DE102012005003A1

DE102012005003A1 - Wässrige Dispersionsfarben enthaltend Fettalkoholalkoxylate als Filmbildehilfsmittel

Info

Publication number: DE102012005003A1
Application number: DE102012005003A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Ahrens; Oliver Mogck
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Gegenstand der Erfindung sind Dispersionsfarben, enthaltend Wasser und (A) mindestens eine Polymerdispersion, welche Homo- oder Copolymere von olefinisch ungesättigten Monomeren umfasst, (B) mindestens ein anorganisches Pigment, (C) mindestens ein Alkoxylat der Formel (I)worin R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist, wobei das Gewichtsverhältnis der Verbindung der Formel (I) zum Feststoffgehalt der Polymerdispersion der Komponente (A) 1:50 bis 1:5 beträgt.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind wässrige Dispersionsfarben, die Fettalkoholalkoxylate als Filmbildehilfsmittel enthalten, sowie die Verwendung der Fettalkoholalkoxylate als Filmbildehilfsmittel für Dispersionsfarben.
Filmbildehilfsmittel werden wässrigen Dispersionsfarben zugesetzt, um die Mindestfilmbildetemperatur zu senken, welche es ermöglichen, Dispersionsfarben auch bei Temperaturen unterhalb von 20°C, zum Beispiel bei 5°C auf Oberflächen aufzubringen. Filmbildehilfsmittel finden daher Verwendung in Außenanstrichstoffen für mineralische Oberflächen, Holz und Metalle.
WO-0056823 A1 beschreibt die Verwendung von Fettsäureestern von Mono- und Diethylenglykol sowie Mono- und Dipropylenglykol als Filmbildehilfsmittel für Dispersionsfarben.
US-8106239 beschreibt die Verwendung von Diestern der Glutarsäure, Adipinsäure und Bernsteinsäure von C₄-C₈-Alkoholen als Filmbildehilfsmittel für Dispersionsfarben.
DE-10 2010 005 973 A1 beschreibt Milchsäureester von Fettalkoholen als Filmbildehilfsmittel für Polymerdispersionen und Dispersionsfarben.
Als Filmbildehilfsmittel werden weiterhin verschiedene Ester, Ersteralkohole und niedermolekulare Glykolether beschrieben. Insbesondere Ethylenglykolether und Propylenglykolether von niedermolekularen Alkonolen wie Methyldipropylenglykol, Diethylenglykolmonobutylether und Diethylenglykolmonoethylether, Butylglykol, Butyldiglykol, Butyldipropylenglykol und Butyltripropylenglykol enthalten können werden als Filmbildehilfsmittel beschreiben.
Nachteil dieser Verbindungen ist ihr niedriger Siedepunkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, als Filmbildehilfsmittel wirksame Verbindungen zu finden, die einen Siedepunkt von möglichst > 250°C aufweisen und die vorzugsweise wenige Verunreinigungen mit einem Siedepunkt von < 250°C enthalten. Weitere Aufgabe war es, ein Filmbildehilfsmittel zu finden, das bei möglichst niedriger Temperatur Filme bildet.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass Alkoxylate von langkettigen Fettalkoholen diese Aufgabe erfüllen.
Gegenstand der Erfindung sind daher Dispersionsfarben, enthaltend Wasser und

(A) mindestens eine Polymerdispersion, welche Homo- oder Copolymere von olefinisch ungesättigten Monomeren umfasst, und
(B) mindestens ein anorganisches Pigment, und
(C) mindestens eine Verbindung der Formel (I)

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Verbindung der Formel (I)
worin
R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und
n eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist,
als Filmbildehilfsmittel für wässrige Dispersionsfarben, welche

(A) mindestens eine Polymerdispersion, welche Homo- oder Copolymere von olefinisch ungesättigten Monomeren umfasst, und
(B) mindestens ein anorganisches Pigment,

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Films auf einer Oberfläche, indem man auf die Oberfläche eine Zusammensetzung aufträgt, die Wasser und

