WO2016150780A1 - Two-component coating composition containing a polymer produced in the presence of lignosulphonate - Google Patents
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- C09D4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
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- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
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- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1804—C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
Definitions
- Two-component coating composition comprising a polymer prepared in the presence of lignin sulfonate
- the invention relates to a two-component coating composition
- a two-component coating composition comprising in a first component an aqueous polymer dispersion containing a hydroxy-functional polymer preparable by free-radically initiated emulsion polymerization of one or more ethylenically unsaturated, radically polymerizable monomers in the presence of lignosulfonate, and in a second component at least a crosslinker based on at least one polyisocyanate.
- a process for preparing the aqueous polymer dispersion also relates to the use of the composition for wood coating, in particular as a clearcoat for wood coating. Wood surfaces, e.g.
- WO 2013/120790 describes aqueous polymer dispersions preparable by emulsion polymerization in the presence of lignosulfonate. The polymer dispersions are used in paper wipes.
- the object is achieved by a two-component coating composition containing
- an aqueous polymer dispersion comprising a hydroxy-functional polymer, preparable by free-radically initiated emulsion polymerization of one or more ethylenically unsaturated, radically polymerizable monomers in the presence of lignosulfonate, and
- (B) in a second component at least one crosslinker based on at least one polyisocyanate.
- (meth) acrylic " and similar names are sometimes used as a shorthand notation for "acrylic ... or ethacryl ".
- Cx-alkyl (meth) acrylate and analogous designations x denotes the number of C atoms of the alkyl group.
- the glass transition temperature can be determined by differential scanning calorimetry (ASTM D 3418-08, so-called “midpoint temperature", heating rate 20 C / min). Viscosity data refer to measurements at 20 C unless otherwise indicated.
- the hydroxy groups of the hydroxyl-containing polymer can be obtained, for example, by copolymerization with a hydroxy-containing monomer (eg hydroxyalkyl (meth) acrylate) or by copolymerization with a monomer which contains groups convertible into hydroxyl groups (eg epoxy groups as in glycidyl (meth) acrylate) or by grafting reaction obtained with the lignosulfonate.
- a hydroxy-containing monomer eg hydroxyalkyl (meth) acrylate
- a monomer which contains groups convertible into hydroxyl groups eg epoxy groups as in glycidyl (meth) acrylate
- grafting reaction obtained with the lignosulfonate e.g epoxy groups as in glycidyl (meth) acrylate
- the lignin sulfonate is preferably used in an amount of 1 to 100 parts by weight, preferably 10 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of monomers (lignin sulfonate is not counted as a monomer) based on the sum of all the monomers.
- Lignosulfonates are the salts of lignin sulfonic acid (also called lignosulfonic acid), soluble products of the conversion of lignin by means of sulphurous acid or sulphites.
- the lignosulfonic acid used in the present invention can thus be obtained in the production of cellulose from wood as a natural raw material.
- the lignin of the wood is mixed with sulphurous acid.
- the lignin is sulfonated and converted to lignosulfonic acid, which then, neutralized with a suitable base, results in the formation of the corresponding salt.
- a suitable base water-soluble salts of sodium, ammonium, calcium, magnesium, etc. of the mentioned lignosulfonic acid are obtained.
- the lignosulfonates are generally in the form of a light yellow to dark brown, virtually odorless, non-hygroscopic and sufficiently stable powder (decomposition at about 200 C). Their molecular weight is preferably from 1,000 to 70,000, in particular from 7,000 to 52,000 g / mol.
- the lignosulfonates are known and have been used for various industrial purposes, such as in the manufacture of vanillin, as industrial cleaning agents, as flotation agents for ores, as dispersants for dyes, insecticides, pesticides, etc. In addition, they are biodegradable products and non-toxic to the people and the environment. Although all salts of lignosulfonic acid can be used in the invention, preferred lignosulfonate used is calcium-lignosulfonate (CAS No. 8061-52-7), sodium lignosulfonate (CAS No. 8061-51 -6), magnesium Lig- ninsulfonat and / or ammonium lignosulfonate. Particularly preferred are sodium magnesium and calcium lignosulfonate.
- the polymer is at least 60% by weight, or at least 80% by weight, of main monomers M1 selected from the group consisting of vinyl aromatic compounds, e.g. those having up to 20 C atoms, conjugated aliphatic dienes, vinyl esters of saturated Cr to C 2 O carboxylic acids, esters of acrylic acid or methacrylic acid with monohydric C 1 to C 20 alcohols, aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 C atoms and one or two double bonds or Mixtures of these monomers.
- main monomers M1 selected from the group consisting of vinyl aromatic compounds, e.g. those having up to 20 C atoms, conjugated aliphatic dienes, vinyl esters of saturated Cr to C 2 O carboxylic acids, esters of acrylic acid or methacrylic acid with monohydric C 1 to C 20 alcohols, aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 C atoms and one or two double bonds or Mixtures of these monomers.
- (meth) acrylic acid alkyl ester having a C 1 -C 10 -alkyl radical such as methyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate , Isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, sec-butyl acrylate.
- a C 1 -C 10 -alkyl radical such as methyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isoprop
- Suitable vinylaromatic compounds are vinyltoluene, alpha- and p-methylstyrene, alpha-butylstyrene, 4-n-butylstyrene, 4-n-decylstyrene and, preferably, styrene.
- Suitable hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and one or two olefinic double bonds are ethylene, propylene, 1,3-butadiene, isoprene and chloroprene.
- Preferred major monomers are styrene, butadiene, C1 to C20 alkyl (meth) acrylates, vinyl acetate and ethylene. Particular preference is given to C 1 -C 20 -alkyl (meth) acrylates, in particular C 1 -C 10 -alkyl (meth) acrylates, and mixtures of alkyl (meth) acrylates with vinyl aromatics, in particular with styrene (also referred to as polyacrylate binder in summary); or hydrocarbons having 2 double bonds, in particular 1, 3-butadiene, or mixtures of such hydrocarbons with vinyl aromatics, in particular with styrene (collectively also referred to as polybutadiene binder).
- the weight ratio of C1-C20-alkyl (meth) acrylates to vinyl aromatics (in particular styrene) can be, for example, 10-20% by weight.
- the main monomers M1 are selected from the group consisting of styrene and alkyl (meth) acrylates having 1 to 20 carbon atoms in the alkyl group and mixtures thereof.
- the polymer is preferably composed of at least 60% by weight of mixtures of alkyl (meth) acrylates having 1 to 20 C atoms in the alkyl group and styrene.
- the polymer is preferably branched or crosslinked, in particular by copolymerization of at least one branching or branching compound other than the main monomers.
- wetting monomers M2 selected from monomers having at least two radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups.
- the crosslinking monomeric M2 are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers.
- the branching or crosslinking monomers are monomers having at least two free-radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups, with the exception of the conjugated aliphatic dienes which can be used as main monomers.
- Suitable branching or crosslinking monomers are e.g. polyfunctional acrylates or polyfunctional methacrylates, in particular alkanediol diacrylates or alkanediol dimethacrylates having preferably 2 to 8 C atoms in the alkane group. Suitable are e.g.
- Tri (meth) acrylates are e.g. Trimethylolpropane tri- methacrylates, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate or trimethylolpropane trimethacrylate.
- Further suitable crosslinking or branching monomers are divinyl compounds, in particular divinyl esters, e.g.
- the branching or crosslinking of the polymer is carried out by
- the polymer is also composed of at least one acid monomer M3.
- Acid monomers are ethylenically unsaturated, radically polymerizable monomers which have at least one acid group.
- Ethylenically unsaturated acid monomers are e.g. Monomers having carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid groups. Preferred are carboxylic acid groups.
- the ethylenically unsaturated carboxylic acids used are preferably alpha, beta-monoethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids having from 3 to 6 carbon atoms in the molecule. Called e.g.
- An acid monomer with phosphonic acid group is e.g. Vinylphosphonic.
- Suitable ethylenically unsaturated sulfonic acids are, for example, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, acrylamidomethipropanesulfonic acid, sulfopropyl acrylate and sulfopropyl methacrylate. Particularly preferred are acrylic acid and methacrylic acid and their mixture.
- the content of ethylenically unsaturated acids in the emulsion polymer is preferably less than 10 parts by weight, e.g. at least 0.1 part by weight or 0.1 to 9 parts by weight or 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers.
- the monomers containing acid groups can be used in the polymerization in the form of the free acids and in partially or completely neutralized with suitable bases form. Preference is given to using sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution or ammonia as neutralizing agent.
- the polymer is also composed of at least one auxiliary monomer M4.
- the amount of auxiliary monomers is preferably at least 0.1 parts by weight, for example of 0.1 to 20 parts by weight, or from 0.2 to 20 parts by weight, or from 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of monomers.
- Auxiliary monomers are, for example, monomers having at least one hydroxyl group, and monomers having at least one glycidyl group.
- ethylenically unsaturated carboxylic acid nitriles ⁇ , ⁇ -dialkylaminoalkylacrylamides, N, N-dialkylaminoalkylmethacrylamides, N, N-dialkylaminoalkylacrylates, ⁇ , ⁇ -dialkylaminoalkylmethacrylates.
- the alkyl groups preferably each have from 1 to 20 or from 1 to 10 carbon atoms.
- nitriles are acrylonitrile and methacrylonitrile; particularly preferred is acrylonitrile.
- N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylates is dimethylaminoethyl (meth) acrylate.
- Further optional auxiliary monomers are, for example, ethylenically unsaturated carboxylic acid amides, allyl esters of saturated carboxylic acids, vinyl halides, dialkyl esters of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids having preferably 1 to 20 C atoms in the alkyl groups, vinyl ketones, N-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, N-vinylformamide, vinyl ethers of 1 to 10 C-containing alcohols.
- the vinyl halides are ethylenically unsaturated compounds substituted with chlorine, fluorine or bromine, preferably vinyl chloride and vinylidene chloride.
- Vinyl ethers include, for example, vinyl methyl ether or vinyl isobutyl ether. Preferred are vinyl ethers of alcohols containing 1 to 4 carbon atoms.
- Ethylenically unsaturated carboxylic acid amides are, for example, acrylamide and methacrylamide.
- At least one main monomer M1 selected from vinylaromatic compounds, C1 to C18 alkyl esters of acrylic acid and C1 to C18 alkyl esters of methacrylic acid,
- the concentration of the initiators is from 0.1 to 30% by weight, preferably from 0.5 to 20% by weight, particularly preferably from 0.1 to 10% by weight, based on the monomers to be polymerized. It is also possible to use a plurality of different initiators in the emulsion polymerization.
