DE102004054447A1 - Preparation of polyester polyacrylate-graft polymer dispersion with co-solvent, useful to prepare e.g. clear lacquers, comprises preparing a copolymer of vinyl monomers by radical polymerization and dispersing the copolymer in water - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft wässrige Polyesterpolyacrylat-Dispersionen mit niedrigem Lösemittelgehalt auf Basis von vinylmonomergepfropften Polyester sowie von Reaktivverdünnern mit hydroxyfunktionellen Estergruppen, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie wässrige Beschichtungsmittel auf deren Basis und deren Verwendung als Lacke.The Invention relates to aqueous Polyesterpolyacrylate dispersions with low solvent content based on vinyl monomer grafted polyester as well as of reactive diluents with hydroxyfunctional ester groups, a process for their preparation as well as watery Coating compositions based thereon and their use as paints.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass in Beschichtungssystemen wasserverdünnbare Bindemittel auf Copolymerbasis eingesetzt werden. Diese enthalten jedoch in der Regel Emulgatoren zur Stabilisierung und/oder größere Anteile organischer Colösemittel. Dabei ist es in der Regel so, dass die Emulgatoren die Eigenschaften der Lacke bzw. der Beschichtungen, wie z.B. Wasserfestigkeit, Filmoptik (Glanz), Pigmentierfähigkeit negativ beeinflussen.Out The prior art discloses that in coating systems dilutable Binders are used on a copolymer basis. These contain however, usually emulsifiers for stabilization and / or larger proportions organic cosolvent. It is usually the case that the emulsifiers have the properties the paints or coatings, e.g. Water resistance, film optics (Gloss), pigmentability influence negatively.
Die Verwendung größerer Mengen organischer Lösemittel ist aus ökologischen Gründen unerwünscht, jedoch meist nicht zu vermeiden, da bei der Polymerisatherstellung eine ausreichende Rührbarkeit und Wärmeabfuhr der Reaktionsmischung gewährleistet sein muss. Zusätzlich führen organische Lösemittel in wässrigen Beschichtungsmitteln zu vorteilhaften Effekten, wie zu einer verbesserten Lagerstabilität und Pigmentbenetzung, einer besseren Filmoptik und einem besseren Verlauf.The Use of larger quantities organic solvent is from ecological establish undesirable, However, usually unavoidable, since in the Polymerisatheter sufficient stirrability and heat dissipation the reaction mixture guaranteed have to be. additionally to lead organic solvents in aqueous Coating agents to advantageous effects, such as to an improved storage stability and pigment wetting, better film optics and a better Course.
Andererseits ist eine nachträgliche Reduzierung der Lösemittel aus Copolymerisaten oder -dispersionen mit hohem apparativen und energetischen Aufwand verbunden, so dass Bedarf an wässrigen Polymerisatdispersionen besteht, bei deren Herstellung auf die Verwendung organischer Lösemittel weitgehend verzichtet werden kann, ohne dass eine Verschlechterung der anwendungstechnischen Eigenschaften auftritt.on the other hand is an afterthought Reduction of solvents from copolymers or dispersions with high equipment and energetic effort, so that need for aqueous Polymerisatdispersionen consists in the preparation of the use organic solvent can largely be dispensed without causing deterioration the performance characteristics occurs.
Copolymerisatdispersionen, welche durch eine chemische Reaktion, z.B. mit einem Aminoplastharz, einem blockierten Polyisocyanat oder einem Polyisocyanat ausgehärtet werden sollen, müssen eine bestimmte Menge an reaktiven Gruppen, z.B. Hydroxygruppen, enthalten. Diese Gruppen werden in der Regel durch die Mitverwendung hydroxyfunktioneller (Meth)acrylsäureester bei der Copolymerisation in das Copolymer eingebracht. Diese Rohstoffe sind allerdings, im Vergleich zu den nichtfunktionellen (Meth)acrylsäureestern oder auch zu Styrol, sehr teuer. Zudem müssen häufig auch größere Mengen dieser Rohstoffe im Vergleich zu organisch gelösten Copolymerisaten eingesetzt werden, um durch eine größere Vernetzungsdichte die Hydrophilie der Lackfilme zu kompensieren.copolymer dispersions, which are caused by a chemical reaction, e.g. with an aminoplast resin, a blocked polyisocyanate or a polyisocyanate are cured need to a certain amount of reactive groups, e.g. hydroxy groups, contain. These groups are usually co-used hydroxy-functional (meth) acrylic ester in the copolymerization introduced into the copolymer. These raw materials are, however, in the Comparison to the non-functional (meth) acrylic acid esters or also to styrene, very expensive. In addition, must often also larger quantities used in comparison with organically dissolved copolymers to get through a greater density of networking to compensate for the hydrophilicity of the paint films.
In der DE-A 39 10829 werden hitzehärtbare Überzugmittel auf Polyesterpolyacrylatbasis beschrieben, die einen Lösemittelgehalt zwischen 5 und 20 Gew.-%, bezogen auf das applikationsfertige Beschichtungsmittel aufweisen. Als bevorzugte Lösemittel werden mit Wasser mischbare Alkohole, Ketone oder Glykolether oder aber auch nicht mit Wasser mischbare Lösungsmittel genannt. Da die offenbarten Lösemittel nicht in die Beschichtung eingebaut werden, werden diese während der Verarbeitung des Beschichtungssystems als VOC (Volatile Organic Compound) wieder freigesetzt. Die erwähnten, schwerflüchtigen Glykolderivate verbleiben zum Teil in der Beschichtung und können deren Eigenschaften verschlechtern.In DE-A 39 10829 are thermosetting coating agents described on Polyesterpolyacrylatbasis containing a solvent content between 5 and 20% by weight, based on the application-ready coating composition exhibit. As preferred solvents are water-miscible alcohols, ketones or glycol ethers or but also not called water-miscible solvents. Because the disclosed solvents not be incorporated into the coating, these will be during the Processing of the coating system as VOC (Volatile Organic Compound) released again. The mentioned, semi-volatiles Glycol derivatives remain partly in the coating and can their Properties deteriorate.
Einen anderen Weg zur Herstellung hydroxyfunktioneller Copolymerisatsekundärdispersionen, der den Einsatz von Lösungsmitteln bei der Polymerisation weitgehend vermeidet, wird in der EP-A 0 758 007 beschrieben. Dort werden die üblicherweise eingesetzten Lösemittel ganz oder teilweise durch hydroxyfunktionelle Polyether ersetzt. Die hydroxyfunktionellen Polyether verbleiben als Reaktivverdünner in der Sekundärdispersion und reagieren bei der späteren Vernetzung mit Isocyanaten oder blockierten Isocyanaten unter Urethanbildung ab. Als nachteilig an diesen Produkten erweist sich jedoch ihre schlechte Beständigkeit, insbesondere der Bewitterungsbeständigkeit.a another way to prepare hydroxy-functional copolymer secondary dispersions, the use of solvents is largely avoided in the polymerization, in EP-A 0 758,007. There are the commonly used solvents completely or partially replaced by hydroxy-functional polyether. The hydroxy-functional polyethers remain as reactive diluents in the secondary dispersion and react at the later Crosslinking with isocyanates or blocked isocyanates with formation of urethane from. As a disadvantage of these products, however, proves their poor consistency, in particular the weathering resistance.
In der GB-A 2 078 766 wird ein Weg beschrieben, den Lösemittelgehalt in Lacken während der Lackherstellung zu redzuieren. Dabei werden lösemittelhaltige Bindemittel mit in der Lackindustrie üblichen Pigmenten und Additiven unter Verwendung verschiedener Reaktivverdünner hergestellt. Bei den Reaktivverdünnern handelt es sich um Umsetzungsprodukte von Glycidylestern mit hydroxyl- oder carboxylgruppenhaltigen Verbindungen. Der Nachteil der in der GB-A 2 078 766 beschriebenen Lacke besteht in dem, trotz Verwendung des Reaktivverdünners, hohen Lösemittelgehalt, da durch das Bindemittel erhebliche Mengen eines Colösers eingebracht werden. In Beispiel I der GB-A 2 078 766 wird z.B. ein Bindemittel mit einem Lösemittelgehalt von 35 Gew.-% eingesetzt.In GB-A-2 078 766 describes a way, the solvent content in paints while to reduce the paint production. This will be solvent-containing Binders with pigments and additives commonly used in the paint industry made using various reactive diluents. The reactive diluents are they are reaction products of glycidyl esters with hydroxyl or carboxyl-containing compounds. The disadvantage of the GB-A 2 078 766 described in which, despite the use of the reactive diluent, high solvent content, since introduced by the binder considerable amounts of a Colösers become. In Example I of GB-A 2 078 766, e.g. a binder with a solvent content used of 35 wt .-%.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit in der Bereitstellung von Coplymerisatdispersionen auf Basis von Polyester-Polyacrylaten, die sich ohne Einsatz von Emulgatoren oder größerer Mengen an organischen Lösungsmitteln herstellen lassen und Beschichtungen mit sehr guten mechanischen und optischen Eigenschaften ergeben.task The present invention thus consisted in the provision of Coplymerisatdispersionen based on polyester-polyacrylates, which are without the use of emulsifiers or larger amounts of organic solvents make and coatings with very good mechanical and optical properties.