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben als Bestandteil (D) weitere übliche, für Dispersionsfarben verwendete Hilfsstoffe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Netzmitteln, Dispergiermitteln, Entschäumern, Rheologieadditiven, Bioziden, Fungiziden, Algiziden, Puffersubstanzen wie Natronlauge, Ammoniaklösung, Aminen wie 2-Amino-2-methyl-1-propanol, Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure und Essigsäure.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben als Bestandteil (E) weitere Zusatzstoffe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anorganischen und organischen Buntpigmenten, Rußpigmenten, Füllstoffen, Silikonharzen, Kaliwasserglas oder Alkydharzdispersionen.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben enthalten
vorzugsweise 1 bis 75 Gew.-% (A), insbesondere 5 bis 50 Gew.-% (A),
vorzugsweise 1 bis 70 Gew.-% (B), insbesondere 2 bis 50 Gew.-% (B),
vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-% (C), insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-% (C),
vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-% (D), insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-% (0) und
vorzugsweise 1 bis 70 Gew.-% (E), insbesondere 2 bis 50 Gew.-% (E).
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben 20 bis 80 Gew.-% Wasser, insbesondere ad 100 Gew.-% Wasser.
Der angegebene Gewichtsbereich für den Bestandteil (A) bezieht sich auf die Polymerdispersion, nicht auf deren Feststoffgehalt. Im Allgemeinen weisen Polymerdispersionen Feststoffgehalte zwischen 20 und 65 Gew.-%, insbesondere 40 bis 60 Gew.-% auf.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Verbindungen der Formel (I) die Filmbildetemperatur von Polymerdispersionen (A) senken.
Als Komponente (A) eignen sich Polymerdispersionen auf Basis ungesättigter Monomere. Bevorzugte olefinisch ungesättigte Monomere sind beispielsweise