- Polymerization initiators are, for example, organic peroxides, organic hydroperoxides, hydrogen peroxide, sodium or potassium persulfate, redox catalysts and azo compounds such as 2,2-azobis (4-methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile ) and 2,2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride.
- Examples of further initiators are dibenzoyl peroxide, tert-butyl perpivalate, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, di-tert-butyl peroxide, diamyl peroxide, dioctanoyl peroxide, didecanoyl peroxide, dilauroyl peroxide, bis (o-toluyl) peroxide, succinyl peroxide, tert.
- initiators selected from the group of organic peroxides, organic hydroperoxides and hydrogen peroxide.
- Preferred initiators according to the invention are so-called reduction-oxidation initiator systems (redox initiator systems).
- the redox initiator systems consist of at least one reducing agent and at least one oxidizing agent.
- the oxidation component is, for example, the initiators for emulsion polymerization already mentioned above.
- Particularly suitable oxidation components are H2O2 or a peroxide which forms hydrophobic free radicals, for example tert-butyl hydroperoxide.
- the reduction components are preferably sodium hydroxymethanesulfinate, acetone bisulfite or soluble metal compounds whose metallic component can occur in two or more valence states, eg Fe 2 *.
- Acetone bisulfite / tert-butyl hydroperoxide Acetone bisulfite / tert-butyl hydroperoxide.
- An embodiment of the invention relates to an aqueous polymer dispersion, characterized in that as monomers
- ethylenically unsaturated acid M3 selected from acrylic acid and methacrylic acid and their mixture
- auxiliary monomer M4 selected from the group consisting of glycidyl (meth) acrylate and hydroxyalkyl (meth) acrylates having 2 to 4 C atoms in the alkyl group, together with
- copolymerizing, branching or crosslinking monomers M2 selected from monomers having at least two radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups and
- a redox initiator system preferably Fe 2+ / H 2 O 2 or sodium hydroxymethanesulfinate / tert-butyl hydroperoxide is used.
- the preparation of the polymer dispersion can be carried out by emulsion polymerization, it is then an emulsion polymer.
- emulsion polymerization in the Usually ionic and / or non-ionic emulsifiers and / or protective colloids or stabilizers used as surface-active compounds to assist in the dispersion of the monomers in the aqueous medium.
- Protective colloids are polymeric compounds which upon solvation bind large amounts of water and are capable of stabilizing dispersions of water-insoluble polymers. In contrast to emulsifiers, they usually do not lower the interfacial tension between polymer particles and water.
- Suitable protective colloids can be found in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XIV / 1, Macromolecular substances, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pages 41 1 to 420. Suitable as protective colloids z.
- amphiphilic polymers ie polymers with hydrophobic and hydrophilic groups. They may be natural polymers such as starch or synthetic polymers.
- Suitable emulsifiers are both anionic and nonionic surface-active substances whose number average molecular weight is usually below 2000 g / mol or preferably below 1500 g / mol, while the number average molecular weight of the protective colloid is above 2000 g / mol, for example from 2,000 to 100,000 g / mol, in particular from 5,000 to 50,000 g / mol.
- Anionic and nonionic emulsifiers are preferably used as surface-active substances.
- Suitable emulsifiers are, for example, ethoxylated Ce- to Cae-fatty alcohols having a degree of ethoxylation of 3 to 50, ethoxylated mono-, di- and tri-C 4 - to C 12 -alkyl phenols having a degree of ethoxylation of 3 to 50, alkali metal salts of dialkyl esters of Sul - Fibernsteinklare, alkali metal and ammonium salts of Cs to Ci2 alkyl sulfates, alkali metal and ammonium salts of C12- to Ci8 alkyl sulfonic acids and alkali metal and ammonium salts of C9- to Ci8-alkylarylsulfonic.
- emulsifiers and / or protective colloids are used as auxiliaries for dispersing the monomers, the amounts used are, for example, from 0.1 to 5% by weight, based on the monomers.
- Trade names of emulsifiers are z. Dowfax® A1, Emulan® NP 50, Dextrol® OC 50, Emulsifier 825, Emulsifier 825 S, Emulan® OG, Texapon® NSO, Nekanil® 904 S, Lumiten® I-RA, Lumiten E 3065, Lumiten ® ISC, Disponil® SDS, Disponil LDBS 20, Disponil FES 77, Lutensol AT 18, Steinapol VSL, Emulphor NPS 25.
- the surfactant is usually in amounts of 0.1 to 10 wt .-%, based on the monomers to be polymerized used.
- Lignosulfonate may also have the effect of a protective colloid, but is not understood according to the invention as a protective colloid in the sense of the above description.
- the emulsion polymerization can be carried out in the presence of seed particles.
- the master then contains polymer seed, in particular a polystyrene seed, i. an aqueous dispersion of finely divided polymer, preferably polystyrene, having a particle diameter of from 20 to 40 nm.
- the emulsion polymerization takes place in an aqueous medium.
- aqueous medium This may be, for example, completely desalinated water or mixtures of water and a miscible solvent such as methanol, ethanol or tetrahydrofuran.
- metering of the monomers begins. For example, they may be continuously pumped into the reactor within, for example, 60 minutes to 10 hours, most often within 2 to 4 hours.
- the reaction mixture in the template heated the required temperature at which the polymerization takes place. These temperatures are for example 70 to 95 C, preferably 70 to 85 C.
- the polymerization can also be carried out under pressure, for example at pressures up to 15 bar, for example at 2 to 10 bar.
- the monomer feed can be carried out as a batch process, continuously or stepwise.
- the polymerization can be carried out in the presence of polymerization regulators (molecular weight regulators).
- polymerization regulators molecular weight regulators
- polymerization regulators organic compounds which contain sulfur in bound form, such as mercaptoethylpropionate, thiodiglycol, ethylthioethanol, di-n-butylsulfide, di-n-octylsulfide, diphenylsulfide, diisopropyl-idisulfide, 1, 3-mercaptopropanol, 3-mercaptopropan-1, 2-diol, 1, 4-mercaptobutanol, thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, thioacetic acid and thiourea.
- polymerization regulators organic compounds which contain sulfur in bound form, such as mercaptoethylpropionate, thiodiglycol, ethylthioethanol,
- Further polymerization regulators are aldehydes, such as formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde, organic acids, such as formic acid, sodium formate or ammonium formate, alcohols, in particular isopropanol, and phosphorus compounds, such as sodium hypophosphite.
- the amount of all molecular weight regulators is for example 0.01 to 5, preferably 0.1 to 1 wt .-%, based on the monomers used in the polymerization.
- the regulators are preferably added together with the monomers. However, they may also be present partially or completely in the template. You can also be gradually added to the monomers added. Lignosulfonate also exhibits a regulator effect, but according to the invention is not understood to be a polymerization regulator in the sense of the above description.
- the reaction mixture After completion of the polymerization, it is optionally possible to add further initiator to the reaction mixture and to carry out postpolymerization at the same, lower or even higher temperature as in the main polymerization. In most cases, in order to complete the polymerization reaction, it is sufficient to stir the reaction mixture at the polymerization temperature for 1 to 3 hours after the addition of all the monomers.
- the pH during the polymerization may be, for example, from 2 to 7, preferably the pH is from 4 to 6. After the polymerization, the pH is adjusted to a value of 8 to 9, for example.
- An aqueous polymer dispersion is obtained whose dispersed particles have an average particle diameter of preferably 80 to 350 nm, in particular from 150 to 280 nm or from 90 to 150 nm.
- the average particle diameter of the polymer particles can be determined by dynamic light scattering on a 0.005 to 0.01% strength by weight aqueous polymer dispersion at 23 ° C. using an Autosizers HC from Malvern Instruments, England.
- the data refer in each case to the mean diameter of the cumulant evaluation (cumulant z-average) of the measured autocorrelation function according to the standard
- the polymers have a glass transition temperature Tg of preferably 0 to 50 C, in particular from 20 to 40 C.
- Tg glass transition temperature
- the glass transition temperature can be determined by differential scanning calorimetry (ASTM D 3418-08, so-called "midpoint temperature", heating rate 20 ° C / min).
- the solids content of the aqueous polymer dispersion of the invention may be e.g. from 40 to 60 wt.%.
- the solids content may e.g. be adjusted by appropriate adjustment of the amount of water used in the emulsion polymerization and / or the amounts of monomers.
- the two-component coating composition contains as second component at least one crosslinker based on at least one polyisocyanate.
- the two-component coating compositions according to the invention preferably have a stoichiometry (molar ratio) of isocyanate groups of the crosslinker to isocyanate-reactive groups (in particular those of the hydroxy-functional polymer) of 0.5: 1 to 2: 1, preferably 0.7: 1 to 1.5 : 1, more preferably 1: 1 to 1, 5: 1 on.
- component (B) is preferably at least one, for example one to three, preferably one to two and more preferably exactly one polyisocyanate used, which is obtainable by reacting at least one monomeric isocyanate.
- the monomeric isocyanates used may be aromatic, aliphatic or cycloaliphatic, preferably aliphatic or cycloaliphatic, which is referred to in this document briefly as (cyclo) aliphatic, particularly preferred are aliphatic isocyanates.
- Aromatic isocyanates are those which contain at least one aromatic ring system, ie both purely aromatic and also araliphatic compounds.
- Cycloaliphatic isocyanates are those which contain at least one cycloaliphatic ring system.
- Aliphatic isocyanates are those which contain exclusively straight or branched chains, ie acyclic compounds.
- the monomeric isocyanates are preferably diisocyanates which carry exactly two isocyanate groups. In principle, however, it may also be monoisocyanates having an isocyanate group.
- Triisocyanates such as triisocyanatononane, 2'-isocyanato-ethyl- (2,6-diisocyanatohexanoate), 2,4,6-triisocyanatotoluene, triphenylmethane triisocyanate or 2,4,4'-triisocyanatodiphenyl ether or the mixtures of di-, are suitable for this purpose, for example.
- Tri- and higher Polyisocyana- th obtained, for example, by phosgenation of corresponding aniline / formaldehyde condensates and represent methylene bridges containing polyphenyl polyisocyanates.
- the monomeric isocyanates have no significant reaction products of the isocyanate groups with itself.
- the monomeric isocyanates are preferably isocyanates having 4 to 20 C atoms.