Es wurde nun gefunden, dass aus wässrigen Copolymerisatdispersionen, basierend auf carboxylat- und hydroxyfunktionellen, vinylmonomergepfropften Polyestern mit einem Lösemittelgehalt unter 5 Gew.-%, bezogen auf die Dispersion, Lackfilme mit hohem Beständigkeitsniveau hergestellt werden können, wenn dabei Umsetzungsprodukte von Glycidylestern aliphatischer Carbonsäuren mit aliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Carbonsäuren als Reaktivverdünner eingesetzt werden.It has now been found that from aqueous Copolymer dispersions based on carboxylate- and hydroxy-functional, vinyl monomer-grafted polyesters having a solvent content of less than 5% by weight on the dispersion, paint films produced with a high level of resistance can be when doing reaction products of glycidyl esters of aliphatic carboxylic acids with aliphatic, araliphatic or aromatic carboxylic acids as reactive be used.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung wässriger, hydroxyfunktioneller Polyester-Polyacrylat-Pfropfpolymerisat-Dispersionen mit einem Gehalt an Colösern von 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Dispersion, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt ein Copolymerisat (P) durch Polymerisation
- A) einer Mischung zur radikalischen Copolymerisation befähigter Vinylmonomeren A1) bis A4) in Gegenwart
- B) eines oder mehrerer Polyesterpolyol(en) mit einer Hydroxylzahl von 10 bis 500, bevorzugt 80 bis 350 mg KOH/g Substanz und einer Säurezahl von >0,5 bis ≤30, bevorzugt ≥1 bis ≤8 mg KOH/g Substanz und einem Doppelbindungsgehalt (berechnet als C=C, Molgewicht 24) von 0,1 bis 5,0 %, bevorzugt von 0,2 bis 3,0 % und besonders bevorzugt von 0,5 bis 2,0 %, sowie
- C) einer oder mehrerer Verbindung(en) der allgemeinen Formel (I) in welcher R1 ein aliphatischer, araliphatischer oder aromatischer Rest mit 1 bis 18, bevorzugt 2 bis 10, besonders bevorzugt 4 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, R2 H oder CH3, bevorzugt CH3 ist, R3/R4 gleiche oder unterschiedliche aliphatische Reste mit 1 bis 7, bevorzugt 2 bis 5 Kohlenstoffatomen sind und n 1 bis 4, bevorzugt 2 ist, hergestellt wird und das so erhaltene Copolymerisat (P) anschließend in einem zweiten Schritt vor oder nach Zugabe eines Neutralisationsmittels in Wasser dispergiert wird.
- A) a mixture for free-radical copolymerization capable vinyl monomers A1) to A4) in the presence
- B) one or more polyester polyol (s) having a hydroxyl number of 10 to 500, preferably 80 to 350 mg KOH / g substance and an acid number of> 0.5 to ≤30, preferably ≥1 to ≤8 mg KOH / g substance and a double bond content (calculated as C = C, molecular weight 24) of 0.1 to 5.0%, preferably from 0.2 to 3.0% and particularly preferably from 0.5 to 2.0%, and
- C) one or more compound (s) of the general formula (I) in which R 1 is an aliphatic, araliphatic or aromatic radical having 1 to 18, preferably 2 to 10, particularly preferably 4 to 6 carbon atoms, R 2 is H or CH 3 , preferably CH 3 , R 3 / R 4 are identical or different aliphatic Radicals having 1 to 7, preferably 2 to 5 carbon atoms and n is 1 to 4, preferably 2, and the resulting copolymer (P) is then dispersed in a second step before or after addition of a neutralizing agent in water.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls wässrige Polyester-Polyacrylat-Pfropfpolymerisat-Dispersionen erhältlich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.object The present invention also relates to aqueous polyester-polyacrylate graft polymer dispersions available according to the method of the invention.
Geeignete Vinylmonomermischungen A) enthalten Bausteine ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen:
- A1) OH-gruppenfreie (Meth)acrylsäureester, gegebenenfalls in Mischung mit Vinylaromaten,
- A2) hydroxyfunktionelle Vinylmonomere und/oder hydroxyfunktionelle (Meth)acrylsäureester,
- A3) ionische und/oder potenziell ionische, zur radikalischen Copolymerisation befähigte Monomere sowie
- A4) weitere, von den Verbindungen der Komponenten A1) bis A3) verschiedene, zur radikalischen Copolymerisation befähigte Monomere.
- A1) OH-free (meth) acrylates, optionally mixed with vinyl aromatics,
- A2) hydroxy-functional vinyl monomers and / or hydroxy-functional (meth) acrylic esters,
- A3) ionic and / or potentially ionic monomers capable of radical copolymerization, and
- A4) further, different from the compounds of components A1) to A3), capable of radical copolymerization monomers.
Als Monomere der Komponente A1) werden Acrylate und Methacrylate (im folgenden als (Meth)Acrylate bezeichnet) mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkoholteil der Estergruppe eingesetzt. Dieser Alkoholteil kann linear-, verzweigt- oder cycloaliphatisch sein.When Monomers of component A1) are acrylates and methacrylates (im hereinafter referred to as (meth) acrylates) having 1 to 18 carbon atoms used in the alcohol part of the ester group. This alcohol part can be linear, branched or cycloaliphatic.
Beispielsweise geeignet als Monomere der Komponente A1) sind Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, t-Butyl-, die isomeren Pentyl-, Hexyl-, Octyl-, Dodecyl-, Hexadecyl-, Octadecyl- oder Cyclohexyl-, Trimethylcyclohexyl- und Isobornyl(meth)acrylate. Ferner können als A1) auch Acetoacetoxyethylmethacrylat, Acrylamid, Diacetonacrylamid, Acrylnitril, Styrol, Vinylether, Methacrylnitril, Vinylacetate, gegebenenfalls substituierte Styrole und Vinyltoluole eingesetzt werden.For example, suitable as monomers of component A1) are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, the isomeric pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, Hexadecyl, octadecyl or cyclohexyl, trimethylcyclohexyl and isobornyl (meth) acrylates. Further, as A1) also Acetoacetoxye methyl methacrylate, acrylamide, diacetoneacrylamide, acrylonitrile, styrene, vinyl ethers, methacrylonitrile, vinyl acetates, optionally substituted styrenes and vinyltoluenes.
Bevorzugt sind Methyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, t-Butyl-, 2-Ethylhexyl-, Cyclohexyl- und Isobornyl(meth)acrylate sowie Styrol.Prefers are methyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, 2-ethylhexyl, Cyclohexyl and Isobornyl (meth) acrylates and styrene.
Ebenfalls möglich und bevorzugt ist der Einsatz beliebiger Mischungen der vorstehend genannten Verbindungen A1).Also possible and preferred is the use of any mixtures of the above mentioned compounds A1).
Als Komponente A2) sind ethylenisch ungesättigte, hydroxylgruppenhaltige Monomere geeignet, wie beispielsweise die Hydroxyalkylester ungesättigter Carbonsäuren, bevorzugt Hydroxyalkyl(meth)acrylate mit 2 bis 12, bevorzugt 2 bis 6 Kohlenstoffatomen im Hydroxyalkylrest. Bevorzugte Verbindungen sind 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, die isomeren Hydroxypropyl(meth)acrylate, 2-, 3- und 4-Hydroxybutyl(meth)acrylare, die isomeren Hydroxyhexyl(meth)acrylate sowie 1,4-Cyclohexandimethanolmonomethacrylat.When Component A2) are ethylenically unsaturated, hydroxyl-containing Suitable monomers, such as the hydroxyalkyl esters of unsaturated Carboxylic acids, preferably hydroxyalkyl (meth) acrylates having 2 to 12, preferably 2 to 6 carbon atoms in the hydroxyalkyl radical. Preferred compounds are 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, the isomeric hydroxypropyl (meth) acrylates, 2-, 3- and 4-hydroxybutyl (meth) acrylates, the isomeric hydroxyhexyl (meth) acrylates and 1,4-cyclohexanedimethanol monomethacrylate.
Ebenfalls geeignet sind mit Alkylenoxiden modifizierte oder kettenverlängerte, polymerisierbare hydroxyfunktionelle Monomere mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht ≤ 3000 g/mol, bevorzugt ≤ 700 g/mol. Als Alkylenoxide kommen hierfür bevorzugt Ethylen-, Propylen oder Butylenoxid einzeln oder in Mischungen zum Einsatz. Als Beispiele seinen genannt Bisomer® PEA3 (Polyethylenglykolmonoacrylat; 3 Ethylenoxideinheiten), Bisomer® PEM 6 LD (Polyethylenglykolmonomethacrylat; 6 Ethylenoxideinheiten), Bisomer PPM 63 E (Polyethylenglykolmonomethacrylate; 6 Propylenoxideinheiten und 3 terminale Ethylenoxideinheiten) oder Bisomer® PEM 63 P (Polyethylenglykolmonomethacrylate; 6 Ethylenoxideinheiten und 3 terminale Propylenoxideinheiten) der Fa. Degussa AG (Darmstadt, Deutschland).Likewise suitable are alkylene oxide-modified or chain-extended, polymerizable hydroxy-functional monomers having a number-average molecular weight ≦ 3000 g / mol, preferably ≦ 700 g / mol. As alkylene oxides are preferably used for this purpose, ethylene, propylene or butylene oxide individually or in mixtures. As examples may be mentioned Bisomer ® PEA3 (polyethylene glycol monoacrylate; 3 ethylene oxide units), Bisomer ® PEM 6 LD (polyethylene glycol monomethacrylate; 6 ethylene oxide units), Bisomer PPM 63 E (Polyethylenglykolmonomethacrylate; 6 propylene oxide units and 3 terminal ethylene oxide units) or Bisomer ® PEM 63 P (Polyethylenglykolmonomethacrylate; 6 Ethylene oxide units and 3 terminal propylene oxide units) from Degussa AG (Darmstadt, Germany).
Des Weiteren ist die Zugabe polymerisierbarer, nicht-ionisch hydrophilierend wirkende Alkoxypolyethylenglykol-(meth)acrylate mit zahlenmittleren Molekulargewichten (Mn) von 430 bis 2500 g/mol geeignet. Als Beipiele seien hier genannt Bisomer® MPEG 350 MA (Mn = 430 g/mol), 550 MA (Mn = 628 g/mol), S 7 W (Mn = 818 g/mol), S 10 W (Mn = 1080 g/mol) und S 20 W (Mn = 2080 g/mol) der Fa. Degussa AG (Darmstadt, Deutschland).Furthermore, the addition of polymerizable, nonionic hydrophilicizing alkoxypolyethylene glycol (meth) acrylates having number average molecular weights (Mn) of 430 to 2500 g / mol is suitable. Are as Beipiele here called Bisomer ® MPEG 350 MA (Mn = 430 g / mol), 550 MA (Mn = 628 g / mol), S 7 W (Mn = 818 g / mol), S 10 W (Mn = 1080 g / mol) and S 20 W (Mn = 2080 g / mol) from Degussa AG (Darmstadt, Germany).