– Vinylmonomere, wie Carbonsäureester des Vinylalkohols, beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylether der Isononansäure oder der Isodecansäure,
– Arylsubstituierte Olefine, wie Styrol und Stilben
– olefinisch ungesättigte Carbonsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Hydroxyethylacrylat sowie die entsprechenden Methacrylsäureester,
– olefinisch ungesättigte Dicarbonsäureester, wie Dimethylmaleinat, Diethylmaleinat, Dipropylmaleinat, Dibutylmaleinat, Dipentylmaleinat, Dihexylmaleinat und Di-2-ethylhexylmaleinat,
– olefinisch ungesättigte Carbonsäuren und Dicarbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und Fumarsäure und ihre Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze,
– olefinisch ungesättigte Sulfonsäuren und Phosphonsäuren und ihre Alkali- und Ammoniumsalze, wie Acrylamidomethylpropansulfonsäure und ihre Alkali- und Ammonium-, Alkylammonium und Hydroxyalkylammoniumsalze, Allylsulfonsäure und ihre Alkali- und Ammoniumsalze, Acryloyloxethylphosphonsäure und ihre Ammonium- und Alkalisalze sowie die entsprechenden Methacrylsäurederivate,
– olefinisch ungesättigte Amine, Ammoniumsalze, Nitrile und Amide, wie Dimethylaminoethylacrylat, Acryloyloxethyltrimethylammoniumhalide, Acrylnitril, N-Methylacrylamid, N-Ethylacrylamid, N-Propylacrylamid, N-Methylolacrylamid sowie die entsprechenden Methacrylsäurederivate und Vinylmethylacetamid.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die oben genannten Monomere zur Herstellung der Polymerdispersion mit weiteren Comonomeren, vorzugsweise Olefinen oder halogenierten Olefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen wie z. B. Ethylen, Propen, Buten, Penten, 1,3-Butadien, Chloropren, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid und Tetrafluorethylen polymerisiert.
Als Komponente (B) eignen sich anorganische Pigmente wie anorganische Weißpigmente, anorganische Buntpigmente, Effektpigmente und Füllstoffe.
Anorganische Weißpigmente umfassen beispielsweise Titandioxide, Bariumsulfate, Zinksulfide, Zinkoxide und Lithopone.
Anorganische Buntpigmente umfassen beispielsweise Eisenoxidrot (PR101), Eisenoxidgelb (PY 42); Eisenoxidschwarz (PBk 11), Eisenoxidbraun (PBr 6 und 7), Chromoxid Grün (PG 17) und Chromhydrat Grün (PG 48), Mischoxidpigmente wie Cobalt Grün (PG 26, PG 50), Cobalt Blau (PB 28, PB 36 und PB 72), Ultramarin Grün, Ultramarinblau (PB 29), Ultramarin Rot (PR 259), Ultramarin Violett (PV 15), Vanadat-, Molybdat-, Chromat- und Titanatpigmente wie Bismuthvanadatgelb (PY 184), Molybdanrot (PR 104), Chromtitanatgelb (PBr 24), Bleichromatgelb (PY 34), Bleichromatorange (PO 21), Chromgrün (PG 15, PG 48), Nicketitanatgelb (PY 53), sowie weitere Mischoxidpigmente wie PY 119, PY 157, PY 158, PY 159, PY 160, PY 161, PY 162, PY 163, PY 164 and PY 189, PBr 17, PBr 29, Br 35, PBk 22, PBk 26, PBk 27, PBk 28, PBr 29 und PBk 30, Sulfidpigmente wie Cersulfide (PY 4, PO 75, PR 265), Cadmiumsulfide (PY 35, PY 37, PO 20, PR 108) und Cadmium Sulfoselenid (PR 108).
Effektpigmente umfassen Metallpigment wie Aluminium und Bronzepigmente, Interferrenzpigmente wie titandioxidbeschichteter Glimmer, Korrosionsschutzpigmente, Bleimennige, Zinkchromat, Zinkphosphat, Chromphosphat, Aluminiumtriphosphat, Calcium-Magnesium-Phosphat, Bariumphosphat, Aluminium-Zink-Phosphat, Zink und Blei, Molybdate, Wolframate, Zirkonate, Vanadate und Eisenoxidglimmer als Barrierepigment.