- Examples of customary diisocyanates are aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (1,6-diisocyanatohexane), octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethyl endiisocyanate, tetradecamethylene diisocyanate, derivatives of lysine diisocyanate, (for example methyl or ethyl 2,6-diisocyanatoatohexanoate), trimethylhexane diisocyanate or tetramethylhexane diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates, such as 1,1,4-, 1,3
- Isophorone diisocyanate is usually present as a mixture, namely of the cis and trans isomers, generally in the ratio of about 60:40 to 80:20 (w / w), preferably in the ratio of about 70:30 to 75 : 25 and most preferably in the ratio of about 75:25.
- Dicyclohexylmethane-4,4'-di-iso-eyanate may also be present as a mixture of the different cis and trans isomers.
- (cyclo) aliphatic diisocyanates eg 1, 6-hexamethylenediisocyanate (HDI), isomeric aliphatic diisocyanates having 6 carbon atoms in the alkylene radical, 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane and 1-isocyanato-3-isocyanato-methyl-3 , 5,5-trimethyl-cyclohexane (isophorone diisocyanate or IPDI) are prepared by reacting the (cyclo) aliphatic diamines with, for example, urea and alcohols to (cyclo) -aliphatic Biscarbaminklad and alcohols.
- HDI 6-hexamethylenediisocyanate
- IPDI isophorone diisocyanate
- the synthesis is usually carried out continuously in a cyclic process and, if appropriate, in the presence of N-unsubstituted carbamic acid esters, dialkyl carbonates and other by-products recycled from the reaction process.
- Diisocyanates obtained in this way generally have a very low or even immeasurable amount of chlorinated compounds, which is advantageous, for example, in applications in the electronics industry.
- the isocyanates used preferably have a total hydrolyzable chlorine content of less than 80 ppm, preferably less than 30 ppm, and in particular less than 25 ppm. This can be measured, for example, by ASTM D4663-98.
- the polyisocyanates (B) to which the monomeric isocyanates can be oligomerized are preferably characterized as follows.
- the average NGO functionality of such compounds is preferably at least 1, 8 and may be up to 8, preferably 2 to 5 and particularly preferably 2.4 to 4.
- the polyisocyanates (B) are preferably the following compounds: 1) polyisocyanates containing isocyanurate groups of aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates.
- the isocyanurates present are, in particular, tris-isocyanatoalkyl or trisisocyanatocycloalkyl isocyanurates, which are cyclic trimers of the diisocyanates, or mixtures with their higher homologs having more than one isocyanurate ring.
- the isocyanato-isocyanurates generally have an NCO content of 10 to 30 wt .-%, in particular 15 to 25 wt .-% and an average NCO functionality of 2.6 to 8.
- Uretdione diisocyanates are cyclic dimerization products of diisocyanates.
- the polyisocyanates containing uretdione groups are obtained in the context of this invention in a mixture with other polyisocyanates, in particular those mentioned under 1).
- the diisocyanates can be reacted under reaction conditions under which both uretdione groups and the other polyisocyanates are formed, o- initially formed the uretdione and then these are reacted to the other polyisocyanates or the diisocyanates first to the other polyisocyanates and these then to uretdione groups containing products.
- These biuret polyisocyanates preferably have an NCO content of 18 to 23.5 wt .-% and an average NCO functionality of 2.8 to 6 (especially in the case of HDI).
- polyisocyanates containing urethane and / or allophanate groups with aromatic
- aliphatic or cycloaliphatic bonded preferably aliphatically or cycloaliphatically bound isocyanate groups, as for example by reacting excess amounts of diisocyanate, for example hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate, with monohydric or polyhydric alcohols (A).
- diisocyanate for example hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate
- A monohydric or polyhydric alcohols
- Such urethane and / or allophanate group-containing polyisocyanates can be used uncatalyzed or, preferably, in the presence of catalysts such as ammonium carboxylates or hydroxides, or allophanatization catalysts, e.g. Zn (II) compounds, in each case in the presence of mono-, di- or polyhydric, preferably monohydric alcohols.
- catalysts such as ammonium carboxylates or hydroxides, or allophanatization catalysts, e.g. Zn (II) compounds
- oxadiazinetrione-containing polyisocyanates preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Such oxadiazinetrione-containing polyisocyanates are accessible from diisocyanate and carbon dioxide.
- Iminooxadiazindion phenomenon containing polyisocyanates preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate.
- polyisocyanates containing iminooxadiazinedione groups can be prepared from diisocyanates by means of special catalysts. These are usually present in a mixture with polyisocyanates 1), possibly also with 2) and / or 4).
- hyperbranched polyisocyanates as they are known for example from
- the polyisocyanates 1) -1 1), preferably 1), 3), 4) and 6) may, after their preparation in biuret or urethane / allophanate groups having polyisocyanates having aromatic, cycloaliphatic or aliphatic bound preferred (cyclo) aliphatically bonded isocyanate groups, transferred.
- the formation of biuret groups takes place, for example, by addition of water or reaction with amines.
- the formation of urethane and / or allophanate groups takes place by reaction with one, two or more valent, preferably monohydric alcohols, optionally in the presence of suitable catalysts.
- These biuret or urethane / allophanate-containing polyisocyanates generally have an NCO content of 18 to 22% by weight and an average NCO functionality of 2.8 to 6.
- Hydrophilic modified polyisocyanates i. Polyisocyanates which contain, in addition to the groups described under 1-12, those which formally arise by addition of molecules with NCO-reactive groups and hydrophilicizing groups to the isocyanate groups of the above molecules.
- the latter are nonionic groups such as alkylpolyethylene oxide and / or ionic, which are derived from phosphoric acid, phosphonic acid, sulfuric acid or sulfonic acid, or their salts organically modified. These can be used untypically but according to the invention in solvent-based systems, in particular as a partial component of the isocyanate component.
- Modified Polyisocyanates for Dual Cure Applications i. Polyisocyanates which contain, in addition to the groups described under 1-13, those which formally arise by addition of molecules with NCO-reactive groups and groups crosslinkable by UV or actinic radiation to the isocyanate groups of the above molecules. These molecules are, for example, hydroxyalkyl (meth) acrylates and other hydroxy-vinyl compounds.
- the diisocyanates or polyisocyanates listed above may also be present at least partially in blocked form.
- Linking classes of compounds are described in D.A. Wieks, Z.W. Wieks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41, 1-83 (2001) and 43, 131-140 (2001).
- classes of compounds used for blocking are phenols, imidazoie, triazoin, pyrazoles, oximes, N-hydroxyimides, hydroxybenzoic acid esters, secondary amines, lactams, CH-acidic cyclic ketones, malonic esters or alkyl acetoacetates.
- the polyisocyanate (B) is preferably selected from the group consisting of isocyanurates, iminooxadiazinediones, biurets, uretdiones, urethanes and allophanates, in particular from the group consisting of isocyanurates, urethanes and allophanates, particularly preferably from the group consisting of isocyanurates and allophanates, in particular it is an isocyanurate group-containing polyisocyanate.
- the polyisocyanate (B) is isocyanurate-containing polyisocyanates of 1,6-hexamethylene diisocyanate.
- the polyisocyanate (B) is a mixture of isocyanurate-containing polyisocyanates of 1,6-hexamethylene diisocyanate and of isophorone diisocyanate.
- the polyisocyanate (B) is preferably a mixture comprising low-viscosity polyisocyanates, preferably polyisocyanates containing isocyanurate groups, having a viscosity of 600-1500 mPa * s, in particular less than 1200 mPa * s, low-viscosity urethanes and / or allophanates having one Viscosity of 200-1600 mPa * s, and / or iminooxadiazinedione groups containing polyisocyanates.
- the viscosities are based on measurement at 20 ° C.
- the process for preparing the polyisocyanates can be carried out as described in WO 2005/087828 or as described in WO 2008/068198, there in particular from page 20, line 21 to page 27, line 15, which is hereby incorporated by reference in the present application.
- the reaction can be stopped, for example, as described there from page 31, line 19 to page 31, line 31 and the workup carried out as described there from page 31, line 33 to page 32, line 40, which hereby incorporated by reference the present application.
- the reaction can also be stopped, as described in WO 2005/087828 from page 11, line 12 to page 12, line 5, which is hereby incorporated by reference in the present application.
- thermally labile catalysts it is also possible to stop the reaction by heating the reaction mixture to a temperature above at least 80 C, preferably at least 100 C, more preferably at least 120 ° C. This usually already warming of the reaction mixture, as required for the separation of the unreacted isocyanate by distillation in the workup.
- deactivators are, for example, hydrogen chloride, phosphoric acid, organic phosphates, such as dibutyl phosphate or diethylhexyl phosphate, carbamates, such as hydroxyalkyl carbamate or organic carboxylic acids. These compounds are added neat or diluted in the appropriate concentration necessary for reaction termination. Preference is given to dibutyl phosphate or diethylhexyl phosphate.
- Low-viscosity polyisocyanates or allophanates of diisocyanates can also be prepared, for example, in accordance with WO 2005/087828.
- the reaction is carried out at a lower conversion than in the concrete examples of
- WO 2005/087828 terminated thermally or by chemical deactivators, but otherwise analogous procedure.
- products based on hexamethylene diisocyanate having viscosities of, for example, 900-1500 mPa * s can be prepared, but also with lower viscosities, preferably up to 500 mPa * s.
- allophanates can also be prepared with the same catalysts in which mono- and / or dialcohols, preferably C1-C18 mono- and / or C2-C18 dialcohols, are additionally added to the monomer hexamethylene diisocyanate.
- hexamethylene diisocyanate and monoalcohol are preferably added in amounts of up to 25% to the end product.
- the viscosities of the products of hexamethylene diisocyanate and monoalcohol are preferably in a range of 200-1500 mPa * s. They contain according to the usual composition of the polyisocyanates 4) significant amounts of isocyanurates, possibly also urethanes. Similarly, it is also possible to prepare highly viscous polyisocyanates or allophanates of diisocyanates in accordance with WO 2005/087828.
- the reaction is terminated at higher conversion than in the specific examples of WO 2005/087828 thermally or by chemical deactivators.
- the viscosities of polyisocyanates based on hexamethylene diisocyanate are not more than 30 Pa * s.
- a dilution of the high-viscosity compounds in solvents is useful.
- the invention also relates to the use of the described two-component coating composition for wood coating (wood finish), in particular as clearcoat for wood coating.
- the invention also relates to wood coated with the described two-component coating composition.
- the wood may e.g. selected from oak, spruce, pine, beech, maple, chestnut, sycamore, robinia, ash, birch, pine, elm, walnut, makore or cork.
- Wood coatings produced on the basis of the composition according to the invention may contain conventional additives such as waxes, film-forming agents, solvents, matting agents, defoamers, light stabilizers, UV absorbers, dyes, pigments, fillers and / or thickeners.