Unter ionisch bzw. potenziell ionisch hydrophilierenden Verbindungen A3) werden sämtliche Verbindungen verstanden, die mindestens eine zur radikalischen Polymerisation befähigte Gruppe sowie mindestens eine Funktionalität, wie -COOY, -SO3Y, -PO(OY)2 (Y beispielsweise = H, NH4 +, Metallkation), -NR2 oder -NR3 + (R = H, Alkyl, Aryl, Reste R können in einem Molekül gleich oder verschieden voneinander sein), aufweisen, die bei Wechselwirkung mit wässrigen Medien ein pH-Wert-abhängiges Dissoziationsgleichgewicht eingehen und auf diese Weise negativ, positiv oder neutral geladen sein können.By ionic or potentially ionic hydrophilicizing compounds A3) is meant all compounds which have at least one radical-capable group and at least one functionality such as -COOY, -SO 3 Y, -PO (OY) 2 (Y, for example = H, NH 4 + , metal cation), -NR 2 or -NR 3 + (R = H, alkyl, aryl, radicals R may be the same or different from each other in a molecule) which, when interacting with aqueous media, have a pH dependent Dissociation equilibrium and can be charged in this way negative, positive or neutral.
Ionische und/oder potenziell ionische, zur radikalischen Copolymerisation befähigte Monomere der Komponente A3) sind bevorzugt olefinisch ungesättigte Monomere mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen, wie z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, β-Carboxyethylacrylat, Crotonsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure oder Monoalkylester zweibasiger Säuren bzw. Anhydride wie z.B. Maleinsäure-monoalkylester geeignet, besonders bevorzugt sind Acrylsäure und/oder Methacrylsäure.Ionian and / or potentially ionic, for radical copolymerization enabled Monomers of component A3) are preferably olefinically unsaturated monomers with carboxylic acid or carboxylic acid anhydride groups, such as. Acrylic acid, Methacrylic acid, β-carboxyethyl acrylate, crotonic, fumaric acid, maleic anhydride, itaconic or monoalkyl esters of dibasic acids or anhydrides, e.g. Maleic acid monoalkyl suitable, particularly preferred are acrylic acid and / or methacrylic acid.
Ferner geeignet als Verbindungen der Komponente A3) sind auch ungesättigte, radikalisch polymerisierbare Verbindungen mit Phosphat- bzw. Phosphonat- oder Sulfonsäure- bzw. Sulfonatguppen, wie z.B. in der WO-A 00/39181 (S. 8 Z. 13–S. 9 Z. 19) beschrieben. Innerhalb der Gruppe der Phosphat- bzw. Phosphonat- oder Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen aufweisenden Komponenten ist 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure eine bevorzugte Komponente.Further suitable as compounds of component A3) are also unsaturated, radically polymerizable compounds with phosphate or phosphonate or sulfonic acid or sulfonate groups, e.g. in WO-A 00/39181 (page 8 Z. 13-S. 9 Z. 19). Within the group of phosphate or phosphonate or sulfonic acid or sulfonate-containing components is 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic a preferred component.
Gegebenenfalls können auch weitere, von A1) bis A3) unterschiedliche, zur radikalischen Copolymerisation befähigte Monomere als Verbindungen der Komponente A4) eingesetzt werden. Dies können beispielsweise di- oder höher-funktionelle (Meth)acrylatmonomere und/oder Vinylmonomere, wie z.B. Ethandioldi(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, 1,4-, 1,3-Butandioldimethacrylat, Di-, Tri- und Oligoethylenglykoldimethacrylate, Polypropylenglykoldimethacrylate, Polytetramethylenglykoldimethacrylate oder Divinylbenzol sein.Possibly can also other, from A1) to A3) different, to the radical Copolymerization enabled Monomers are used as compounds of component A4). This can for example, di- or higher-functional (Meth) acrylate monomers and / or vinyl monomers, e.g. Ethanediol di (meth) acrylate, Hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-, 1,3-butanediol dimethacrylate, di-, Tri- and oligoethylene glycol dimethacrylates, polypropylene glycol dimethacrylates, Polytetramethylene glycol dimethacrylate or divinylbenzene.
Bevorzugt erfolgt die Hydrophilierung der Copolymerisate (P) nur durch ionische und/oder potenziell ionische Gruppen. Besonders bevorzugt erfolgt die Hydrophilierung durch anionische und/oder potenziell anionische Gruppen.Prefers the hydrophilization of the copolymers (P) is carried out only by ionic and / or potentially ionic groups. Particularly preferred the hydrophilization by anionic and / or potentially anionic Groups.
Die Mengenverhältnisse der Aufbaukomponenten A1) bis A4) werden im Allgemeinen so gewählt, dass das Copolymerisat (P) eine OH-Zahl von 12 bis 350 mg KOH/g, bevorzugt von 20 bis 200 mg KOH/g und besonders bevorzugt von 50 bis 150 mg KOH/g Feststoff und einer Säurezahl von 5 bis 80 mg KOH/g, bevorzugt 10 bis 35, besonders bevorzugt von 15 bis 30 mg KOH/g Feststoff aufweist.The proportions the structural components A1) to A4) are generally chosen so that the copolymer (P) has an OH number of 12 to 350 mg KOH / g, preferred from 20 to 200 mg KOH / g, and more preferably from 50 to 150 mg KOH / g solid and an acid number from 5 to 80 mg KOH / g, preferably from 10 to 35, more preferably from 15 to 30 mg KOH / g solids.
Geeignete Polyesterpolyole B) werden durch eine an sich bekannte Polykondensation der Bausteine, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen:
- B1) aliphatische, gesättigte und/oder aromatische Mono-, Di-, Tri- oder Tetracarbonsäuren oder deren Anhydride,
- B2) ungesättigte Di und/oder Polyole,
- B3) di- und/oder höherfunktionelle Alkohole,
- B4) einwertige Alkohole,
- B5) Hydroxycarbonsäuren, Lactone, Aminoalkohole und/oder Aminocarbonsäuren und
- B6) (cyclo)aliphatische, olefinische ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäuren
- B1) aliphatic, saturated and / or aromatic mono-, di-, tri- or tetracarboxylic acids or their anhydrides,
- B2) unsaturated di and / or polyols,
- B3) di- and / or higher-functional alcohols,
- B4) monohydric alcohols,
- B5) hydroxycarboxylic acids, lactones, amino alcohols and / or aminocarboxylic acids and
- B6) (cyclo) aliphatic, olefinic unsaturated mono- or dicarboxylic acids
Als geeignete Carbonsäuren B1) kommen Monocarbonsäuren wie z.B. Benzoesäure, Cyclohexancarbonsäure, 2-Ethylhexansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, natürliche und synthetische Fettsäuren, als Dicarbonsäuren und/oder Anhydride z.B. Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Bernsteinsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Adipinsäure, Dodecandisäure, hydrierte Dimerfettsäuren und als höherfunktionelle Carbonsäuren bzw. Anhydride z.B. Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid sowie Mischungen dieser Verbindungen in Frage. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren und Dicarbonsäureanhydride. Besonders bevorzugt sind cyclische Dicarbonsäuren wie Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Hexahydrophthalsäure oder Hexahydrophthalsäureanhydrid.When suitable carboxylic acids B1) come monocarboxylic acids such as. benzoic acid, cyclohexane, 2-ethylhexanoic acid, caproic, caprylic, Capric acid, Lauric acid, natural and synthetic fatty acids, as dicarboxylic acids and / or anhydrides e.g. Phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, hexahydrophthalic, anhydride, Succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, dodecanedioic, hydrogenated dimer fatty acids and as higher functional carboxylic acids or anhydrides e.g. trimellitic and trimellitic anhydride and mixtures of these compounds in question. Preference is given to dicarboxylic acids and Dicarboxylic. Particular preference is given to cyclic dicarboxylic acids such as phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, hexahydrophthalic or hexahydrophthalic anhydride.
Gegebenenfalls wird die Komponente B2) eingesetzt. Geeignet sind z.B. Glycerinmonoallylether, Trimethylolpropanmonoallylether, 1,4-Butendiol, Dimethylolpropionsäuremonoallylether oder Anlagerungsprodukte von Allylglycidylether oder Glycidylmethacrylat an einen Carboxylgruppen enthaltenden Polyester sowie Mischungen dieser Verbindungen.Possibly the component B2) is used. Suitable are e.g. glycerol monoallyl, Trimethylolpropane monoallyl ether, 1,4-butenediol, dimethylolpropionic monoallyl ether or addition products of allyl glycidyl ether or glycidyl methacrylate to a carboxyl-containing polyester and mixtures of these connections.
Als Komponente B3) sind geeignet (Cyclo-)Alkandiole (d.h. zweiwertige Alkohole mit (cyclo)aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen) des Molekulargewichtsbereichs 62 g/mol bis 286 g/mol, wie z.B. Ethandiol, 1,2- und 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,3- und 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Cyclohexan-1,4-dimethanol, 1,2- und 1,4-Cyclohexandiol, 2-Ethyl-2-butylpropandiol, Ethersauerstoff enthaltende Diole, wie z.B. Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polyethylen-, Polypropylen- oder Polybutylenglykole mit einem maximalen zahlenmittleren Molekulargewicht von 2000 g/mol, bevorzugt 1000 g/mol und besonders bevorzugt von 500 g/mol. Umsetzungsprodukte der zuvor genannten Diole mit ε-Caprolacton können ebenfalls als Diole zum Einsatz gelangen. Als drei- und höherwertige Alkohole sind B. Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit und Sorbit sowie Mischungen dieser Verbindungen geeignet. Bevorzugt sind Hexandiol, Neopentylglykol, 1,4 Cylohexandimethanol und Trimethylolpropan.When Component B3) are suitable (cyclo) alkanediols (i.e., divalent Alcohols with (cyclo) aliphatically bonded hydroxyl groups) of Molecular weight range 62 g / mol to 286 g / mol, e.g. ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, 1,2-, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, Cyclohexane-1,4-dimethanol, 1,2- and 1,4-cyclohexanediol, 2-ethyl-2-butylpropanediol, Ether oxygen-containing diols, e.g. Diethylene glycol, triethylene glycol, Tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene, Polypropylene or polybutylene glycols having a maximum number average Molecular weight of 2000 g / mol, preferably 1000 g / mol and especially preferably from 500 g / mol. Reaction products of the aforementioned Diols with ε-caprolactone can also be used as diols. As trihydric and higher alcohols are B. glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol and sorbitol, and mixtures of these compounds. Prefers are hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol and trimethylolpropane.