Füllstoffe umfassen Calciumcarbonate wie natürlich vorkommende Kreide und gefälltes Calciumcarbonat, Dolomit, natürliches Siliciumdioxid (Quarzmehl), pyrrogene und gefällte Kieselsäuren, Kieselgur, Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide, Talkum, Kaolin, Glimmer (Kalium-Aluminium-Silikat-Hydrat), Bariumsulfate wie natürlich vorkommendes Schwerspate und gefälltes Blanc Fix, das sowohl als Füllstoff als auch als Weißpigment Verwendung findet.
Bevorzugt werden auch Mischungen der genannten anorganischen Pigmente verwendet. Eine besonders bevorzugte Mischung anorganischer Pigmente enthält Titandioxid, Calciumcarbonat, Talkum und Kaolin.
Bei Komponente (C) handelt es sich um Alkoxylate von Alkoholen, die durch Umsetzten von aliphatischen oder alizyklischen, linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkoholen mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen mit Propylenoxid hergestellt werden. R der Formel (I) ist somit ein aliphatischer oder alizyklischer, linearer oder verzweigter, gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen. R steht vorzugsweise für einen aliphatischen Rest. Insbesondere steht R für einen Alkyl- oder Alkenylrest, der geradkettig oder verzweigt sein kann. In bevorzugter Ausführungsform hat R 10 bis 16 Kohlenstoffatome, insbesondere 12 bis 14 Kohlenstoffatome.
Bei der anionischen, sauer oder alkalisch katalysierten Propoxylierung werden 1 bis 8 Mol Propylenoxid pro Mol Fettalkohol angelagert. Der mittlere Propoxylierungsgrad der Komponente (C) beträgt damit 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 7, insbesondere 3 bis 6, speziell 3 oder 4.
Es wurde gefunden, dass Alkoxylate von Alkoholen mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen die Mindestfilmbildetemperatur von Polymerdispersionen ausreichend senken, um Dispersionsfarben, welche Polymerdispersionen enthalten, bei Temperaturen unterhalb von 20°C, vorzugsweise bei Temperaturen bis zu 5°C aufbringen zu können. Die als Filmbildehilfsmittel wirksamen Verbindungen haben keinen unangenehmen Geruch, verschlechtern nicht das Deckvermögen der Dispersionsfarben und senken nicht die Viskosität der Dispersionsfarben. Weiterhin wird die Nassabriebfestigkeit der Dispersionsaußenfarben nicht verschlechtert. Gleichzeitig haben die Filmbildehilfsmittel Komponente (C) einen Siedepunkt von > 250°C. Nach der Richtlinie 2004/42/EG des Europäischen Parlamentes über die Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen wird die Verwendung von Substanzen mit einem Siedepunkt von < 250°C eingeschränkt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verwendet Alkoxylate mit einem Siedepunkt von > 250°C, die keine zu leichtflüchtigen organischen Verbindungen zählende Komponenten (volatile organic component, VOC) enthalten. Der VOC-Gehalt von Dispersionsfarben wird nach der Prüfmethode ISO 11890-2 gemessen, wobei die Probe in einem Gaschromatographen verdampft wird und die flüchtigen Anteile gegen Tetradekan oder Diethyladipat als Markersubstanz erfasst werden. Die für diese besondere Ausführungsform geeigneten Alkoxylate haben daher einen Siedepunkt von > 250°C und enthalten Alkylreste mit linearen oder verzweigten Kohlenstoffketten von 12 bis 18 C-Atomen.
Die für diese besondere Ausführungsform geeigneten Alkoxylate der Formel (I) haben daher vorzugsweise einen Siedepunkt von > 250°C und enthalten Alkylreste mit linearen oder verzweigten Kohlenstoffketten von 12 bis 18 C-Atomen.
Da auch freie und nicht umgesetzte Alkohole den VOC-Gehalt erhöhen können, werden für die Herstellung der Alkoxylate in einer besonders bevorzugten Ausführungsform Alkohole R-OH verwendet, die einen Siedepunkt von > 250°C aufweisen. Geeignete Alkohole sind Fettalkohole mit einer Kohlenstoffkette von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, beispielsweise