- Waxes are e.g. those based on paraffin or polyethylene.
- the waxes are usually used as 20 to 60 wt. % dispersions added during or after the emulsion polymerization.
- Waxes with softening points of preferably 50 to 250 C, more preferably from 70 to 130 C, are used.
- the particle size of the wax particles may be 0.01 to 0.5 pm.
- film-forming aids such as e.g.
- matting agents such as e.g. Silica compounds in amounts of 0.5 to 2 wt .-% and thickener, for example. be used on basis of polyurethane and / or polyacrylates.
- Fillers are e.g. Silicates, e.g. Silicates obtainable by hydrolysis of silicon tetrachloride, e.g. Aerosil®; Silica, talc, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium carbonate, etc.
- Suitable light stabilizers include, for example, UV absorbers, e.g. Oxanilides, triazines, benzotriazoles (e.g., Tinuvin®) or benzophenones. They can be used alone or in combination with radical scavengers. Radical scavengers are e.g. sterically hindered amines such as e.g. 2,2,6,6-tetramethylpiperidines, 2,6-di-tert-butylpiperidine or derivatives thereof, e.g. Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate.
- the light stabilizers may e.g. in amounts of 0.1 to
- the coating of substrates can be carried out in such a way that the two components of the two-component coating composition are mixed together (preferably immediately before use), applied to the surface to be coated with a coating method known per se to the person skilled in the art, and water and others Volatile components are removed by drying or evaporation at room temperature or at elevated temperatures. This procedure can be repeated one or more times.
- the application to the surface to be coated can e.g. By brushing, spraying, spraying, blade coating, roller coating, rolling, knife coating or pouring.
- the layer thickness of the coating (after drying) is preferably from 3 to 1000 g / m 2 and preferably from 10 to 200 g / m 2 .
- the drying takes place at room temperature, but can even at elevated temperatures, for example up to 80 C or up to 60 C in conventional drying channels.
- the coatings thus obtained are characterized by a particularly good tempering.
- the solids contents are determined by drying a defined amount of the respective aqueous polymer dispersion (about 5 g) at 140 C in a drying oven to constant weight. In each case, two separate measurements are carried out and the mean value is formed.
- a measure of the particle size of the dispersed polymer particles is the LD value.
- the LD value light transmittance
- the particular polymer dispersion to be investigated is measured in 0.1% strength by weight aqueous dilution in a cuvette with an edge length of 2.5 cm with light of wavelength 600 nm and with the appropriate Permeability of water compared under the same measurement conditions.
- the permeability of water is given as 100%.
- the finer the dispersion the higher the LD value measured by the method described above.
- the average particle size can be calculated from the measured values, cf. See, for example, Verner, M. Bärta, B. Sedläcek, Tables of Scattering Functions for Spherical Particles, Prague, 1976, Edice Marco, Rada D-DATA, SVAZEK D-1.
- Emulsion polymerization for the preparation of lignin-containing dispersions was used.
- the feed of 164.50 g of styrene, 161, 0 g of n-butyl acrylate, 3.50 g of butanediol diacrylate, 10.50 g of acrylic acid, and 10.50 g of glycidyl methacrylate is added over 180 min and the hydrogen peroxide feed is added in 210 min. After the Initiatorzulauf 67.00 g of water are added and then postpolymerized at 70 C for 55 min. Subsequently, the feed of 35.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is added in 30 minutes and polymerized for 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 18.00 g of water are added.
- the dispersion thus prepared has a solids content of 49.0%, an LD value of 52% (transmission of white light).
- a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 440.25 g of a 50% by weight calcium lignosulfonate solution (Bretax® CL, Burgo Group), 60.75 g of water and 1 1.67 g of a 15% strength by weight emulsifier solution (Disponil® SDS 15).
- the mixture is heated with stirring to 70 C, then simultaneously the monomer feed and the initiator feeds are started and dosed over 120 min.
- the monomer feed consists of 164.00 g of styrene, 161.00 g of n-butyl acrylate, 3.50 g of butanediol diacrylate, 10.50 g of acrylic acid and 10.50 g of glycidyl methacrylate.
- the initiator system consists of 105.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution and 79.80 g of a 10% strength Rongalit® C solution, which are added separately. At the end of monomer and initiator feeds 67.00 g of water are added and then polymerized for a further 55 min at 70 C.
- the dispersion thus prepared has a solids content of 48.9%, an LD value of 71% (transmission of white light).
- a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 1. 15.70 g of water and 16.67 g of a 15% strength by weight emulsifier are added. gator solution (Disponil® SDS 15). The mixture is heated with stirring to 70 C, then simultaneously the monomer feed and the initiator feeds are started and dosed over 120 min.
- the monomer feed consists of 235.00 g of styrene, 230.00 g of n-butyl acrylate, 5.00 g of butanediol diacrylate, 15.00 g of acrylic acid and 15.00 g of glycidyl methacrylate.
- the initiator system consists of 150.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution and 1 14.00 g of a 10% Rongalit® C solution, which are added separately. At the end of monomer and initiator feeds 95.71 g of water are added and then after-polymerized at 70 C for 55 min. Subsequently, the feed of 50.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is metered in over 30 minutes and then 12.85 g of water are added and polymerization is continued for a further 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 12.85 g of water are added.
- the dispersion thus prepared has a solids content of 48.0%, an LD value of 52% (transmission of white light).
- a polymerization vessel which is equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 1. 15.73 g of water and 16.67 g of a 15% strength by weight emulsifier solution (Disponil® SDS 15) are initially introduced.
- the mixture is heated with stirring to 70 C, then simultaneously the monomer feed and the initiator feeds are started and dosed over 120 min.
- the monomer feed consists of 220.00 g styrene, 230.00 g n-butyl acrylate, 5.00 g butanediol diacrylate, 5.00 g acrylic acid, 25.00 g 2-hydroxyethyl acrylate and 15.00 g glycidyl methacrylate.
- the initiator system consists of 150.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution and 1 14.00 g of a 10% Rongalit® C solution, which are added separately. At the end of monomer and initiator feeds 95.71 g of water are added and then polymerized for a further 55 min at 70 C. Subsequently, the feed of 50.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is metered in over 30 minutes and then 12.85 g of water are added and polymerization is continued for a further 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 12.85 g of water are added.
- the dispersion thus prepared has a solids content of 47.5%, an LD value of 62% (transmission of white light).
- Table 1 Compositions of polymer dispersions D1 to D5
- Bayhydur ® 305 hydrophilic, aliphatic polyisocyanate based on hexamethylene nat (NCO content 16.2%) manufactured by Bayer Material Science
- the resulting formulations or comparative formulations were applied to a ground walnut and pinewood (30 ⁇ 10 cm) using a 200 ⁇ m doctor blade and stored for 15 minutes under standard conditions (23 ° C., 50% relative humidity). Subsequently, the obtained coated wood panels were dried in a drying cabinet for 30 minutes at 60.degree. After cooling, the firing of the resulting coatings was determined.
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Abstract
The invention relates to a two-component coating composition containing, in a first component, an aqueous polymer dispersion which contains a hydroxy-functional polymer and can be produced by means of radically-initiated emulsion polymerisation from one or more ethylenically-unsaturated, radically-polymerisable monomers in the presence of lignosulphonate and, in a second component, at least one cross-linking agent that is based on at least one polyisocyanate. The invention also relates to a method for producing said aqueous polymer dispersion. The composition can be used for coating wood, and particularly as a clearcoat for coating wood.
Description
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung enthaltend ein in Gegenwart von Lignin- sulfonat hergestelltes Polymerisat Two-component coating composition comprising a polymer prepared in the presence of lignin sulfonate
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung enthaltend in einer ersten Komponente eine wässrige Polymerdispersion, enthaltend ein Hydroxyfunktio-nel- les Polymerisat, herstellbar durch radikalisch initiierte Emulsionspolymerisation aus einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten, radikalisch polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart von Ligninsulfonat, und in einer zweiten Komponente mindestens einen Vernetzer auf Basis mindestens eines Polyisocyanats. Beschrieben wird auch ein Verfahren zur Herstellung der wässrigen Polymerdispersion. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Zusammensetzung zur Holzbeschichtung, insbesondere als Klarlack zur Holzbeschichtung. Holzoberflächen, wie z.B. Oberflächen von Paneelen, Möbeln und Türen aus Holz werden aus Gründen des Schutzes und der Ästhetik häufig mit transparenten Lacken (Klarlacken) beschichtet. Verwendung finden z.B. Nitrolacke, säurehärtende Alkyd-Amino-Lacke, Lacke auf Basis von ungesättigten Polyestern, Polyurethanlacke und wässrige Lacke auf Basis von Polymerdispersionen. Dabei sind wässrige Lacke, die frei von organischen Lösungsmitteln sind aus Gründen der Arbeitshygiene und des Umweltschutzes vorteilhaft. Wässrige Polymerdispersionen zur Holzbeschichtung sind z.B. bekannt aus der EP 0279067. Klarlacke zur Holzbeschichtung sollen u.a. Anforderungen hinsichtlich Kratzfestigkeit, Härte, Elastizität, Schleifbarkeit, Stapelfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einwirkungen, z. B. Getränken und Reinigungsmitteln erfüllen. Zusätzlich zu diesen Schutzwirkungen soll aber auch der optische Ein- druck der Holzoberfläche, d.h. die typische Holzmaserung durch den Lack möglichst nicht nur nicht beeinträchtigt sondern möglichst sogar noch verstärkt werden. Dieser Effekt ist auch als- Anfeuerung (grain enhancement) bekannt. Bei herkömmlichen Lacken ist dies nicht immer im gewünschten Ausmaß der Fall. In der WO 2013/120790 werden wässrige Polymerdispersionen, herstellbar durch Emulsionspolymerisation in Gegenwart von Ligninsulfonat beschrieben. Die Polymerdispersionen werden in Papierstreichmitteln verwendet. The invention relates to a two-component coating composition comprising in a first component an aqueous polymer dispersion containing a hydroxy-functional polymer preparable by free-radically initiated emulsion polymerization of one or more ethylenically unsaturated, radically polymerizable monomers in the presence of lignosulfonate, and in a second component at least a crosslinker based on at least one polyisocyanate. Also described is a process for preparing the aqueous polymer dispersion. The invention also relates to the use of the composition for wood coating, in particular as a clearcoat for wood coating. Wood surfaces, e.g. For reasons of protection and aesthetics, surfaces of wooden panels, furniture and doors are often coated with transparent varnishes. Use find e.g. Nitro lacquers, acid-hardening alkyd-amino lacquers, lacquers based on unsaturated polyesters, polyurethane lacquers and aqueous lacquers based on polymer dispersions. Here are aqueous paints that are free of organic solvents for reasons of work hygiene and environmental protection advantageous. Aqueous polymer dispersions for wood coating are e.g. known from EP 0279067. Clearcoats for wood coating should u.a. Requirements for scratch resistance, hardness, elasticity, sandability, stacking strength and resistance to chemical attack, eg. B. drinks and detergents meet. In addition to these protective effects, however, the visual impression of the wood surface, i. the typical wood grain not only not affected by the paint as possible but possibly even enhanced. This effect is also known as grain enhancement. In conventional paints, this is not always the case to the extent desired. WO 2013/120790 describes aqueous polymer dispersions preparable by emulsion polymerization in the presence of lignosulfonate. The polymer dispersions are used in paper wipes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung von wässrigen Beschichtungszu- sammensetzungen, insbesondere von wässrigen, transparenten Holzlacken, mit guten Schutzeigenschaften für damit beschichtetes Holz und gleichzeitig möglichst guter Anfeuerung. It was an object of the present invention to provide aqueous coating compositions, in particular aqueous, transparent wood coatings, with good protective properties for wood coated therewith and, at the same time, as good a start as possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung enthaltend The object is achieved by a two-component coating composition containing
(A) in einer ersten Komponente eine wässrige Polymerdispersion, enthaltend ein hydroxy-funk- tionelles Polymerisat, herstellbar durch radikalisch initiierte Emulsionspolymerisation aus einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten, radikalisch polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart von Ligninsulfonat, und (A) in a first component, an aqueous polymer dispersion comprising a hydroxy-functional polymer, preparable by free-radically initiated emulsion polymerization of one or more ethylenically unsaturated, radically polymerizable monomers in the presence of lignosulfonate, and
(B) in einer zweiten Komponente mindestens einen Vernetzer auf Basis mindestens eines Poly- isocyanats.