Gegebenenfalls können auch Monoalkohole B4) wie z.B. Ethanol, 1- und 2-Propanol, 1- und 2-Butanol, 1- Hexanol, 2-Ethylhexanol, Cyclohexanol und Benzylalkohol sowie Mischungen dieser Verbindungen eingesetzt werden. Bevorzugt ist 2-Ethylhexanol.Possibly can also monoalcohols B4) such as e.g. Ethanol, 1- and 2-propanol, 1- and 2-butanol, 1-hexanol, 2-ethylhexanol, cyclohexanol and benzyl alcohol and mixtures these compounds are used. Preference is given to 2-ethylhexanol.
Ebenfalls können gegebenenfalls als Komponente B5) Hydroxycarbonsäuren von 2–10 Kohlenstoffatomen, Lactone derartiger Säuren, Aminoalkohle des Molekulargewichtsbereichs von 61 bis 300 und/oder Aminocarbonsäuren des Molekulargewichtsbereichs 75 bis 400 wie z.B. Hydroxypivalinsäure, Dimethylolpropion-, Dimethylolbuttersäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, ε-Caprolacton, Aminoethanol, Aminopropanol, Diethanolamin, Aminoessigsäure oder Aminohexansäure sowie Mischungen dieser Verbindungen verwendet werden. Bevorzugt ist ε-Caprolacton.Also can optionally as component B5) hydroxycarboxylic acids of 2-10 carbon atoms, lactones such acids, Aminoalkaline the molecular weight range of 61 to 300 and / or aminocarboxylic the molecular weight range 75 to 400, e.g. Hydroxypivalic acid, dimethylolpropionic, dimethylolbutyric, lactic, malic, tartaric, ε-caprolactone, Aminoethanol, aminopropanol, diethanolamine, aminoacetic acid or aminohexanoic as well as mixtures of these compounds. Prefers is ε-caprolactone.
Als Komponente B6) werden ungesättigte Carbonsäuren eingesetzt, wie z.B. Tetrahydrophthalsäure, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Crotonsäure, ungesättigte Fettsäuren, wie z.B. Sojaölfettsäure, Tallölfettsäure sowie Gemische dieser und anderer ungesättigter Mono- oder Dicarbonsäuren sowie Mischungen dieser Verbindungen. Bevorzugt ist Maleinsäureanhydrid.When Component B6) become unsaturated carboxylic acids used, such as Tetrahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic, unsaturated Fatty acids, like e.g. Soybean oil fatty acid, tall oil fatty acid as well Mixtures of these and other unsaturated mono- or dicarboxylic acids and Mixtures of these compounds. Preference is given to maleic anhydride.
Die Herstellung des Polyesters B) kann gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von üblichen Veresterungskatalysatoren, bevorzugt nach dem Prinzip der Schmelz- oder Azeotropkondensation bei Temperaturen von 140 bis 240°C unter Wasserabspaltung erfolgen.The Preparation of the polyester B) may optionally with the aid from usual Esterification catalysts, preferably according to the principle of melting or azeotropic condensation at temperatures of 140 to 240 ° C with elimination of water respectively.
Geeignete
Verbindungen C) der allgemeinen Formel (I), in welcher
R1 ein aliphatischer, araliphatischer oder
aromatischer Rest mit 1 bis 18, bevorzugt 2 bis 10, besonders bevorzugt
4 bis 6 Kohlenstoffatomen ist,
R2 H
oder CH3, bevorzugt CH3 ist,
R3/R4 gleiche oder
unterschiedliche aliphatische Reste mit 1 bis 7, bevorzugt 2 bis
5 Kohlenstoffatomen sind und
n 1 bis 4, bevorzugt 2 ist,
sind
beispielsweise die Umsetzungsprodukte von Glycidylestern aliphatischer
Carbonsäuren
(α) mit
aliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Carbonsäuren (β).Suitable compounds C) of the general formula (I) in which
R 1 is an aliphatic, araliphatic or aromatic radical having 1 to 18, preferably 2 to 10, particularly preferably 4 to 6 carbon atoms,
R 2 is H or CH 3 , preferably CH 3 ,
R 3 / R 4 are identical or different aliphatic radicals having 1 to 7, preferably 2 to 5 carbon atoms and
n is 1 to 4, preferably 2,
are, for example, the reaction products of glycidyl esters of aliphatic carboxylic acids (α) with aliphatic, araliphatic or aromatic carboxylic acids (β).
Bevorzugte Verbindungen der Komponente (α) sind Glycidylester der Versaticsäure, die beispielsweise als Cardura® E10P von der Resolution BV, Niederlande erhältlich sind.Preferred compounds of component (α) are glycidyl esters of Versatic acid, which are available for example as Cardura E10P from Resolution ® BV, Netherlands.
Geeignete Verbindungen der Komponente (β) sind gesättigte aliphatische Monocarbonsäuren wie Essig-, Propion-, Butter-, Pentan-, Hexan-, Heptan-, Octan-, 2-Ethylhexan-, Nonan-, Decan-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Margarin-, Stearin-, Arachin-, Behen-, Lignocerinsäure oder ungesättigte Monocarbonsäuren wie Öl-, Linol-, Linolen-, Ricinolsäure oder aromatischen Monocarbonsäuren wie Benzoe-, Hexahydrobenzoe-, oder tert.-Butylbenzoesäure, aliphatische Di- oder Polycarbonsäuren wie Bernstein-, Glutar-, Adipin-, Pimelin-, Kork-, Azelain-, Sebacin-, Nonandicarbon-, Decandicarbon-, Dimerfettsäuren, welche durch Dimerisierung ungesättigter Monocarbonsäuren erhältlich sind, aromatische Di- oder Polycarbonsäuren wie beispielsweise Terephthal-, Isophthal-, o-Phthal-, Pyrometllith- Tetrahydrophthal-, Hexahydrophthal- oder Trimellitsäure. Selbstverständlich können auch Gemische der genannten Verbindungen als Komponente (β) eingesetzt werden.suitable Compounds of component (β) are saturated aliphatic monocarboxylic acids such as acetic, propionic, butyric, pentane, hexane, heptane, octane, 2-ethylhexane, nonane, decane, lauric, myristic, palmitic, margarine, Stearic, Arachin, behenic, lignoceric or unsaturated monocarboxylic acids such as oil, linoleic, Linolenic, ricinoleic acid or aromatic monocarboxylic acids such as benzoic, hexahydrobenzoic or tert-butylbenzoic acid, aliphatic Di- or polycarboxylic acids such as succinic, glutaric, adipic, pimelic, cork, azelaic, sebacin, Nonandicarboxylic, decandicarboxylic, dimer fatty acids obtained by dimerization unsaturated Monocarboxylic acids available are aromatic di- or polycarboxylic acids such as terephthalic, Isophthalic, o-phthalic, pyrometllithetetrahydrophthalic, hexahydrophthalic or trimellitic acid. Of course can also mixtures of the compounds mentioned as component (β) used become.
Bevorzugt ist die Verwendung von Glycidylestern der Versaticsäure als (α) in Kombination mit Dicarbonsäuren wie Bernstein-, Adipin-, Terephthal- oder Isophthalsäure als Komponente (β). Als Komponente (β) ist Adipinsäure besonders bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt ist die Kombination von Glycidylestern der Versaticsäure (α) mit Adipinsäure (β)Prefers is the use of glycidyl esters of Versatic acid as (α) in combination with dicarboxylic acids such as succinic, adipic, terephthalic or isophthalic as Component (β). As component (β) adipic acid particularly preferred. Very particularly preferred is the combination of glycidyl esters of Versatic acid (α) with adipic acid (Β)
Die Herstellung der Verbindungen C) aus den Komponenten (α) und (β) erfolgt in der Regel separat und wird dem Polyester B) vor oder während der radikalischen Polymerisation der ungesättigten Monomere A1) bis A4) zugesetzt.The Preparation of the compounds C) from the components (α) and (β) usually separate and is the polyester B) before or during the free-radical polymerization of the unsaturated monomers A1) to A4) added.
Die Temperatur bei der Herstellung der Verbindung C) liegt dabei bei 50 bis 200°C, bevorzugt bei 90 bis 140°C. Besonders bevorzugt erfolgt die Zugabe der Verbindung C) vor der radikalischen Polymerisation zu dem vorgelegten Polyester B). Darüber hinaus ist die Addition der gesamten Menge des Polyesters B) mit der Verbindung C) oder auch nur Teilmengen der Komponenten getrennt oder als Mischung während der Copolymerisation A) möglich.The Temperature in the preparation of compound C) is included 50 to 200 ° C, preferably at 90 to 140 ° C. Particularly preferably, the addition of compound C) takes place before radical polymerization to the submitted polyester B). Furthermore is the addition of the entire amount of the polyester B) with the compound C) or even partial amounts of the components separately or as a mixture while the copolymerization A) possible.