Alkanol Siedepunkt [°C]

Laurylalkohol 261

Isotridecanol 254–264

Myristylalkohol 289–291

Cetylalkohol 344

Stearylalkohol 336
Die Komponenten (D) sind übliche für Dispersionenfarben verwendete Hilfsstoffe wie Netzmittel, Dispergiermittel, Entschäumer, Rheologieadditive, Biozide, Fungizide, Algizide, Puffersubstanzen wie Natronlauge, Ammoniaklösung, Amine wie 2-Amino-2-methyl-1-propanol, Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure und Essigsäure.
Als Netz- und Dispergiermittel eignen sich nichtionische Tenside aus der Klasse der Alkylpolyethylenglykolether, Fettsäureethoxylate, Alkylpolyglykoside, Sorbitanesterethoxylate, Alkindiolethoxylate, Ethylenoxid und Propylenoxid-Blockcopolymere und Additionsprodukte von Ethylenoxid und Propylenoxid an Alkohole, Methyl-, Butyl- und Benzyl-endgruppenverschlossene Alkoholethoxylate und Alkylphenolethoxylayte.
Weiterhin werden beispielsweise Netz- und Dispergiermittel aus der Klasse der anionischen Tenside aus der Gruppe der Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze von Fettsäuren, Natriumalkylbenzolsulfonate, Natriumalkylsulfonate, Natriumolefinsulfonate, Natriumpolynaphthalinsulfonate, Natriumdialkyldiphenyletherdisulfonate, Natrium-, Kalium- und Ammoniumalkylsulfate, Natrium-, Kalium- und Ammoniumalkylpolyethylenglykolethersulfate, Natrium-, Kalium- und Ammoniumalkylphenolpolyethylenglykolethersulfate, Natrium-, Kalium- und Ammoniummono- und dialkylsulfosuccinate und Monoalkylpolyoxethylsulfosuccinate, sowie Alkylpolyethylenglykoletherphosphorsäuremono-, di- und triester und deren Mischungen und Alkylphenolpolyethylenglykoletherphosphorsäuremono-, di- und triester und deren Mischungen, sowie deren Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze verwendet.
Als Dispergiermittel für anorganische Pigmente werden Homo- und Copolymere der Acrylsäure, Methacylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Acryl- und Methacrylsäureester und deren Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze verwendet.
Als Entschäumer eignen sich Mineralölentschäumer, Siliconentschäumer oder Entschäumer auf Basis von Polyalkylenglykolethern. Entschäumende Komponenten der genannten Entschäumerklassen sind hydrophobe Feststoffteilchen wie hydrophobmodifizierte Silica, Fettsäuresalze zwei- und dreiwertiger Kationen wie Aluminiumstearat und Calciumstearat, Amidwachse wie Ethylenbisstearylamid und Siliconharze.
Übliche Rheologieadditive sind Bentonite, Silica, Celluloseether, hydrophobmodifizerte Urethane und alkalilösliche Acrylatverdicker.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben enthalten üblicherweise Konservierungsmittel, um den Befall mit Mikroorganismen zu verhindern. Übliche Konservierungsstoffe sind Formaldehyd und Formaldehyd-abspaltende Verbindungen wie Dihydroxy-2,5-dioxahexan, Chlormethylisothiazolinon, Benzylisothiazolinon, Benzimidazolinon und Bronopol. Zur Verhinderung des Befalls mit Pilzen und Algen, insbesondere nach dem Aufbringen der Dispersionsfarben auf Außenwände, Fassaden, Dachsteine und Metall- und Kunststoffteile wie Regenrinnen im Außenbereich, können den Dispersionsfarben Filmkonservierungsmittel zugesetzt werden. Beispielsweise eignen sich Diuron, Carbendazim, Octylisothiazolinon, Dichloroctylisothiazolinon, Zinkpyrithion, Terbutryn und Irgarol als Filmkonservierungsmittel.
Als Puffersubstanzen werden für die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben Säuren und Alkalien wie Natronlauge, Ammoniaklösung, Amine wie 2-Amino-2-methyl-1-propanol, Triethanolamin, Dimethylaminoethanol und Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure, Essigsäure und Ameisensäure verwendet.
Der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe können gegebenenfalls weitere Komponenten (E) zugesetzt werden. Dispersionsfarben werden vorzugsweise mit organischen Buntpigmenten versetzt, um einen gewünschten Farbton einzustellen.
Als organische Buntpigmente kommen Monoazo-, Disazo-, verlackte Azo-, β-Naphthol-, Naphthol AS-, Benzimidazolon-, Disazokondensations-, Azo-Metallkomplex-Pigmente und polycyclische Pigmente wie z. B. Phthalocyanin-, Chinacridon-, Perylen-, Perinon-, Thioindigo-, Anthanthron-, Anthrachinon-, Flavanthron-, Indanthron-, Isoviolanthron-, Pyranthron-, Dioxazin-, Chinophthalon-, Isoindolinon-, Isoindolin- und Diketopyrrolopyrrol-Pigmente oder Ruße in Betracht.
Als beispielhafte Auswahl besonders bevorzugter organischer Pigmente sind dabei Rußpigmente, wie z. B. Gas- oder Furnaceruße; Monoazo- und Disazopigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 16, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 81, Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 87, Pigment Yellow 97, Pigment Yellow 111, Pigment Yellow 126, Pigment Yellow 127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 174, Pigment Yellow 176, Pigment Yellow 191, Pigment Yellow 213, Pigment Yellow 214, Pigment Yellow 219, Pigment Red 38, Pigment Red 144, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red 262, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274, Pigment Orange 13, Pigment Orange 34 oder Pigment Brown 41; β-Naphthol- und Naphthol AS-Pigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 2, Pigment Red 3, Pigment Red 4, Pigment Red 5, Pigment Red 9, Pigment Red 12, Pigment Red 14, Pigment Red 53:1, Pigment Red 112, Pigment Red 146, Pigment Red 147, Pigment Red 170, Pigment Red 184, Pigment Red 187, Pigment Red 188, Pigment Red 210, Pigment Red 247, Pigment Red 253, Pigment Red 256, Pigment Orange 5, Pigment Orange 38 oder Pigment Brown 1; verlackte Azo- und Metallkomplexpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 48:2, Pigment Red 48:3, Pigment Red 48:4, Pigment Red 57:1, Pigment Red 257, Pigment Orange 68 oder Pigment Orange 70; Benzimidazolinpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 154, Pigment Yellow 175, Pigment Yellow 180, Pigment Yellow 181, Pigment Yellow 194, Pigment Red 175, Pigment Red 176, Pigment Red 185, Pigment Red 208, Pigment Violet 32, Pigment Orange 36, Pigment Orange 62, Pigment Orange 72 oder Pigment Brown 25; Isoindolinon- und Isoindolinpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 139 oder Pigment Yellow 173; Phthalocyaninpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Blue 15, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 15:6, Pigment Blue 16, Pigment Green 7 oder Pigment Green 36; Anthanthron-, Anthrachinon-, Chinacridon-, Dioxazin-, Indanthron-, Perylen-, Perinon- und Thioindigopigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 196, Pigment Red 122, Pigment Red 149, Pigment Red 168, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 181, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Red 263, Pigment Blue 60, Pigment Violet 19, Pigment Violet 23 oder Pigment Orange 43; Triarylcarboniumpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 169, Pigment Blue 56 oder Pigment Blue 61; Diketopyrrolopyrrolpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 254, Pigment Red 255, Pigment Red 264, Pigment Red 270, Pigment Red 272, Pigment Orange 71, Pigment Orange 73, Pigment Orange 81 zu nennen.
Mischungen von organischen mit anorganischen Pigmenten werden ebenfalls häufig verwendet.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben können darüber hinaus weitere filmbildende Komponenten enthalten, wie Silikonharze, Kaliwasserglas oder Alkydharzdispersionen.
In den folgenden Beispielen sind alle Prozentangaben Gewichtsprozente bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, sofern im Einzelfall nicht anders angegeben.
Beispiele
VOC-Gehalt von Filmbildehilfsmittel
Die erfindungsgemäßen Filmbildehilfsmittel wurden gegen übliche Filmbildehilfsmittel ausgeprüft, wie sie nach dem Stand der Technik verwendet werden.