Im Folgenden werden gelegentlich die Bezeichnung„(Meth)acryl..." und ähnliche Bezeichnungen als abkürzende Schreibweise verwendet für„Acryl... oder ethacryl...". In der Bezeichnung Cx-Alkyl(meth)acrylat und analogen Bezeichnungen bedeutet x die Anzahl der C-Atome der Alkylgruppe. (B) in a second component at least one crosslinker based on at least one polyisocyanate. In the following, the term "(meth) acrylic ..." and similar names are sometimes used as a shorthand notation for "acrylic ... or ethacryl ...". In the term Cx-alkyl (meth) acrylate and analogous designations, x denotes the number of C atoms of the alkyl group.
Die Glasübergangstemperatur lässt sich durch Differential Scanning Calorimetrie (ASTM D 3418-08, sogenannte "midpoint temperature", Heizrate 20 C/min) bestimmen. Viskositätsangaben beziehen sich auf Messungen bei 20 C, sofern nichts anderes angegeben ist. The glass transition temperature can be determined by differential scanning calorimetry (ASTM D 3418-08, so-called "midpoint temperature", heating rate 20 C / min). Viscosity data refer to measurements at 20 C unless otherwise indicated.
Die Hydroxygruppen des hydroxygruppenhaltigen Polymerisats können beispielsweise durch Copolymerisation mit einem Hydroxygruppen enthaltenden Monomer (z.B. Hydroxyalkyl(meth)- acrylat) oder durch Copolymerisation mit einem Monomer, welches in Hydroxygruppen überführbare Gruppen enthält (z.B. Epoxygruppen wie in Glycidyl(meth)acrylat) oder durch Pfropfreaktion mit dem Ligninsulfonat erhalten werden. The hydroxy groups of the hydroxyl-containing polymer can be obtained, for example, by copolymerization with a hydroxy-containing monomer (eg hydroxyalkyl (meth) acrylate) or by copolymerization with a monomer which contains groups convertible into hydroxyl groups (eg epoxy groups as in glycidyl (meth) acrylate) or by grafting reaction obtained with the lignosulfonate.
Das Ligninsulfonat wird vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 100 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 10 bis 70 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Monomere (Ligninsulfonat zählt nicht als Monomer), bezogen auf die Summe aller Monomere eingesetzt. Ligninsulfonate sind die Salze von Ligninsulfonsäure (auch als Lignolsulfonsäure bezeichnet), lösliche Produkte der Umwandlung von Lignin mit Hilfe von schwefliger Säure oder Sulfiten. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Ligninsulfonsäure kann somit bei der Herstellung von Cellulose ausgehend von Holz als natürlichem Rohstoff erhalten werden. Bei einer Stufe der Herstellung von Cellulose vermischt man das Lignin des Holzes mit schwefliger Säure. Bei dieser Behandlung wird das Lignin sulfoniert und in Ligninsulfonsäure umgewandelt, die dann, mit einer geeigneten Base neutralisiert, die Bildung des entsprechenden Salzes ergibt. Je nach der verwendeten Base erhält man wasserlösliche Salze von Natrium, Ammonium, Calcium, Magnesium usw. der genannten Ligninsulfonsäure. Die Ligninsulfonate liegen im Allgemeinen in Form eines hellgelben bis dunkelbraunen, praktisch geruchlosen, nicht hygroskopischen und ausreichend stabilen Pulvers vor (Zersetzung bei etwa 200 C). Ihr Molekulargewicht beträgt vorzugsweise von 1.000 bis 70.000, insbesondere von 7000 bis 52000 g/mol. Die Ligninsulfonate sind bekannt und wurden bereits zu verschiedenen industriellen Zwecken verwendet, wie bei der Herstellung von Va- nillin, als industrielle Reinigungsmittel, als Flotationsmittel für Erze, als Dispergatoren für Farbstoffe, Insektizide, Pestizide usw. Außerdem sind sie bioabbaubare Produkte und nicht toxisch für den Menschen und die Umwelt. Obwohl alle Salze der Ligninsulfonsäure im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, bevorzugt man als verwendetes Ligninsulfonat Calcium-Lig- ninsulfonat (CAS Nr. 8061-52-7), Natrium-Ligninsulfonat (CAS Nr. 8061-51 -6), Magnesium-Lig- ninsulfonat und/oder Ammonium-Ligninsulfonat. Besonders bevorzugt sind Natrium- Magnesium- und Calcium-Ligninsulfonat. Diese Verbindungen können jeweils im Handel unter den Bezeichnungen Bretax® CL (Burgo Group) oder Collex® 55 S (Chemische Werke Zell-Wildshausen GmbH) erhalten werden. Die Produkte werden überwiegend ausgehend von Tannenholz
(Epicea) erhalten. Selbstverständlich kann das verwendete Ligninsulfonat allein oder in Mischung mit mehreren anderen Ligninsulfonaten vorliegen. The lignin sulfonate is preferably used in an amount of 1 to 100 parts by weight, preferably 10 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of monomers (lignin sulfonate is not counted as a monomer) based on the sum of all the monomers. Lignosulfonates are the salts of lignin sulfonic acid (also called lignosulfonic acid), soluble products of the conversion of lignin by means of sulphurous acid or sulphites. The lignosulfonic acid used in the present invention can thus be obtained in the production of cellulose from wood as a natural raw material. In one stage of the production of cellulose, the lignin of the wood is mixed with sulphurous acid. In this treatment, the lignin is sulfonated and converted to lignosulfonic acid, which then, neutralized with a suitable base, results in the formation of the corresponding salt. Depending on the base used, water-soluble salts of sodium, ammonium, calcium, magnesium, etc. of the mentioned lignosulfonic acid are obtained. The lignosulfonates are generally in the form of a light yellow to dark brown, virtually odorless, non-hygroscopic and sufficiently stable powder (decomposition at about 200 C). Their molecular weight is preferably from 1,000 to 70,000, in particular from 7,000 to 52,000 g / mol. The lignosulfonates are known and have been used for various industrial purposes, such as in the manufacture of vanillin, as industrial cleaning agents, as flotation agents for ores, as dispersants for dyes, insecticides, pesticides, etc. In addition, they are biodegradable products and non-toxic to the people and the environment. Although all salts of lignosulfonic acid can be used in the invention, preferred lignosulfonate used is calcium-lignosulfonate (CAS No. 8061-52-7), sodium lignosulfonate (CAS No. 8061-51 -6), magnesium Lig- ninsulfonat and / or ammonium lignosulfonate. Particularly preferred are sodium magnesium and calcium lignosulfonate. These compounds can each be obtained commercially under the names Bretax® CL (Burgo Group) or Collex® 55 S (Chemische Werke Zell-Wildshausen GmbH). The products are predominantly made from fir wood (Epicea) received. Of course, the lignosulfonate used may be present alone or in admixture with several other lignosulfonates.
Vorzugsweise ist das Polymerisat zu mindestens 60 Gew. %, oder zu mindestens 80 Gew.-% gebildet aus Hauptmonomeren M1 , welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus vi- nylaromatischen Verbindungen z.B. solchen mit bis zu 20 C-Atomen, konjugierten aliphatischen Dienen, Vinylestern von gesättigten Cr bis C2o-Carbonsäuren, Estern der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit einwertigen Cr bis C2o-Alkoholen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 8 C Atomen und ein oder zwei Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren. Preferably, the polymer is at least 60% by weight, or at least 80% by weight, of main monomers M1 selected from the group consisting of vinyl aromatic compounds, e.g. those having up to 20 C atoms, conjugated aliphatic dienes, vinyl esters of saturated Cr to C 2 O carboxylic acids, esters of acrylic acid or methacrylic acid with monohydric C 1 to C 20 alcohols, aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 C atoms and one or two double bonds or Mixtures of these monomers.