Die Menge an der Verbindung C) beträgt 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 35 Gew.-% und besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Copoylmerisats (P). Die Menge an Polyester B) wird dabei so gewählt, dass die Gewichtsanteile der Komponenten A1) bis A4 ) zu B) 25 : 75 bis 90 : 10, bevorzugt 35 : 65 bis 85 : 15 und besonders bevorzugt 50 : 50 bis 80 :20 betragen.The Amount at the compound C) is 5 to 60 wt .-%, preferably 7 to 35 wt .-% and particularly preferably 10 to 30 wt .-%, based on the amount of Copoylmerisats (P). The amount of polyester B) is chosen so that the weight proportions of components A1) to A4) to B) 25: 75 to 90: 10, preferably 35 : 65 to 85: 15, and more preferably 50:50 to 80:20.
Im Allgemeinen erfolgt das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyester-Polyacrylat-Pfropfpolymerisat-Dispersionen nach den dem Fachmann bekannten Verfahren. Typischerweise werden dazu in einem Reaktionsgefäß die Verbindung C) und der Polyester B) vorgelegt und die ungesättigten Monomere A1) bis A4) zudosiert und unter Einsatz eines Radikalinitiators polymerisiert. Es ist darüber hinaus auch möglich nur den Polyester B) vorzulegen und die Verbindung/-en C) während der Polymersiation zu addieren; bei besonders leistungsfähigen Rühraggregaten kann die Zugabe der Verbindung C) auch erst nach der Polymerisation der Monomeren A1) bis A4) erfolgen. Zudem ist es auch möglich nur Teile der Komponente B) und der Verbindung C) vorzulegen und den Rest während der Polymerisation hinzuzugeben.In general, the process for producing the polyester-polyacrylate graft polymer dispersions according to the invention is carried out by the processes known to the person skilled in the art. Typically, the compound C) and the polyester B) are initially charged in a reaction vessel and the unsaturated monomers A1) to A4) are metered in and polymerized using a free-radical initiator. In addition, it is also possible to provide only the polyester B) and to add the compound (s) C during the polymerization; In the case of particularly powerful stirring units, the addition of the compound C) can also take place only after the polymerization of the monomers A1) to A4). In addition, it is also possible to submit only parts of component B) and compound C) and to add the remainder during the polymerization.
Die Copolymerisation wird im Allgemeinen bei 40 bis 200°C, bevorzugt bei 60 bis 180°C, besonders bevorzugt bei 80 bis 160°C durchgeführt.The Copolymerization is generally preferred at 40 to 200 ° C at 60 to 180 ° C, particularly preferably carried out at 80 to 160 ° C.
Gegebenenfalls können zusätzliche organische Lösemittel in untergeordneter Menge zum Einsatz kommen, insbesondere dann, wenn sie zum Verdünnen der Initiatoren dienen. Geeignete Hilfslösemittel sind beliebige in der Lacktechnologie bekannte Lösemittel, wie z.B. Alkohole, Ether, ethergruppenhaltige Alkohole, Ester, Ketone, N-Methylpyrrolidon oder unpolare Kohlenwasserstoffe bzw. Gemische dieser Lösemittel. Die Lösemittel werden in solchen Mengen eingesetzt, dass ihr Gehalt in der fertigen Dispersion 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% beträgt. Falls erforderlich können die eingesetzten Lösemittel durch eine Destillation wieder teilweise oder ganz entfernt werden.Possibly can additional organic solvents be used in a subordinate amount, in particular, if you want to dilute serve the initiators. Suitable auxiliary solvents are any in lacquer technology known solvents, such as. Alcohols, ethers, alcohols containing ether groups, esters, ketones, N-methylpyrrolidone or nonpolar hydrocarbons or mixtures this solvent. The solvents are used in such quantities that their content in the finished Dispersion 0 to 5 wt .-%, preferably 1 to 3 wt .-% is. If may be required the solvents used be partially or completely removed by distillation again.
Als Initiatoren für die Polymerisationsreaktion eignen sich organische Peroxide wie Di-tert.-Butyl-peroxid, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butlyperoxy)hexan, tert.-Butylperoxybenzoat, Dibenzoylperoxid, tert. Butylperisobutyrat oder tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat und Azoverbindungen wie Azobisisobuttersäurenitril (AIBN). Die eingesetzten Initiatormengen hängen vom gewünschten Molekulargewicht ab. Aus Gründen der Prozesssicherheit und des leichteren Handlings können Peroxidinitiatoren auch als Lösung in geeigneten organischen Lösemitteln der oben genannten Art eingesetzt werden.When Initiators for the polymerization reaction are suitable organic peroxides such as Di-tert-butyl peroxide, Dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, tert-butyl peroxybenzoate, Dibenzoyl peroxide, tert. Butyl perisobutyrate or tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate and azo compounds such as azobisisobutyronitrile (AIBN). The used Initiator quantities hang of the desired Molecular weight off. For reasons Process reliability and easier handling can be peroxide initiators also as a solution in suitable organic solvents of the type mentioned above.
Die Herstellung des Copolymerisats P) erfolgt bevorzugt in zwei Schritten (i) und (ii). Im ersten Schritt (i) wird eine hydroxyfunktionelle Monomermischung (A') mit einer OH-Zahl von 12 bis 350 mg KOH/g Feststoff, bevorzugt 20 bis 200 mg KOH/g Feststoff und einer Säurezahl von 0 bis 50 mg KOH/g Feststoff, bevorzugt 0 bis 30 mg KOH/g Feststoff zu den bereits vorgelegten Verbindungen C) und B) gegeben. Dabei werden 50 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 80 Gew.-% Komponente A1), 2 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 35 Gew.-% Komponente A2), 0 bis 7 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 5 Gew.-% Komponente A3) und 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% Komponente A4) miteinander vermischt.The Preparation of the copolymer P) is preferably carried out in two steps (i) and (ii). In the first step (i) becomes a hydroxy-functional Monomer mixture (A ') with an OH number of 12 to 350 mg KOH / g solids, preferably 20 to 200 mg KOH / g solid and an acid number of 0 to 50 mg KOH / g Solid, preferably 0 to 30 mg KOH / g solid to those already Compounds C) and B) are given. It will be 50 to 90 Wt .-%, preferably 60 to 80 wt .-% component A1), 2 to 50 wt .-%, preferably 5 to 35% by weight of component A2), 0 to 7% by weight, preferably 0 to 5 wt .-% of component A3) and 0 to 50 wt .-%, preferably 3 to 30 Wt .-% component A4) mixed together.
In einem anschließenden Schritt (ii) wird zu der aus Schritt (i) erhaltenen Reaktionsmischung eine weitere Monomermischung (A'') aus Monomeren der Komponenten A1) bis A4) zugegeben, wobei diese Monomermischung eine OH-Zahl von 10 bis 350 mg KOH/g Feststoff, bevorzugt 18 bis 200 mg KOH/g Feststoff und eine Säurezahl von 50 bis 300 mg KOH/g Feststoff, bevorzugt 70 bis 200 mg KOH/g Feststoff aufweist. Die Monomermischung (A'') aus Schritt (ii) enthält dabei 45 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 55 bis 75 Gew.-% Komponente A1), 1 bis 50 Gew.-% bevorzugt 5 bis 35 Gew.-% Komponente A2) 3 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 8 bis 22 Gew.-% Komponente A3) und 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% Komponente A4).In a subsequent Step (ii) becomes the reaction mixture obtained from step (i) a further monomer mixture (A '') of monomers of Components A1) to A4) was added, wherein said monomer mixture is a OH number from 10 to 350 mg KOH / g solids, preferably 18 to 200 mg KOH / g solid and an acid number from 50 to 300 mg KOH / g solids, preferably 70 to 200 mg KOH / g Solid has. The monomer mixture (A '') from step (ii) while 45 to 85 wt .-%, preferably 55 to 75 wt .-% component A1), From 1 to 50% by weight, preferably from 5 to 35% by weight, of component A2) from 3 to 30 Wt .-%, preferably 8 to 22 wt .-% of component A3) and 0 to 50 wt .-%, preferably from 3 to 30% by weight of component A4).
Die %-Angaben der Monomerzusammensetzung (A') und (A'') addieren sich zu 100 Gew.-%.The % Data of monomer composition (A ') and (A' ') add up to 100 wt .-%.
Die Monomermengen der beiden Polymerisatherstellungen sind dabei so zu wählen, dass das Massenverhältnis der Momomermischung (A') zu Monomermischung (A'') 10:1 bis 1:2, bevorzugt 6:1 bis 2:1 beträgt.The Monomer quantities of the two Polymerisatherstellungen are so to choose, that the mass ratio the Momomermischung (A ') to monomer mixture (A ") 10: 1 to 1: 2, preferably 6: 1 to 2: 1.
Statt eines mehrstufigen Polymerisationsverfahren ist es ebenfalls möglich den Prozess kontinuierlich (Gradientenpolymerisation) durchzuführen, d.h. es wird eine Monomermischung mit sich zeitlich ändernder Zusammensetzung zugegeben, wobei bevorzugt die hydrophilen Monomeranteile gemäß der Komponenten A3) und gegebenenfalls A4) gegen Ende des Zulaufs höher sind als zu Beginn.Instead of a multi-stage polymerization process, it is also possible the Process continuously (gradient polymerization), i. a monomer mixture with a time-varying composition is added, wherein preferably the hydrophilic monomer proportions according to the components A3) and optionally A4) are higher towards the end of the feed than at the beginning.
Die Copolymerisate (P) weisen zahlenmittlere Molekulargewichte Mn von 500 bis 30 000 g/mol, bevorzugt 1 000 bis 15 000 g/mol, besonders bevorzugt 1 500 bis 10 000 g/mol auf.The copolymers (P) have number-average molecular weights M n of from 500 to 30,000 g / mol, preferably from 1,000 to 15,000 g / mol, more preferably from 1,500 to 10,000 g / mol.
Vor, während oder nach der Dispergierung der hydroxyfunktionellen Copolymerisate (P) in Wasser werden die vorhandenen Säuregruppen zumindest anteilig durch Zugabe geeigneter Neutralisationsmittel in ihre Salzform überführt. Bevorzugt werden potenziell ionische Gruppen des Copolymerisats (P) vor der Dispergierung neutralisiert. Als Neutralisationsmittel geeignet sind organische Amine oder wasserlösliche anorganische Basen, wie z.B. lösliche Metallhydroxide, -carbonate oder -hydrogencarbonate.In front, while or after the dispersion of the hydroxy-functional copolymers (P) in water, the existing acid groups are at least proportionally converted into its salt form by adding suitable neutralizing agents. Prefers are potentially ionic groups of the copolymer (P) before the Dispersion neutralized. Suitable as neutralizing agent are organic amines or water-soluble inorganic bases, such as. soluble Metal hydroxides, carbonates or bicarbonates.