Entscheidend für den VOC-Gehalt eines Anstrichstoffes ist der Siedepunkt der Einzelkomponenten, der einen Wert von 250°C nicht unterschreiten soll. Zur Bestimmung des Gehaltes an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC-Gehalt) gemäß ISO 11890-2 (Richtlinie 2004/42/EC) werden Dispersionsfarben auf eine polare Säule eines Gaschromatographen gegeben und gegen Diethyladipat mit einem Siedepunkt von 251°C als Markersubstanz verglichen. Untersucht man die eingesetzten Rohstoffe mit der in der Norm ISO 11890-2 beschriebenen Bestimmungsmethode, lässt sich rückschließen, wie viele leichtflüchtige Substanzen in der Dispersionsfarbe formuliert wurden. Tabelle 1: Filmbildehilfsmittel

Beispiel	Filmbildehilfsmittel	VOC Gehalt nach ISO 11890-2 [%]
1 (V)	Texanol^®	ca. 55
2 (V)	Cyclohexanolethoxylat mit 6 Mol Ethylenoxid	-
3	Cyclohexanolpropoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	ca. 163
4	2-Ethylhexanolpropoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	ca. 17,0
5	C₁₂/C₁₄-Alkanolethoxylat mit 1 Mol Propylenoxid	ca. 0,41
6	C₁₂/C₁₄-Alkanolethoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	ca. 0,26

Texanol^® ist eine Marke der Fa. Eastman und steht für Trimethylpentan-1,3-diol monoisobutyrat.

Mindestfilmbildetemperatur von Polymerdispersionen nach Zugabe von Film bildehilfsmitteln
Aufgabe der erfindungsgemäßen Filmbildehilfsmittel ist das Senken der Mindestfilmbildetemperatur von Polymerdispersionen, welche nach der ASTM Methode D 2354-98 bestimmt wird. Nach dieser Methode wird die wässrige Polymerdispersion auf eine temperierbare Platte ausgezogen und während der Trocknung beobachtet. Auf der temperierbaren Platte wird ein Temperaturgradient eingestellt. Je nach Trocknungstemperatur bildet die Polymerdispersion einen homogenen, transluzenten oder spröden, rissigen Film. An der Stelle, an der der Film gerade ohne Schädigungen austrocknet, wird die Mindestfilmbildetemperatur abgelesen.

Zur Bestimmung der Mindestfilmbildetemperatur (MFT) wurde eine 50%ige, wässrige Styrol(Acrylat Polymerdispersion mit entsalztem Wasser 1:1 verdünnt und 1–8% Filmbildehilfsmittel bezogen auf den Feststoff der Polymerdispersion zugegeben. Die MFT der Styrol/Acrylat Polymerdispersion ohne Filmbildehilfsmittel betrug 18°C. Durch Zugabe von 1 bis 8 Gew.-% der Filmbildehilfsmittel bezogen auf den Feststoff konnte die MFT der Styrol/Acrylat Polymerdispersion gesenkt werden. Tabelle 2: Mindestfilmbildetemperaturen

Konzentration [%]	Filmbildehilfsmittel nach Beispiel [CC]
Konzentration [%]	1 (V)	2 (V)	3	4	5	6
0	18,0	18,0	18,0	18,0	18,0	18,0
1,0	11,5		13,5	11,5	11,0	12,5
2,0	9,5	13,0	11,5	8,0	7,0	9,0
3,0	6,0		8,0	4,0	4,0	4,0
4,0	4,5	12,0	3,0	3,0	3,0	3,0
6,0		11,0
8,0		9,5