Zu nennen sind z. B. (Meth)acrylsäurealkylester mit einem C1 -C10-Alkylrest, wie Methylmethac- rylat, Methylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylacrylat, n-Propylme- thacrylat, Isopropylacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylac- rylat, Isobutylmethacrylat, sec.-Butylacrylat. sec.-Butylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, tert.-Bu- tylmethacrylat, Pentylacrylate, Pentylmethacrylate, 2-Ethylhexylmethacrylat und 2-Ethylhexylac- rylat. Insbesondere sind auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester geeignet. Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen sind z. B. Vinyllaurat, Vinylstearat, Vinylpropionat, Versaticsäurevinylester und Vinylacetat. Als vinylaromatische Verbindungen kommen Vinylto- luol, alpha- und p-Methylstyrol, alpha-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugs- weise Styrol in Betracht. Als Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 C-Atomen und ein oder zwei olefini- schen Doppelbindungen seien Ethylen, Propylen, 1 ,3-Butadien, Isopren und Chloropren genannt. To name a few are z. B. (meth) acrylic acid alkyl ester having a C 1 -C 10 -alkyl radical, such as methyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate , Isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, sec-butyl acrylate. sec-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, pentyl acrylates, pentyl methacrylates, 2-ethylhexyl methacrylate and 2-ethylhexyl acrylate. In particular, mixtures of (meth) acrylic acid alkyl esters are also suitable. Vinyl esters of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms are, for. As vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl propionate, vinyl versatate and vinyl acetate. Suitable vinylaromatic compounds are vinyltoluene, alpha- and p-methylstyrene, alpha-butylstyrene, 4-n-butylstyrene, 4-n-decylstyrene and, preferably, styrene. Suitable hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and one or two olefinic double bonds are ethylene, propylene, 1,3-butadiene, isoprene and chloroprene.
Bevorzugte Hauptmonomere sind Styrol, Butadien, C1 bis C20 Alkyl(meth)acrylate, Vinylacetat und Ethylen. Besonders bevorzugt sind C1 -C20-Alkyl(meth)acrylate, insbesondere C1-C10-AI- kyl(meth)acrylate und Mischungen der Alkyl(meth)acrylate mit Vinyiaromaten, insbesondere mit Styrol (zusammenfassend auch als Polyacrylat-Bindemittel bezeichnet); oder Kohlenwasserstoffe mit 2 Doppelbindungen, insbesondere 1 ,3-Butadien, oder Gemische von derartigen Kohlenwasserstoffen mit Vinyiaromaten, insbesondere mit Styrol (zusammenfassend auch als Po- lybutadien-Bindemittel bezeichnet). Bei Polybutadien-Bindemitteln kann das Gewichtsverhältnis von Butadien zu Vinyiaromaten (insbesondere Styrol) z. B. 10:90 bis 90:10, vorzugsweise 20:80 bis 80:20 betragen. Bei Polyacrylat-Bindemitteln kann das Gewichtsverhältnis von C1-C20-AI- kyl(meth)acrylaten zu Vinyiaromaten (insbesondere Styrol) z. B. 10:90 bis 90:10, vorzugsweise 20:80 bis 80:20 betragen. Preferred major monomers are styrene, butadiene, C1 to C20 alkyl (meth) acrylates, vinyl acetate and ethylene. Particular preference is given to C 1 -C 20 -alkyl (meth) acrylates, in particular C 1 -C 10 -alkyl (meth) acrylates, and mixtures of alkyl (meth) acrylates with vinyl aromatics, in particular with styrene (also referred to as polyacrylate binder in summary); or hydrocarbons having 2 double bonds, in particular 1, 3-butadiene, or mixtures of such hydrocarbons with vinyl aromatics, in particular with styrene (collectively also referred to as polybutadiene binder). For polybutadiene binders, the weight ratio of butadiene to Vinyiaromaten (especially styrene) z. B. 10:90 to 90:10, preferably 20:80 to 80:20. In the case of polyacrylate binders, the weight ratio of C1-C20-alkyl (meth) acrylates to vinyl aromatics (in particular styrene) can be, for example, 10-20% by weight. B. 10:90 to 90:10, preferably 20:80 to 80:20.
Vorzugsweise sind die Hauptmonomere M1 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrol und Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 20 C-Atomen in der Alkylgruppe und deren Mischungen. Vorzugsweise ist das Polymerisat zu mindestens 60 Gew. % aus Mischungen von Alkyl(meth)ac- rylaten mit 1 bis 20 C-Atomen in der Alkylgruppe und Styrol aufgebaut. Preferably, the main monomers M1 are selected from the group consisting of styrene and alkyl (meth) acrylates having 1 to 20 carbon atoms in the alkyl group and mixtures thereof. The polymer is preferably composed of at least 60% by weight of mixtures of alkyl (meth) acrylates having 1 to 20 C atoms in the alkyl group and styrene.
Vorzugsweise ist das Polymerisat verzweigt oder vernetzt, insbesondere durch Copolymerisa- tion von mindestens einem von den Hauptmonomeren verschiedenen verzweigenden oder ver-
netzenden Monomeren M2, ausgewählt aus Monomeren mit mindestens zwei radikalisch poly- merisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppen. Die vernetzenden monomere M2 werden vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-Teile, besonders bevorzugt von 0,1 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Monomere eingesetzt. The polymer is preferably branched or crosslinked, in particular by copolymerization of at least one branching or branching compound other than the main monomers. wetting monomers M2, selected from monomers having at least two radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups. The crosslinking monomeric M2 are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers.
Bei den verzweigenden oder vernetzenden Monomeren handelt es sich um Monomere mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppen, wobei die als Hauptmonomere einsetzbaren konjugierten aliphatischen Diene ausgenommen sind. Geeignete verzweigende oder vernetzende Monomere sind z.B. mehrfunktionelle Acrylate oder mehrfunkti- onelle Methacrylate, insbesondere Alkandioldiacrylate oder Alkandioldimethacrylate mit vorzugsweise 2 bis 8 C-Atomen in der Alkangruppe. Geeignet sind z.B. Ethylenglycoldiacrylat, Pro- pylenglycoldiacrylat, Polyethyleneglycoldiacrylat, Hexandioldiacrylat, Ethylenglycodimethacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat, 1 ,3 Butanglycoldimethacrylat. Tri(meth)acrylate sind z.B. Trime- thylolpropanetrimethacrylate, ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythritoltriacrylate, Pentaerythritoltrimethacrylat oder Trimethylolpropantrimethacrylat. Weitere geeignete vernetzende oder verzweigende Monomere sind Divinylverbindungen, insbesondere Divinylester wie z.B. Divinylbenzol, Divinylsuccinat, Divinyladipat, Divinylmaleat, Divinyloxalat, Divinylmalonat oder Divinylglutarat. Besonders bevorzugt sind die oben genannten Alkandioldi(meth)acrylate. Vorzugsweise erfolgt die Verzweigung oder Vernetzung des Polymerisats durch The branching or crosslinking monomers are monomers having at least two free-radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups, with the exception of the conjugated aliphatic dienes which can be used as main monomers. Suitable branching or crosslinking monomers are e.g. polyfunctional acrylates or polyfunctional methacrylates, in particular alkanediol diacrylates or alkanediol dimethacrylates having preferably 2 to 8 C atoms in the alkane group. Suitable are e.g. Ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, hexanediol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate. Tri (meth) acrylates are e.g. Trimethylolpropane tri- methacrylates, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate or trimethylolpropane trimethacrylate. Further suitable crosslinking or branching monomers are divinyl compounds, in particular divinyl esters, e.g. Divinylbenzene, divinylsuccinate, divinyl adipate, divinyl maleate, divinyl oxalate, divinyl malonate or divinyl glutarate. Particularly preferred are the above-mentioned alkanediol di (meth) acrylates. Preferably, the branching or crosslinking of the polymer is carried out by
0,01 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Monomere, copolymerisierten Alkandiol- di(meth)acrylaten mit vorzugsweise 2 bis 8 C-Atomen in der Alkanruppe. 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers, of copolymerized alkanediol di (meth) acrylates having preferably 2 to 8 carbon atoms in the alkane group.
Vorzugsweise ist das Polymerisat auch aus mindestens einem Säuremonomer M3 aufgebaut. Säuremonomere sind ethylenisch ungesättigte, radikalisch polymerisierbare Monomere, welche mindestens eine Säuregruppe aufweisen. Ethylenisch ungesättigte Säuremonomere sind z.B. Monomere mit Carbonsäure-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen. Bevorzugt sind Carbonsäuregruppen. Als ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren werden vorzugsweise 3 bis 6 C- Atome im Molekül aufweisende alpha, beta-mono-ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbon- säuren eingesetzt. Genannt seien z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure oder Fumarsäure, Crotonsäure, Vinylessigsäure, Vinylmilchsäure und Aconitsäure. Ein Säuremonomer mit Phosphonsäuregruppe ist z.B. Vinylphosphonsäure. Als ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren eignen sich beispielsweise Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Acrylamidome- thyipropansulfonsäure, Sulfopropylacrylat und Sulfopropylmethacrylat. Besonders bevorzugt sind Acrylsäure und Methacrylsäure und deren Mischung. Der Gehalt an ethylenisch ungesät- tigten Säuren im Emulsionspolymerisat ist vorzugsweise kleiner 10 Gew.-Teile z.B. mindestens 0,1 Gew.-Teile oder 0,1 bis 9 Gew.-Teile oder 0,1 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gew.- Teile Monomere. Die Säuregruppen enthaltenden Monomeren können in Form der freien Säuren sowie in partiell oder vollständig mit geeigneten Basen neutralisierter Form bei der Polymerisation eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet man Natronlauge, Kalilauge oder Am- moniak als Neutralisationsmittel. Preferably, the polymer is also composed of at least one acid monomer M3. Acid monomers are ethylenically unsaturated, radically polymerizable monomers which have at least one acid group. Ethylenically unsaturated acid monomers are e.g. Monomers having carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid groups. Preferred are carboxylic acid groups. The ethylenically unsaturated carboxylic acids used are preferably alpha, beta-monoethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids having from 3 to 6 carbon atoms in the molecule. Called e.g. Acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid or fumaric acid, crotonic acid, vinylacetic acid, vinyllactic acid and aconitic acid. An acid monomer with phosphonic acid group is e.g. Vinylphosphonic. Suitable ethylenically unsaturated sulfonic acids are, for example, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, acrylamidomethipropanesulfonic acid, sulfopropyl acrylate and sulfopropyl methacrylate. Particularly preferred are acrylic acid and methacrylic acid and their mixture. The content of ethylenically unsaturated acids in the emulsion polymer is preferably less than 10 parts by weight, e.g. at least 0.1 part by weight or 0.1 to 9 parts by weight or 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers. The monomers containing acid groups can be used in the polymerization in the form of the free acids and in partially or completely neutralized with suitable bases form. Preference is given to using sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution or ammonia as neutralizing agent.
