Mischpolymerisate, die jedoch überwiegend Vinylacetat- und/oder -propionatcinheiten enthalten, verstanden. Im Polyvinylacetat- bzw. -propionat können beispielsweise von Acrylsäure oder Maleinsäure oder Fettsäurevinylester als Comonomcren abgeleitete Gruppen vorliegen. Im allgemeinen werden jedoch die Homopolymerisate eingesetzt.

Dabei ist Polyvinylpropionat-Homopolymerisat bevorzugt.

Es kann erwünscht sein, daß die mit den erfindungsgemäßen Anstrichmitteln hergestellte Anstriche eine hohe Wasserdichtigkeit mit gleichzeitiger erhöhter Wasserdampfdurchlässigkeit vereinen. Zu diesem Zwecke wird dem Anstrichmittel ein niedrig-siedendes organisches Lösungsmittel, vorzugsweise Methanol, aber auch Äthanol, Aceton oder ähnliche Lösungsmittel zugesetzt. Der Methanolzusatz wird vorzugsweise durch einen Zusatz von Leinölfirnis unterstützt. Erfindungsgemäße Anstrichmittel mi! einem Gehalt an organischen niedrigsiedenden Lösungsmitteln können gegebenenfalls etwas höhere Emulgator uchalle aufweisen als andere crfindungsgemäße Anstrichmittel. Der Gehalt dos gesamten Anstrichmittels an niedrig-siedendem organischem Lösungsmittel kann im allgemeinen zwischen 0 und 6 Ge«v.-% ausmachen, der Gehalt an Leinölfirnr.. 0 bis 5 Gew.-%. Für »atmende«, also stark wasscrdampfdurchlässige Anstriche liegt der Gehalt an leichtflüchti gem organischem Lösungsmittel meist zwischen 1 und 5 Gew.-%. vorzugsweise zwischen 1.5 und 4 Gew.-% im Anstrichmittel. Der Gehalt an Leinölfirnis liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen I und 4 Gcw.-%,

ίο vorzugsweise I und 3 Gew.-%.

Als Säurefänger wird oft feinvcrteiStcs aktives Zinkoxyd zugesetzt.

Die Hcrsiellungsweise der erfindungsgemäßen Latex-Anstrichfarbe ergibt sich für den Fachmann aus de- ren Zusammensetzung. Im allgemeinen geht man von einer wäßrigen Dispersion des Polyvinylesters und einer davon zunächst getrennten Chloroprenpolymerisat-Latex-Emulsion aus. Der Feststoffgehalt liegt im allgemeinen in beiden Fällen bei 40 bis 65% und beträgt im Falle der Latex-Emulsion meist 48 bis 58%, im Falle des Polyvinylesters meist 40 bis 55%. Es keimen jedoch auch Feststoffgchalte außerhalb der genann.^n Bereiche inirage. Der pH-Wert der eingesetzten Latices liegt bei den Homopolymerisa ten im allgemeinen bei δ bis 11, kann aber bei den Copolymerisaten in weiten Grenzen variier, werden. Bei carboxylgruppenhaltigen Latices liegt der pH-Wert gewöhnlich zwischen 53 und 8. Andere Werte sind möglich. Beim Vermischen der Polyvinylacetat-Dispersion mit der Latex-Emulsion und den übri- gen Komponenten wird im übrigen wie aügemein beim Vermischen von Emulsionen mit Dispersionen üblich vorgegangen.

Beispiel 1

a) Eine UV-beständige Deckfarbe wurde nach der folgenden Rezeptur hergestellt:

125 kg Divinylpropionat (berechnet als wasserfreie •»ο Trockenmasse)

75 kg Polychloropren-Lalcx (berechnet als wasserfreie Substanz)

3 kg eines Latex-Emulgalors

84 kg Dolomitmehi

84 kg fcinverteiltes Titandioxyd

5 kg Acrosil

200 kg Wasser

0.4 kg UV-Absorber

10 kg Alterungsschutzmittel und Weichmacher.

Auf Porenbeton aufgetragen ergibt die Latex-Dcckfarbe einen außerordentlich gleichmäßigen, hochelasti schen Anstrich von hoher Deck- und Leuchtkraft.

b) Nach der gleichen Rezeptur wird eine Anstrichfarbe hergestellt, .vobei jedoch anstelle eines Polychlo- roprenhomopolymcrisat-Latex ein carboxylgruppenhalliger Latex eingesetzt wird. Die erhaltene Anstrichfarbe übertrifft die nach a) erhaltene Anstrichfarbe sowohl in ihren elastischen Eigenschaften als auch in ihrer Wittcrungsbeständigkcit; sie ist anderen Anstrichmit-

ti5 teln insbesondere 3uf n-ich der Bearbeitung noch schrumpfendem Untergrund weit überlegen. Auch die Dehnbarkeit und die Haftfähigkeit sind ungewöhnlich hoch.

Beispiel 2

F.inc Deckfarbe wurde nach der folgenden Rezeptur hergestellt:

Polyvinylpmpional (gerechnet als wasserfreie Substanz)

eines carboxylgruppcnhaltigen Chloroprcncopolymcrisats eingesetzt als Latex-Emulsion (gerechnet als wasserfreie Substanz) eines Latex-F.mulgators
Dolomit mehl
fein verteiltes Titandioxyd
CJelbpiginent

grünes Pigment schwarzes Pigment
aktives Zinkoxyd
Methanol

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Wasser.

Das Latex-Anstrichmittel liefert einen hochelastischen, wasserdichten, jedoch außerordentlich atmungsaktiven Anstrich von hoher Deckkraft.

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Claims

Patentansprüche:

1. Latex-Anstrichmittel auf Basis eines Chloroprenpolymerisats, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer wäßrigen Dispersion besteht, welche

A) Polyvinylester. Polychloroprenlaiex-Feststoff und Emulsionsstabilisatoren.

B) weißes, anorganisches Grundpigment und/oder anorganische Füllstoffe, sowie

C) Wasser und gegebenenfalls ein leicht flüchtiges organisches Lösungsmittel, ein Firnis. UV-Absorber, Farbpigmente. Alterungsschutzmittel, Säurefänger, Weichmacher und/oder andere für Anstrichmittel übliche Zusätze enthält, wobei
das Gewichtsverhältnis der unter A) genannten Bestandteile zu den unter B) genannten Bestandteilen 0,8 bis 2 beträgt, und der Wassergehalt des gesamten Anstrichmittels /.wischen 25 bis 50 Gew.-% liegt.