Beispiele für geeignete Amine sind N-Methylmorpholin, Triethylamin, Ethyldiisopropylamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Dimethylisopropanolamin, N-Methyldiethanolamin, Diethylethanolamin, Triethanolamin, Butanolamin, Morpholin, 2-Aminomethyl-2-methyl-propanol oder Isophorondiamin. In Mischungen kann auch anteilig Ammoniak eingesetzt werden. Bevorzugt sind Triethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin und Ethyldiisopropylamin.Examples of suitable amines are N-methylmorpholine, triethylamine, ethyldiisopropylamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-dimethylisopropanolamine, N-methyldiethanolamine, diethylethanolamine, triethanola min, butanolamine, morpholine, 2-aminomethyl-2-methyl-propanol or isophoronediamine. In mixtures, it is also possible to use ammonia proportionally. Preferred are triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine and ethyldiisopropylamine.
Die Neutralisationsmittel werden in solchen Mengen zugesetzt, dass in Summe ein theoretischer Neutralisationsgrad [der Säuregruppen] von 40 bis 150 %, bevorzugt 60 bis 120 % vorliegt. Der Neutralisationsgrad versteht sich dabei als molares Verhältnis von zugesetzten basischen Gruppen der Neutralisationskomponente zu Säurefunktionen des Copolymerisats (P).The Neutralizing agents are added in amounts such that in Sum of a theoretical degree of neutralization [of the acid groups] from 40 to 150%, preferably 60 to 120%. The degree of neutralization is understood itself as a molar ratio of added basic groups of the neutralization component to acid functions of the copolymer (P).
Der pH-Wert der erfindungsgemäßen Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersion beträgt 6 bis 10, bevorzugt 6,5 bis 9.Of the pH of the polyester-polyacrylate-Pfopfpolymerisat dispersion according to the invention is 6 to 10, preferably 6.5 to 9.
Die erfindungsgemäßen wässrigen, Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen weisen einen Festkörpergehalt von 25 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 35 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt von 40 bis 55 Gew.-% auf.The aqueous, Polyester-polyacrylate-Pfopfpolymerisat dispersions have a Solids content from 25 to 70% by weight, preferably 35 to 60% by weight, more preferably from 40 to 55% by weight.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen können zu wässrigen Beschichtungsmitteln verarbeitet werden. Durch Kombination mit Vernetzern können dabei, je nach Reaktivität oder gegebenenfalls Blockierung der Vernetzer, sowohl Einkomponentenlacke als auch Zweikomponentenlacke hergestellt werden.The Polyester-polyacrylate-Pfopfpolymerisat dispersions of the invention can to aqueous coating agents are processed. By combining with crosslinkers, you can depending on the reactivity or optionally blocking the crosslinkers, both one-component paints as well as two-component paints are produced.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind wässrige Beschichtungsmittel enthaltend die erfindungsgemäßen wässrigen Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen.Also The present invention relates to aqueous coating compositions containing the aqueous according to the invention Polyester-polyacrylate dispersions Pfopfpolymerisat.
Unter Einkomponentenlacken im Sinne der vorliegenden Erfindung sind dabei Überzugsmittel zu verstehen, bei denen Bindemittelkomponente und Vernetzerkomponente zusammen gelagert werden können, ohne dass eine Vernetzungsreaktion in merklichen bzw. für die spätere Applikation schädlichem Ausmaß stattfindet. Die Vernetzungsreaktion findet erst bei Applikation nach einer Aktivierung des Vernetzers statt. Diese Aktivierung kann z.B. durch Temperatursteigerung bewirkt werden.Under One-component paints in the context of the present invention are coating agents to understand where binder component and crosslinker component can be stored together without that a crosslinking reaction in noticeable or for later application malicious Extent takes place. The crosslinking reaction takes place only after application after activation the crosslinker instead. This activation may e.g. by increasing the temperature be effected.
Unter Zweikomponentenlacken im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man Überzugsmittel, bei denen Bindemittelkomponente und Vernetzerkomponente aufgrund ihrer hohen Reaktivität in getrennten Gefäßen gelagert werden müssen. Die beiden Komponenten werden erst kurz vor Applikation gemischt und reagieren dann im Allgemeinen ohne zusätzliche Aktivierung. Zur Beschleunigung der Vernetzungsreaktion können aber auch Katalysatoren eingesetzt oder höhere Temperaturen angewendet werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen in Zweikomponentenlacken ist bevorzugt.Under Two-component paints according to the present invention understands coating agent, in which binder component and crosslinker component due their high reactivity stored in separate containers Need to become. The two components are mixed just before application and then generally respond without additional activation. For acceleration the crosslinking reaction can but also used catalysts or higher temperatures become. The use of the polyester-polyacrylate-Pfopfpolymerisat dispersions of the invention in two-component paints is preferred.
Geeignete OH-gruppenreaktive Vernetzer sind beispielsweise Polyisocyanat-Vernetzer, Amid- und Amin-Formaldehydharze, Phenolharze, Aldehyd- und Ketonharze, wie z.B. Phenol-Formaldehydharze, Resole, Furanharze, Harnstoffharze, Carbamidsäureesterharze, Triazinharze, Melaminharze, Benzoguanaminharze, Cyanamidharze, Anilinharze, wie sie in "Lackkunstharze", H. Wagner, H.F. Sarx, Carl Hanser Verlag München, 1971, beschrieben sind.suitable OH-group-reactive crosslinkers are, for example, polyisocyanate crosslinkers, Amide and amine formaldehyde resins, phenolic resins, aldehyde and ketone resins, such as. Phenol-formaldehyde resins, resols, furan resins, urea resins, Carbamidsäureesterharze, Triazine resins, melamine resins, benzoguanamine resins, cyanamide resins, aniline resins, as described in "Lackkunstharze", H. Wagner, H.F. Sarx, Carl Hanser Verlag Munich, 1971, are described.
Bevorzugt werden als Vernetzer Polyisocyanate, die typischerweise 2 oder mehr NCO-Gruppen pro Molekül aufweisen und beispielsweise auf Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, Bis-(4-iso-cyanatocyclohexan)-methan, 1,3-Diisocyanatobenzol, Triisocyanatononan oder den isomeren 2,4- und 2,6-TDI basieren und die ferner Urethan-, Isocyanurat und/oder Biuretgruppen aufweisen können. Gebenenfalls können die Polyisocyanate auch blockiert sein.Prefers are used as crosslinking agents polyisocyanates, which are typically 2 or more NCO groups per molecule and, for example, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,4-diisocyanatocyclohexane, bis (4-isocyanatocyclohexane) -methane, 1,3-diisocyanatobenzene, triisocyanatononane or the isomeric 2,4- and 2,6-TDI are based and further urethane, isocyanurate and / or Biuret groups may have. If necessary, you can the polyisocyanates also be blocked.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz nidrigviskoser, gegebenenfalls hydrophilierter Polyisocyanate der vorstehend genannten Art auf Basis aliphatischer oder cycloaliphatischer Isocyanate.Especially the use is preferably of low viscosity, optionally hydrophilized Polyisocyanates of the aforementioned type based on aliphatic or cycloaliphatic isocyanates.
Die als Vernetzer eingesetzten Polyisocyanate weisen bei 23°C im Allgemeinen eine Viskosität von 10 bis 5 000 mPas auf und können auch, falls zur Viskositätseinstellung gewünscht in Abmischung mit geringen Mengen an inerten Lösemitteln zum Einsatz gelangen.The polyisocyanates used as crosslinkers generally have at 23 ° C a viscosity from 10 to 5 000 mPas and can also, if viscosity adjustment required used in admixture with small amounts of inert solvents.
Die Copolymerisate (P) sind im Allgemeinen ausreichend hydrophil, so dass auch hydrophobe Vernetzerharze ohne zusätzliche Emulgatoren dispergiert werden können. Eine Verwendung externer Emulgatoren ist dadurch jedoch nicht ausgeschlossen.The Copolymers (P) are generally sufficiently hydrophilic, so that hydrophobic crosslinker resins dispersed without additional emulsifiers can be. However, a use of external emulsifiers is not excluded.
Wasserlösliche oder dispergierbare Polyisocyanate sind z.B. durch Modifikation mit Carboxylat-, Sulfonat- und/oder Polyethylenoxidgruppen und/oder Polyethylenoxid/Polypropylenoxidgruppen erhältlich. Eine Hydrophilierung der Polyisocyanate ist z.B. durch Umsetzung mit unterschüssigen Mengen an einwertigen, hydrophilen Polyetheralkoholen möglich. Die Herstellung derartiger hydrophilierter Polyisocyanate ist beispielsweise in der EP-A 0 540 985 (S. 3, Z 55 bis S. 4 Z. 5) beschrieben.Water soluble or dispersible polyisocyanates are e.g. by modification with carboxylate, Sulfonate and / or polyethylene oxide groups and / or polyethylene oxide / polypropylene oxide groups available. Hydrophilization of the polyisocyanates is e.g. through implementation with deficient ones Amounts of monohydric, hydrophilic polyether alcohols possible. The Preparation of such hydrophilicized polyisocyanates is, for example in EP-A 0 540 985 (page 3, Z 55 to page 4 Z.5) described.