Viskosität der Polymerdispersionen nach Zugabe von Filmbildehilfsmitteln

Filmbildehilfsmittel können schon bei der Formulierung und Lagerung der Dispersionsfarben in Wechselwirkung mit den Bindemitteln treten und die Viskosität der Formulierungen negativ beeinflussen. Filmbildehilfsmittel können auf den Oberflächen der Polymerpartikel der Bindemittel adsorbieren und die Abstoßungskräfte zwischen den Partikeln vermindert. Dadurch kann es zur Koagulation der Polymerpartikel kommen oder zu einer Erhöhung der Dispersionsviskosität. Nach Zugabe der Filmbildehilfsmittel sollte sich die Viskosität der flüssigen Bindemitteldispersionen möglichst nur wenig verändern. Tabelle 3: Viskosität der Mischungen von Filmbildehilfsmittel und Bindemitteldispersion gemessen mit einem Brookfield Viscometer mit der Spindel 3 bei 100 UpM bei 25°C

Konzentration [%]	Filmbildehilfsmittel nach Beispiel [°C]
Konzentration [%]	1 (V)	2 (V)	3	4	5	6
0	2040	2040	2040	2040	2040	2040
1,0			1100	800	2000	2050
2,0	2540	1410	2000	1100	6000	2300
3,0			4000	2500	> 10000	2400
4,0	3620	1300	4500	4500	> 10000	2500
6,0		1130
8,0		940

Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionsfarben

Die erfindungsgemäßen Filmbildehilfsmittel werden in einer Dispersionsfarbe der folgenden Zusammensetzung eingearbeitet. Tabelle 4: Formulierung für Dispersionsfarben

Nr.	Komponente	Zusammensetzung/Eigenschaft	in Gew.-%
1	Wasser		185–16,5
2	Tylose^® MH 10000 YP2, Shin-Etsu Tylose	Celluloseether, Verdicker	0 2 ,
3	Genapol^® ED 3060, Clariant	Blockcopolymer, Netzmittel	0,3
4	Lopon^® 890, BK Giulini	Natriumpolyacrylat Lösung	0,4
5	D-Foam-R C 115, Clariant	Mineralälentschäumer	0,2
6	Titandioxide Kronos^® 2160, Kronos	Titandioxid, Weißpigment	20,0
7	Omyacarb^® 5 GU, Omya	Calciumcarbonat, Füllstoff	20,0
8	Ammoniak-Lösung (25%ig)	Alkalisierung	0,2
9	Mowilith^® LDM 7714 (ca. 50%ig), Celanese Emulsions	Acrylatdispersion, Bindemittel	40,0
10	Tafigel^® PUR 40, Münzing Chemie, 1:9 in Wasser	Urethanverdicker	0,4
11	Filmbildehilfsmittel	siehe Tabelle 4	0–2,0
12	Nipacide^® BIT 10 W, Clariant	Benzisothiazolinon, Biozid	0,2
	Summe		100

Zunächst werden die Komponenten 1–5 vorgelegt und anschließend mit einer Dissolverscheibe mit den Komponenten 6 und 7 zu einer Pigmentdispersion dispergiert. Anschließend werden die Komponenten 8–12 unter Rühren zugegeben. Von den hergestellten Dispersionsfarben werden die Viskosität und das Äußere nach 1 Woche Lagerung bei Raumtemperatur beurteilt, wobei keine Synerese beobachtet wurde. Es ist bevorzugt, dass die Viskosität der Dispersionsfarbe mit Filmbildehilfsmittel nicht um mehr als 10–15% von der Viskosität der Dispersionsfarbe ohne Filmbildehilfsmittel abweicht. Tabelle 5: Eigenschaften der Dispersionsfarben

Beispiel	Versuch	Viskosität [mPa·s]	Änderung in %
7 (V)	Ohne Filmbildehilfsmittel	942	0,0
8 (V)	10 g/kg Texanol	862	–8,5
9 (V)	20 g/kg Texanol	899	–6,6
12	10 g/kg Cyclohexanolpropoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	942	0,0
13	20 g/kg Cyclohexanolpropoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	1046	+11,0
14	10 g/kg 2-Ethylhexanolpropoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	941	–0,1
15	20 g/kg 2-Ethylhexanolpropoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	1049	+11,3
16	10 g/kg C₁₂/C₁₄-Alkanolethoxylat mit 1 Mol Propylenoxid	973	+3,2
17	20 g/kg C₁₂/C₁₄-Alkanolethoxylat mit 1 Mol Propylenoxid	1046	+11,0
18	10 g/kg C₁₂/C₁₄-Alkanolethoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	929	–1,4
19	20 g/kg C₁₂/C₁₄-Alkanolethoxylat mit 3 Mol Propylenoxid	937	–0,6