Vorzugsweise ist das Polymerisat auch aus mindestens einem Hilfsmonomer M4 aufgebaut. Die Menge an Hilfsmonomeren beträgt vorzugsweise mindestens 0,1 Gewichtsteile, z.B. von
0,1 bis 20 Gewichtsteile, oder von 0,2 bis 20 Gewichtsteile, oder von 1 bis 15 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile Monomere. Hilfsmonomere sind z.B. Monomere mit mindestens einer Hydroxygruppe, Monomere mit mindestens einer Glycidylgruppe. ethylenisch ungesättigten Carbonsäurenitrile, Ν,Ν-Dialkylaminoalkylacrylamide, N,N-Dialkyl-aminoalkylmethacryl- amide, N,N-Dialkylaminoalkylacrylate, Ν,Ν-Dialkylaminoalkylmeth-acrylate. Bevorzugt sind Gly- cidyl(meth)acrylat und Hydroxyalkyl(meth)acrylaten. Die Alkylgruppen weisen vorzugsweise jeweils von 1 bis 20 oder von 1 bis 10 C-Atome auf. Beispiele für Nitrile sind Acrylnitril und Me- thacrylnitril; besonders bevorzugt ist Acrylnitril. Beispiel für N,N-Dialkylaminoalkyl(meth)acrylate ist Dimethylaminoethyl(meth)acrylat. Weitere, optionale Hilfsmonomere sind z.B. ethylenisch ungesättigte Carbonsäureamiden, Allylester gesättigter Carbonsäuren, Vinylhalogenide, Dialkyl- ester ethylenisch ungesättigter Dicarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 20 C- Atomen in den Alkylgruppen, Vinylketone, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, N-Vinylformamid, Vinylether von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen. Die Vinylhalogenide sind mit Chlor, Fluor oder Brom substituierte ethylenisch ungesättigte Verbindungen, bevorzugt Vinylchlorid und Vinylidenchlo- rid. Als Vinylether zu nennen sind z.B. Vinylmethylether oder Vinylisobutylether. Bevorzugt sind Vinylether von 1 bis 4 C-Atome enthaltenden Alkoholen. Ethylenisch ungesättigte Carbonsäure- amide sind z.B. Acrylamid und Methacrylamid. Preferably, the polymer is also composed of at least one auxiliary monomer M4. The amount of auxiliary monomers is preferably at least 0.1 parts by weight, for example of 0.1 to 20 parts by weight, or from 0.2 to 20 parts by weight, or from 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of monomers. Auxiliary monomers are, for example, monomers having at least one hydroxyl group, and monomers having at least one glycidyl group. ethylenically unsaturated carboxylic acid nitriles, Ν, Ν-dialkylaminoalkylacrylamides, N, N-dialkylaminoalkylmethacrylamides, N, N-dialkylaminoalkylacrylates, Ν, Ν-dialkylaminoalkylmethacrylates. Preference is given to glycidyl (meth) acrylate and hydroxyalkyl (meth) acrylates. The alkyl groups preferably each have from 1 to 20 or from 1 to 10 carbon atoms. Examples of nitriles are acrylonitrile and methacrylonitrile; particularly preferred is acrylonitrile. Example of N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylates is dimethylaminoethyl (meth) acrylate. Further optional auxiliary monomers are, for example, ethylenically unsaturated carboxylic acid amides, allyl esters of saturated carboxylic acids, vinyl halides, dialkyl esters of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids having preferably 1 to 20 C atoms in the alkyl groups, vinyl ketones, N-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, N-vinylformamide, vinyl ethers of 1 to 10 C-containing alcohols. The vinyl halides are ethylenically unsaturated compounds substituted with chlorine, fluorine or bromine, preferably vinyl chloride and vinylidene chloride. Vinyl ethers include, for example, vinyl methyl ether or vinyl isobutyl ether. Preferred are vinyl ethers of alcohols containing 1 to 4 carbon atoms. Ethylenically unsaturated carboxylic acid amides are, for example, acrylamide and methacrylamide.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden als Monomere eingesetzt: In one embodiment of the invention are used as monomers:
60 bis 95 Gew.-Teile mindestens eines Hauptmonomeren M1 ausgewählt aus vinylaromati- schen Verbindungen, C1- bis C18-Alkylestern der Acrylsäure und C1- bis C18-Alkylestern der Methacrylsäure, 60 to 95 parts by weight of at least one main monomer M1 selected from vinylaromatic compounds, C1 to C18 alkyl esters of acrylic acid and C1 to C18 alkyl esters of methacrylic acid,
0,1 bis 5 Gew.-Teile mindestens einer ethylenisch ungesättigten Säure M3 und 0.1 to 5 parts by weight of at least one ethylenically unsaturated acid M3 and
0 bis 20 Gew.-Teile mindestens eines weiteren, von den Monomeren M1 und M3 verschiede- nen monoethylenisch ungesättigten Hilfsmonomeren M4, zusammen mit 0 to 20 parts by weight of at least one further monoethylenically unsaturated auxiliary monomer M4, different from the monomers M1 and M3, together with
0,01 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Monomere, copolymerisierenden, verzweigenden oder vernetzenden Monomeren M2, ausgewählt aus Monomeren mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppen und 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers, copolymerizing, branching or crosslinking monomers M2, selected from monomers having at least two free-radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups and
von 1 bis 100 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 10 bis 70 Gew. -Teilen Ligninsulfonat auf from 1 to 100 parts by weight, preferably from 10 to 70 parts by weight, of lignosulfonate
100 Gew.-Teile Monomere, wobei die Summe der Gew.-Teile der Monomere 100 beträgt. 100 parts by weight of monomers, wherein the sum of the parts by weight of the monomers is 100.
Bei der Emulsionspolymerisation verwendet man üblicherweise Initiatoren, die unter den Reaktionsbedingungen Radikale bilden. Im Allgemeinen beträgt die Konzentration der Initiatoren 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 ,0 bis 10 Gew.-%, bezo- gen auf die zu polymerisierenden Monomeren. Es können auch mehrere, verschiedene Initiatoren bei der Emulsionspolymerisation Verwendung finden. Polymerisationsinitiatoren sind z.B. organische Peroxide, organische Hydroperoxide, Wasserstoffperoxid, Natrium- oder Kaliumpersulfat, Redoxkatalysatoren und Azoverbindungen wie 2,2-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethyl- valeronitril), 2,2-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) und 2,2-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid. Beispiele für weitere Initiatoren sind Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperpivalat, tert.-Butyl-per-2- ethylhexanoat, Di-tert.-butylperoxid, Diamylperoxid, Dioctanoylperoxid, Didecanoylperoxid, Dilauroylperoxid, Bis(o-toluyl)peroxid, Succinylperoxid, tert.-Butylperacetat, tert.-Butylperma- leinat, tert.-Butylperisobutyrat, tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylperoctoat, tert.-Butylperbenzoat,
tert.-Butylhydroperoxid, Azo-bis-isobutyronitril, 2,2'-Azo-bis-(2-methylbutyronitril), 2,2 -Azo- bis(2,4-dimethylvaleronitril) und 2,2'-Azobis(N,N '-dimethylenisobutyroamidin)dihydrochlorid. Man kann die Polymerisation auch mit Hilfe energiereicher Strahlen wie Elektronenstrahlen oder durch Bestrahlen mit UV-Licht initiieren. Bevorzugt sind Initiatoren ausgewählt aus der Gruppe der organischen Peroxide, organischen Hydroperoxide und Wasserstoffperoxid. In the emulsion polymerization are usually used initiators which form radicals under the reaction conditions. In general, the concentration of the initiators is from 0.1 to 30% by weight, preferably from 0.5 to 20% by weight, particularly preferably from 0.1 to 10% by weight, based on the monomers to be polymerized. It is also possible to use a plurality of different initiators in the emulsion polymerization. Polymerization initiators are, for example, organic peroxides, organic hydroperoxides, hydrogen peroxide, sodium or potassium persulfate, redox catalysts and azo compounds such as 2,2-azobis (4-methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile ) and 2,2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride. Examples of further initiators are dibenzoyl peroxide, tert-butyl perpivalate, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, di-tert-butyl peroxide, diamyl peroxide, dioctanoyl peroxide, didecanoyl peroxide, dilauroyl peroxide, bis (o-toluyl) peroxide, succinyl peroxide, tert. Butyl peracetate, tert-butyl perla- lactate, tert-butyl perisobutyrate, tert-butyl perpivalate, tert-butyl peroctoate, tert-butyl perbenzoate, tert-butyl hydroperoxide, azo-bis-isobutyronitrile, 2,2 'azo-bis- (2-methylbutyronitrile), 2,2 azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 2,2' (azobis N, N ' -dimethyleneisobutyroamidine) dihydrochloride. It is also possible to initiate the polymerization by means of high-energy rays such as electron beams or by irradiation with UV light. Preference is given to initiators selected from the group of organic peroxides, organic hydroperoxides and hydrogen peroxide.
Erfindungsgemäß als Initiator bevorzugt sind so genannte Reduktions-Oxidations-Initiator Systeme (Red-Ox-Initiator Systeme). Die Red-Ox-Initiator Systeme bestehen aus mindestens einem Reduktionsmittel und mindestens einem Oxidationsmittel. Bei der Oxidationskomponente handelt es sich z.B. um die bereits vorstehend genannten Initiatoren für die Emulsionspolymerisation. Besonders geeignete Oxidationskomponenten sind H2O2 oder ein Peroxid, welches hydrophobe freie Radikale bildet, z.B. tert.-Butylhydroperoxid. Bei den Reduktionskomponenten handelt es sich vorzugsweise um Natriumhydroxymethansulfinat, Acetonbisulfit oder um lösliche Metallverbindungen, deren metallische Komponente in zwei oder mehr Wertigkeitsstufen auftreten kann, z.B. Fe2*. Preferred initiators according to the invention are so-called reduction-oxidation initiator systems (redox initiator systems). The redox initiator systems consist of at least one reducing agent and at least one oxidizing agent. The oxidation component is, for example, the initiators for emulsion polymerization already mentioned above. Particularly suitable oxidation components are H2O2 or a peroxide which forms hydrophobic free radicals, for example tert-butyl hydroperoxide. The reduction components are preferably sodium hydroxymethanesulfinate, acetone bisulfite or soluble metal compounds whose metallic component can occur in two or more valence states, eg Fe 2 *.