Gut
geeignet sind auch die in der EP-A 959 087 (S. 3 Z. 39 bis 51) beschriebenen
Allophanatgruppen enthaltenden Polyisocyanate, die durch Umsetzung
monomerenarmer Polyisocyanate mit Polyethylenoxidpolyetheralkoholen
unter Allophanatisierungsbedingungen hergestellt werden. Auch die
in der DE-A 100 078 21 (S. 2 Z. 66 bis S. 3 Z. 5) beschriebenen
wasserdispergierbaren Polyisocyanatgemische auf Basis von Triisocyanatononan
sind geeignet, sowie mit ionischen Gruppen (Sulfonat-, Phosphonatgruppen)
hydrophilierte Polyisocyanate, wie sie z.B. in der
Prinzipiell ist natürlich auch der Einsatz von Mischungen verschiedener Vernetzerharze möglich.in principle is natural also the use of mixtures of different crosslinker resins possible.
Vor, während oder nach der Herstellung der erfindungsgemäßen wässrigen, Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersion können die üblichen Hilfs- und Zusatzmittel der Lacktechnologie zugesetzt werden, wie z.B. Entschäumungsmittel, Verdickungsmittel, Pigmente, Dispergierhilfsmittel, Katalysatoren, Hautverhinderungsmittel, Antiabsetzmittel oder Emulgatoren.In front, while or after the preparation of the aqueous, polyester-polyacrylate-Pfopfpolymerisat dispersion according to the invention can the usual Additives and additives are added to the paint technology, such as e.g. defoamers, Thickeners, pigments, dispersants, catalysts, skin preventatives, Anti-settling agents or emulsifiers.
Diese Hilfs- und Zusatzmittel können auch dem Beschichtungsmittel, enthaltend die erfindungsgemäßen wässrigen, hydroxyfunktionellen Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen, zugesetzt werden.These Auxiliaries and additives can also the coating composition comprising the aqueous, hydroxy-functional polyester-polyacrylate graft polymer dispersions, be added.
Die wässrigen Beschichtungsmittel, enthaltend die erfindungsgemäßen wässrigen, hydroxyfunktionellen Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen, eignen sich für alle Einsatzgebiete in denen wässrige Anstrich- und Beschichtungssysteme mit hohen Anforderungen an die Beständigkeit der Filme Verwendung finden, z.B. für die Beschichtung mineralischer Baustoff-Oberflächen, Lackierung und Versiegelung von Holz und Holzwerkstoffen, Beschichtung metallischer Oberflächen (Metallbeschichtung), Beschichtung und Lackierung asphalt- oder bitumenhaltiger Beläge, Lackierung und Versiegelung diverser Kunststoffoberflächen (Kunststoffbeschichtung) sowie Hochglanzlacke.The aqueous Coating composition comprising the aqueous, hydroxy-functional polyester-polyacrylate graft polymer dispersions, are suitable for all applications in which aqueous Painting and coating systems with high demands on the resistance the films are used, e.g. for the coating of mineral Building material surfaces, paint and sealing of wood and wooden materials, coating metallic surfaces (Metal coating), coating and painting asphalt or bituminous coverings, Painting and sealing of various plastic surfaces (plastic coating) as well as high gloss paints.
Die wässrigen Beschichtungsmittel, enthaltend die erfindungsgemäßen wässrigen, Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen, werden zur Herstellung von Grundierungen, Füllern, pigmentierter oder transparenter Decklacke, Klarlacke und Hochglanzlacke sowie Einschichtlacke, die in der Einzel- und Serienapplikation, z.B. im Bereich der Industrielackierung, Automobil-Erst- und -Reparaturlackierung Anwendung finden können, eingesetzt. Bevorzugt ist der Einsatz als Mehrschichtenaufbau, wobei die oberste Schicht eine Deck- oder Klarlack-Schicht ist, die durch Aushärtung der erfindungsgemäßen wässrigen, Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersion hergestellt wird.The aqueous Coating composition comprising the aqueous, Polyester-polyacrylate dispersions Pfopfpolymerisat, are used to make primers, fillers, pigmented or transparent Topcoats, clearcoats and high-gloss lacquers and single-coat lacquers, the in single and serial application, e.g. in the field of industrial painting, Automotive first and Repair varnish application can be used. Prefers is the use as a multilayer construction, with the top layer a topcoat or clearcoat is by curing the aqueous, Polyester-polyacrylate-Pfopfpolymerisat dispersion is produced.
Die Herstellung der Beschichtungen kann nach den unterschiedlichen Spritzverfahren wie beispielsweise Luftdruck-, Airless- oder Elektrostatik-Spritzverfahren unter Verwendung von Ein- oder gegebenenfalls Zweikomponenten-Spritzanlagen erfolgen. Die Lacke und Beschichtungsmittel, enthaltend die erfindungsgemäßen wässrigen, hydroxyfunktionellen Polyester-Polyacrylat-Pfopfpolymerisat-Dispersionen, können jedoch auch nach anderen Methoden, beispielsweise durch Streichen, Rollen oder Rakeln appliziert werden.The Production of the coatings can be done by the different spraying methods such as air pressure, airless or electrostatic spray using on or off optionally carried out two-component spray systems. The paints and coating compositions containing the aqueous, However, hydroxy-functional polyester-polyacrylate grafted polymer dispersions may also be used after other methods, for example by swiping, rolling or Doctor blades are applied.
Soweit nicht abweichend angegeben, beziehen sich alle Prozentangaben auf Gewichtsprozent.So far not indicated otherwise, all percentages are based on Weight.
Viskositätsmessungen wurden mit einem Kegel-Platte-Viskosimeter Pysica Viscolab® LC3 ISO der Firma Physica, Stuttgart, Deutschland nach DIN 53019 bei einem Schergefälle von 40 s–1 durchgeführt.-Plate viscometer cone Pysica Viscolab ® LC3 ISO from Physica, Stuttgart, Germany in accordance with DIN Viscosity measurements were made with a carried out at a shear rate of 40 s -1 53,019th
Die Bestimmung der mittleren Teilchengröße erfolgte mittels Laser-Korrelations-Spektroskopie (HPPS, Malvern Instruments, Herrenberg, DE).The Determination of the average particle size was carried out by means of laser correlation spectroscopy (HPPS, Malvern Instruments, Herrenberg, DE).
Die Messung des Glanz der Lackfilme erfolgt nach DIN 67530The Measurement of the gloss of the paint films is carried out according to DIN 67530
Die
angegebenen OH-Zahlen wurden ausgehend von den eingesetzten, OH
tragenden Komponenten berechnet.
Säurezahlen: Bestimmungsmethode,
DIN ISO 3682
Cardura® E10P: Glycidylester der
Versaticsäure,
Resolution BV., NL
Peroxan® DB:
Di-tert.-butylperoxid, Pergan GmbH, Bocholt, Deutschland.
Bayhydur® VP
LS 2319: Hydrophiliertes Polyisocyanat der Fa. Bayer MaterialScience
AG Leverkusen, Deutschland.
Proglyde® DMM:
Dipropylenglykoldimethylether, Lösungsmittel
der Dow Chemical, Ahlen, Deutschland.
Baysilone® VP
AI 3466: Verlaufshilfsmittel, Borchers GmbH, Langenfeld, Deutschland.
Baysilone® VP
AI 3468: Verlaufshilfsmittel, Borchers GmbH, Langenfeld, Deutschland.
Borchigel® PW
25: Verdicker, Borchers GmbH, Langenfeld, Deutschland.The indicated OH numbers were calculated from the OH-bearing components used.
Acid numbers: Determination method, DIN ISO 3682
Cardura ® E10P: glycidyl ester of versatic Resolution BV, NL.
Peroxan ® DB: Di-tert-butyl peroxide, Pergan GmbH, Bocholt, Germany.
Bayhydur® ® VP LS 2319: Hydrophilized polyisocyanate from Bayer MaterialScience AG Leverkusen, Germany..
Proglyde ® DMM: dipropylene, solvents Dow Chemical, Ahlen, Germany.
Baysilone® ® VP AI 3466: leveling agents, Borchers GmbH, Langenfeld, Germany.
Baysilone® ® VP AI 3468: leveling agents, Borchers GmbH, Langenfeld, Germany.
Borchigel ® PW 25: thickeners, Borchers GmbH, Langenfeld, Germany.
Beispiel 1: ReaktivverdünnerExample 1: Reactive Diluent
In einem 5 l-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl- und Heizvorrichtung werden bei 20°C 3172 g Cardura® E10P und 927 g Adipinsäure eingewogen. Unter Rühren wird auf 140°C aufgeheizt. Ab ca. 140°C läuft eine exotherme Reaktion ab. Es wird für weitere 4 Stunden bei 140°C nachgerührt. Es wird ein hell gelbes Harz mit einer Viskosität von 2 900 mPas bei 23°C erhalten.In a 5 l reaction vessel with stirrer, cooling and heating device are weighed at 20 ° C 3172 g of Cardura ® E10P and 927 g of adipic acid. While stirring, it is heated to 140.degree. From about 140 ° C, an exothermic reaction takes place. It is stirred for a further 4 hours at 140 ° C. A bright yellow resin having a viscosity of 2,900 mPas at 23 ° C. is obtained.
Beispiel 2: PolyestervorstufeExample 2: polyester precursor
In
einem 20 l-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl- und
Heizvorrichtung und Wasserabscheider werden bei 20°C 1659 g
Trimethylolpropan, 5146 g Neopentylglykol eingewogen und bei 100°C aufgeschmolzen.
Dann wird unter Rühren
122 g Maleinsäureanhydrid,
2059 g Isophthalsäure
und 5666 g Phtalsäureanhydrid
zugesetzt und die Mischung innerhalb von einer Stunde unter Durchleiten
eines Stickstoffstroms auf 150°C
aufgeheizt. Im Anschluss wird die Temperatur innerhalb von 6 h auf
200°C gestellt
und so lange im Stickstoffstrom kondensiert, bis die Säurezahl
unter 8 mg KOH/g Substanz sinkt.
Säurezahl: 5,9 mgKOH/g
OH-Zahl:
122 mgKOH/g1659 g of trimethylolpropane, 5146 g of neopentyl glycol are weighed into a 20 l reaction vessel with stirrer, cooling and heating apparatus and water separator at 20 ° C. and melted at 100 ° C. 122 g of maleic anhydride, 2059 g of isophthalic acid and 5666 g of phthalic anhydride are then added, with stirring, and the mixture is heated to 150 ° C. within one hour while passing a stream of nitrogen through it. Afterwards, the temperature is set to 200 ° C. within 6 h and condensed in the nitrogen stream until the acid number drops below 8 mg KOH / g substance.