Insgesamt zeigen die erfindungsgemäßen Verbindungen im Vergleich mit üblich verwendeten Filmbildehilfsmitteln ähnlich gute Ergebnisse, wobei das C₁₂/C₁₄-Alkanolalkoxylat mit 3 Mol Propylenoxid den geringsten Einfluss auf die Viskosität der Dispersionsfarbe ausübt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 0056823 A1 [0003]
US 8106239 [0004]
DE 102010005973 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Richtlinie 2004/42/EG [0029]
ISO 11890-2 [0030]
ISO 11890-2 (Richtlinie 2004/42/EC) [0048]
Norm ISO 11890-2 [0048]
ISO 11890-2 [0048]
ASTM Methode D 2354-98 [0049]

Claims

Dispersionsfarben, enthaltend Wasser und (A) mindestens eine Polymerdispersion, welche Homo- oder Copolymere von olefinisch ungesättigten Monomeren umfasst, (B) mindestens ein anorganisches Pigment, (C) mindestens ein Alkoxylat der Formel (I)
worin R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist, wobei das Gewichtsverhältnis der Verbindung der Formel (I) zum Feststoffgehalt der Polymerdispersion der Komponente (A) 1:50 bis 1:5 beträgt.
Dispersionsfarben nach Anspruch 1, worin R ein Kohlenwasserstoffrest mit 10 bis 16 ist.
Dispersionsfarben nach Anspruch 1, worin R ein Kohlenwasserstoffrest mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ist.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoff ist.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, worin R ein Alkyl- oder Alkenylrest ist.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, worin n gleich 3 oder 4 ist.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, worin der Siedepunkt der Verbindung der Formel (I) bei Normaldruck größer als 250°C ist.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, worin der Siedepunkt des Alkohols R-OH, aus dem die Verbindung der Formel (I) abgeleitet ist, bei Normaldruck größer als 250°C ist.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, enthaltend mindestens eine Polymerdispersion, welche aus olefinisch ungesättigten Monomeren ausgewählt aus Vinylmonomeren, arylsubstituierten Olefinen, olefinisch ungesättigten Carbonsäureestern, olefinisch ungesättigten Dicarbonsäureestern, olefinisch ungesättigten Carbonsäuren und Dicarbonsäuren, olefinisch ungesättigten Sulfonsäuren und Phosphonsäuren, olefinisch ungesättigten Aminen, Ammoniumsalzen, Nitrilen und Amiden durch Polymerisation erhältlich ist.
Dispersionsfarben nach Anspruch 10, enthaltend mindestens eine Polymerdispersion, welche durch Polymerisation mindestens eines Monomers aus der Gruppe bestehend aus Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylether der Isononansäure oder der Isodecansäure, Styrol, Stilben, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat, 2 Ethylhexylacrylat, Hydroxyethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, i-Butylmethacrylat, Pentylmethacrylat, Hexylmethacrylat, 2 Ethylhexylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Dimethylmaleinat, Diethylmaleinat, Dipropylmaleinat, Dibutylmaleinat, Dipentylmaleinat, Dihexylmaleinat und Di-2-ethylhexylmaleinat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, die Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze dieser Säuren, (Meth)Acrylamidomethylpropansulfonsäure und ihre Salze, Allylsulfonsäure und ihre Salze, (Meth)Acryloyloxethylphosphonsäure und ihre Salze, Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, (Meth)Acryloyloxethyltrimethylammoniumhalide, Acrylnitril, N-Methyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N-Propyl(meth)acrylamid, N-Methylol(meth)acrylamid, Vinylmethylacetamid erhältlich sind.
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, enthaltend 1 bis 75 Gew.-% (A).
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, enthaltend 1 bis 70 Gew.-% (B).
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, enthaltend 0,01 bis 10 Gew.-% (C).
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, enthaltend 0,01 bis 10 Gew.-% (D).
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, enthaltend 1 bis 70 Gew.-% (E).
Dispersionsfarben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, enthaltend 20 bis 80% Wasser.
Verwendung von Alkoxylaten der Formel (I)
worin R ein Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist, als Filmbildehilfsmittel für wässrige Dispersionsfarben, welche (A) mindestens eine Polymerdispersion, welche Homo- oder Copolymere von olefinisch ungesättigten Monomeren umfasst, (B) mindestens ein anorganisches Pigment, enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen dem Feststoffgehalt der Polymeridspersion (A) und der Verbindung der Formel (I) zwischen 50:1 und 5:1 liegt.