Acid number: 5.9 mgKOH / g
OH number: 122 mgKOH / g
Beispiel 3:Example 3:
In
einem 4 l-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl- und
Heizvorrichtung werden 750 g Polyestervorstufe gemäß Beispiel
2 und 123,4 g Reaktivverdünner
gemäß Beispiel
1 und 48,7 g Butyldiglykol vorgelegt und auf 140°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur
wird eine Lösung
aus 11,3 g Peroxan® DB in 22,5 g Butyldiglykol
innerhalb von 125 Minuten zugetropft. Fünf Minuten nachdem mit der
Dosierung der Initiatorlösung
begonnen wurde, wird innerhalb von 2h eine Monomermischung aus 185
g Methylmethacrylat, 150 g Hydroxyethylmethacrylat, 50 g Butylacrylat,
50 g Isobutylmethacrylat und 35 g Styrol zudosiert. Direkt im Anschluss
wird innerhalb von 60 Min. eine Mischung aus 92,5 g Methylmethacrylat,
75 g Hydroxyethylmethacrylat, 25 g Butylacrylat, 25 g Isobutylmethacrylat
17,5 g Styrol und 45 g Acrylsäure
zudosiert; parallel dazu wird eine Lösung von 11,3 g Di-tert.-butylperoxid
in 23,5 g Butyldiglykol während
2 h gleichmäßig zudosiert.
Anschließend
wird 1 h bei 140°C
nachgerührt,
auf 100°C
abgekühlt
und 47 g Dimethylethanolamin zugegeben. Nach 20 Minuten des Homogenisierens
wird innerhalb von 10 Minuten bei 90°C mit 1650 g Wasser dispergiert.
Bei der erreichten Mischtemperatur von 78°C wird weiter 1,5 h homogenisiert,
bevor die Dispersion dann filtriert und auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Beispiel 4:Example 4:
In
einem 4 l-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl- und
Heizvorrichtung werden 750 g Polyestervorstufe gemäß Beispiel
2 und 210,2 g Reaktivverdünner
gemäß Beispiel
1 vorgelegt und auf 140°C
aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wird eine Lösung aus 11,3 g Peroxan® DB
in 22,5 g Butyldiglykol innerhalb von 125 Minuten zugetropft. Fünf Minuten
nachdem mit der Dosierung der Initiatorlösung begonnen wurde, wird innerhalb
von 2 h eine Monomermischung aus 185 g Methylmethacrylat, 150 g
Hydroxyethylmethacrylat, 50 g Butylacrylat, 50 g Isobutylmethacrylat
und 35 g Styrol zudosiert. Direkt im Anschluss wird innerhalb von
60 Minuten eine Mischung aus 92,5 g Methylmethacrylat, 75 g Hydroxyethylmethacrylat,
25 g Butylacrylat, 25 g Isobutylmethacrylat 17,5 g Styrol und 45
g Acrylsäure
zudosiert; parallel dazu wird eine Lösung von 11,3 g Di-tert.-butylperoxid
in 23,5 g Butyldiglykol während
2 h gleichmäßig zudosiert.
Anschließend
wird 1 Stunde bei 140°C nachgerührt, auf
100°C abgekühlt und
45 g Dimethylethanolamin zugegeben. Nach 20 Minuten des Homogenisieren
wird innerhalb von 10 Minuten bei 90°C mit 1725 g Wasser dispergiert.
Bei der erreichten Mischtemperatur von 78°C wird weiter 1,5 h homogenisiert,
bevor die Dispersion dann filtriert und auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Beispiel 5Example 5
In
einem 4 l-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl- und
Heizvorrichtung werden 750 g Polyestervorstufe gemäß Beispiel
2 und 314,7 g Reaktivverdünner
gemäß Beispiel
1 vorgelegt und auf 140°C
aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wird eine Lösung aus 11,3 g Peroxan® DB
in 22,5 g Butyl-diglykol
innerhalb von 125 Min. zugetropft. Fünf Minuten nachdem mit der
Dosierung der Initiatorlösung
begonnen wurde, wird innerhalb von 2 h eine Monomermischung aus
185 g Methylmethacrylat, 150 g Hydroxyethylmethacrylat, 50 g Butylacrylat,
50 g Isobutylmethacrylat und 35 g Styrol zudosiert. Direkt im Anschluss
wird innerhalb von 60 Minuten eine Mischung aus 92,5 g Methylmethacrylat,
75 g Hydroxyethylmethacrylat, 25 g Butylacrylat, 25 g Isobutylmethacrylat
17,5 g Styrol und 45 g Acrylsäure
zudosiert; parallel dazu wird eine Lösung von 11,3 g Di-tert.-butylperoxid
in 23,5 g Butyldiglykol während
2 h gleichmäßig zudosiert.
Anschließend
wird 1 Stunde bei 140°C nachgerührt, auf
100°C abgekühlt und
45 g Dimethylethanolamin zugegeben. Nach 20 Minuten des Homogenisierens
wird innerhalb von 10 Minuten bei 90°C mit 1725 g Wasser dispergiert.
Bei der erreichten Mischtemperatur von 78°C wird weiter 1,5 h homogenisiert,
bevor die Dispersion dann filtriert und auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Vergleichsbeispiel 6Comparative Example 6
In
einem 4 l-Reaktionsgefäß mit Rühr-, Kühl- und
Heizvorrichtung werden 750 g Polyestervorstufe gemäß Beispiel
2 und 223,7 g Butyldiglykol vorgelegt und auf 140°C aufgeheizt.
Bei dieser Temperatur wird eine Lösung aus 11,3 g Peroxan® DB
in 22,5 g Butyldiglykol innerhalb von 125 Min. zugetropft. Fünf Minuten
nachdem mit der Dosierung der Initiatorlösung begonnen wurde, wird innerhalb
von 2 h eine Monomermischung aus 185 g Methylmethacrylat, 150 g
Hydroxyethylmethacrylat, 50 g Butylacrylat, 50 g Isobutylmethacrylat
und 35 g Styrol zudosiert. Direkt im Anschluss wird innerhalb von
60 Minuten eine Mischung aus 92,5 g Methylmethacrylat, 75 g Hydroxyethylmethacrylat,
25 g Butylacrylat, 25 g Isobutylmethacrylat 17,5 g Styrol und 45
g Acrylsäure
zudosiert; parallel dazu wird eine Lösung von 11,3 g Di-tert.-butylperoxid
in 23,5 g Butyldiglykol während
2 h gleichmäßig zudosiert.
Anschließend
wird 1 Stunde bei 140°C
nachgerührt,
auf 100°C
abgekühlt und
45 g Dimethylethanolamin zugegeben. Nach 20 Minuten des Homogenisierens
wird innerhalb von 10 Minuten bei 90°C mit 1725 g Wasser dispergiert.
Bei der erreichten Mischtemperatur von 78°C wird weiter 1,5 h homogenisiert,
bevor die Dispersion dann filtriert und auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Anwendungstechnische Datenapplication Technology dates
Die in den Beispielen erwähnten Bindemittel werden mit Additiven formuliert, anschließend mit einer 75%-igen Lösung des Polyisocyants Bayhydur® LS 2319 in Proglyde® DMM der Fa. Dow Chemicals vermischt, der Klarlack appliziert und 30 Minuten bei 60°C getempert. Nach Lagerung der Lackfilme für 2 Tage bei Raumtemperatur wurden die Lackfilme beurteilt.
- 0 = Keine Veränderung des Lackfilms, 5 = Lackfilm völlig zerstört
- *Härterlösung: 75 Gew.-Tl. Bayhydur® VP LS 2319 gelöst in 25 Gew.-Tl. Proglyde® DMM)
- ** 2-Methoxypropylacetat
- 0 = no change in the paint film, 5 = paint film completely destroyed
- * Hardener solution: 75 parts by weight Bayhydur® ® VP LS 2319 dissolved in 25 parts by weight Proglyde ® DMM)
- ** 2-methoxypropyl acetate
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410054447 DE102004054447A1 (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Preparation of polyester polyacrylate-graft polymer dispersion with co-solvent, useful to prepare e.g. clear lacquers, comprises preparing a copolymer of vinyl monomers by radical polymerization and dispersing the copolymer in water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410054447 DE102004054447A1 (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Preparation of polyester polyacrylate-graft polymer dispersion with co-solvent, useful to prepare e.g. clear lacquers, comprises preparing a copolymer of vinyl monomers by radical polymerization and dispersing the copolymer in water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004054447A1 true DE102004054447A1 (en) | 2006-05-18 |
Family
ID=36273774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410054447 Withdrawn DE102004054447A1 (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Preparation of polyester polyacrylate-graft polymer dispersion with co-solvent, useful to prepare e.g. clear lacquers, comprises preparing a copolymer of vinyl monomers by radical polymerization and dispersing the copolymer in water |
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---|---|
DE (1) | DE102004054447A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013037770A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Method for the continuous production of water-dispersible vinyl polymers |
WO2013037863A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Method for the continuous production of an aqueous poly(meth)acrylate resin dispersion |
CN107814945A (en) * | 2017-10-30 | 2018-03-20 | 广州擎天材料科技有限公司 | A kind of saturated polyester acrylic resin graft copolymer containing carboxyl functional group and its preparation method and application |
-
2004
- 2004-11-11 DE DE200410054447 patent/DE102004054447A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013037770A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Method for the continuous production of water-dispersible vinyl polymers |
WO2013037863A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Method for the continuous production of an aqueous poly(meth)acrylate resin dispersion |
CN107814945A (en) * | 2017-10-30 | 2018-03-20 | 广州擎天材料科技有限公司 | A kind of saturated polyester acrylic resin graft copolymer containing carboxyl functional group and its preparation method and application |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20111112 |