Beispiele für besonders bevorzugte Red-Ox-Initiator-Systeme sind: Examples of particularly preferred redox initiator systems are:
Fe2+ / H202 Fe 2+ / H 2 0 2
Natriumhydroxymethansulfinat / tert.-Butylhydroperoxid Sodium hydroxymethanesulfinate / tert-butyl hydroperoxide
Acetonbisulfit / tert.-Butylhydroperoxid. Acetone bisulfite / tert-butyl hydroperoxide.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine wässrige Polymerdispersion, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomere An embodiment of the invention relates to an aqueous polymer dispersion, characterized in that as monomers
60 bis 95 Gew.-Teile mindestens eines Hauptmonomeren M1 ausgewählt aus Styrol, C1- bis C18-Alkylestern der Acrylsäure und C1- bis C18-Alkylestern der Methacrylsäure und deren Gemisch, 60 to 95 parts by weight of at least one main monomer M1 selected from styrene, C1 to C18 alkyl esters of acrylic acid and C1 to C18 alkyl esters of methacrylic acid and their mixture,
0,1 bis 5 Gew.-Teile mindestens einer ethylenisch ungesättigten Säure M3, ausgewählt aus Acrylsäure und Methacrylsäure und deren Gemisch , 0.1 to 5 parts by weight of at least one ethylenically unsaturated acid M3 selected from acrylic acid and methacrylic acid and their mixture,
1 bis 20 Gew.-Teile mindestens eines Hilfsmonomers M4 ausgewählt aus der Gruppe beste- hend aus Glycidyl(meth)acrylat und Hydroxyalkyl(meth)acrylaten mit 2 bis 4 C- Atomen in der Alkylgruppe, zusammen mit 1 to 20 parts by weight of at least one auxiliary monomer M4 selected from the group consisting of glycidyl (meth) acrylate and hydroxyalkyl (meth) acrylates having 2 to 4 C atoms in the alkyl group, together with
0,1 bis 5 Gew.-Teile copolymerisierenden, verzweigenden oder vernetzenden Monomeren M2, ausgewählt aus Monomeren mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppen und 0.1 to 5 parts by weight of copolymerizing, branching or crosslinking monomers M2, selected from monomers having at least two radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups and
von 1 bis 100 Gew. -Teilen, vorzugsweise von 10 bis 70 Gew. -Teilen Ligninsulfonat auf from 1 to 100 parts by weight, preferably from 10 to 70 parts by weight of lignosulfonate
100 Gew.-Teile Monomere eingesetzt werden, 100 parts by weight of monomers are used,
wobei die Summe der Gew.-Teile der Monomeren 100 beträgt wherein the sum of parts by weight of the monomers is 100
und wobei als Initiator für die Polymerisation ein Red-Ox-Initiator-System, vorzugsweise Fe2+/H202 oder Natriumhydroxymethansulfinat / tert.-Butylhydroperoxid verwendet wird. and wherein as initiator for the polymerization, a redox initiator system, preferably Fe 2+ / H 2 O 2 or sodium hydroxymethanesulfinate / tert-butyl hydroperoxide is used.
Die Herstellung der Polymerdispersion kann durch Emulsionspolymerisation erfolgen, es handelt sich dann um ein Emulsionspolymerisat. Bei der Emulsionspolymerisation werden in der
Regel ionische und/oder nicht-ionische Emulgatoren und/oder Schutzkolloide bzw. Stabilisatoren als grenzflächenaktive Verbindungen verwendet, um die Dispergierung der Monomeren in dem wässrigen Medium zu unterstützen. Schutzkolloide sind polymere Verbindungen, die bei Solvatation große Mengen Wasser binden und in der Lage sind, Dispersionen von wasserunlös- liehen Polymeren zu stabilisieren. Im Gegensatz zu Emulgatoren erniedrigen sie in der Regel die Grenzflächenspannung zwischen Polymerpartikein und Wasser nicht. Eine ausführliche Beschreibung geeigneter Schutzkolloide findet man in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1 , Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961 , Seiten 41 1 bis 420. Als Schutzkolloide in Betracht kommen z. B. amphiphile Polymere, also Polymere mit hydrophoben und hydrophilen Gruppen. Es kann sich um natürliche Polymere, wie Stärke oder um synthetische Polymere handeln. Als Emulgatoren kommen sowohl anionische als auch nichtionische grenzflächenaktive Stoffe in Betracht, deren zahlenmittleres Molekulargewicht üblicherweise unterhalb von 2000 g/mol oder vorzugsweise unterhalb von 1500 g/mol liegt, während das zahlenmittlere Molekulargewicht der Schutzkolloide oberhalb von 2000 g/mol liegt, bei- spielsweise von 2000 bis 100000 g/mol , insbesondere von 5000 bis 50000 g/mol. Vorzugsweise werden anionische und nichtionische Emulgatoren als grenz-flächenaktive Substanzen verwendet. Geeignete Emulgatoren sind beispielsweise ethoxylierte Ce- bis Cae-Fettalkohole mit einem Ethoxylierungsgrad von 3 bis 50, ethoxylierte Mono-, Di- und Tri- C4- bis Ci2-Alkyl- phenole mit einem Ethoxylierungsgrad von 3 bis 50, Alkalimetallsalze von Dialkylestern der Sul- fobernsteinsäure, Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Cs- bis Ci2-Alkylsulfaten, Alkalimetall- und Ammoniumsalze von C12- bis Ci8-Alkylsulfonsäuren und Alkalimetall- und Ammoniumsalze von C9- bis Ci8-Alkylarylsulfonsäuren. Falls Emulgatoren und/oder Schutzkolloide als Hilfsmittel zum Dispergieren der Monomeren mit verwendet werden, betragen die davon verwendeten Mengen beispielsweise 0.1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Monomeren. Handelsnamen von Emulgatoren sind z. B. Dowfax®2 A1 , Emulan® NP 50, Dextrol® OC 50, Emulgator 825, Emul- gator 825 S, Emulan® OG, Texapon® NSO, Nekanil® 904 S, Lumiten® l-RA, Lumiten E 3065, Lumiten® ISC, Disponil ® SDS, Disponil LDBS 20, Disponil FES 77, Lutensol AT 18, Steinapol VSL, Emulphor NPS 25. Die grenzflächenaktive Substanz wird üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren verwendet. Ligninsulfo- nat kann auch die Wirkung eines Schutzkolloids haben, wird aber erfindungsgemäß nicht als Schutzkolloid im Sinne der obigen Beschreibung verstanden. The preparation of the polymer dispersion can be carried out by emulsion polymerization, it is then an emulsion polymer. In the emulsion polymerization in the Usually ionic and / or non-ionic emulsifiers and / or protective colloids or stabilizers used as surface-active compounds to assist in the dispersion of the monomers in the aqueous medium. Protective colloids are polymeric compounds which upon solvation bind large amounts of water and are capable of stabilizing dispersions of water-insoluble polymers. In contrast to emulsifiers, they usually do not lower the interfacial tension between polymer particles and water. A detailed description of suitable protective colloids can be found in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XIV / 1, Macromolecular substances, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pages 41 1 to 420. Suitable as protective colloids z. B. amphiphilic polymers, ie polymers with hydrophobic and hydrophilic groups. They may be natural polymers such as starch or synthetic polymers. Suitable emulsifiers are both anionic and nonionic surface-active substances whose number average molecular weight is usually below 2000 g / mol or preferably below 1500 g / mol, while the number average molecular weight of the protective colloid is above 2000 g / mol, for example from 2,000 to 100,000 g / mol, in particular from 5,000 to 50,000 g / mol. Anionic and nonionic emulsifiers are preferably used as surface-active substances. Suitable emulsifiers are, for example, ethoxylated Ce- to Cae-fatty alcohols having a degree of ethoxylation of 3 to 50, ethoxylated mono-, di- and tri-C 4 - to C 12 -alkyl phenols having a degree of ethoxylation of 3 to 50, alkali metal salts of dialkyl esters of Sul - Fibernsteinsäure, alkali metal and ammonium salts of Cs to Ci2 alkyl sulfates, alkali metal and ammonium salts of C12- to Ci8 alkyl sulfonic acids and alkali metal and ammonium salts of C9- to Ci8-alkylarylsulfonic. If emulsifiers and / or protective colloids are used as auxiliaries for dispersing the monomers, the amounts used are, for example, from 0.1 to 5% by weight, based on the monomers. Trade names of emulsifiers are z. Dowfax® A1, Emulan® NP 50, Dextrol® OC 50, Emulsifier 825, Emulsifier 825 S, Emulan® OG, Texapon® NSO, Nekanil® 904 S, Lumiten® I-RA, Lumiten E 3065, Lumiten ® ISC, Disponil® SDS, Disponil LDBS 20, Disponil FES 77, Lutensol AT 18, Steinapol VSL, Emulphor NPS 25. The surfactant is usually in amounts of 0.1 to 10 wt .-%, based on the monomers to be polymerized used. Lignosulfonate may also have the effect of a protective colloid, but is not understood according to the invention as a protective colloid in the sense of the above description.
Die Emulsionspolymerisation kann in Gegenwart von Saatpartikeln erfolgen. Die Vorlage enthält dann Polymersaat, insbesondere eine Polystyrolsaat, d.h. eine wässrige Dispersion von feintei- ligem Polymer, vorzugsweise Polystyrol, mit einem Teilchendurchmesser von 20 bis 40 nm. The emulsion polymerization can be carried out in the presence of seed particles. The master then contains polymer seed, in particular a polystyrene seed, i. an aqueous dispersion of finely divided polymer, preferably polystyrene, having a particle diameter of from 20 to 40 nm.
Die Emulsionspolymerisation erfolgt in einem wässrigen Medium. Hierbei kann es sich z.B. um vollständig entsalztes Wasser handeln oder auch um Mischungen aus Wasser und einem damit mischbaren Lösemittel wie Methanol, Ethanol oder Tetrahydrofuran. Sobald die jeweils ge- wünschte Polymerisationstemperatur erreicht ist oder innerhalb einer Zeitspanne von 1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 5 bis 15 Minuten nach dem Erreichen der Polymerisationstemperatur beginnt man mit dem Dosieren der Monomeren. Sie können beispielsweise kontinuierlich innerhalb von beispielsweise 60 Minuten bis zu 10 Stunden, meistens innerhalb von 2 bis 4 Stunden in den Reaktor gepumpt werden. Vorzugsweise wird das Reaktionsgemisch in der Vorlage auf
die erforderliche Temperatur erhitzt, bei der die Polymerisation abläuft. Diese Temperaturen betragen beispielsweise 70 bis 95 C, vorzugsweise 70 bis 85 C. Die Polymerisation kann auch unter Druck durchgeführt, z.B. bei Drücken bis zu 15 bar, z.B. bei 2 bis 10 bar. Die Monomerzu- fuhr kann als Batchprozess, kontinuierlich oder stufenweise erfolgen. The emulsion polymerization takes place in an aqueous medium. This may be, for example, completely desalinated water or mixtures of water and a miscible solvent such as methanol, ethanol or tetrahydrofuran. As soon as the particular desired polymerization temperature is reached or within a time period of 1 to 15 minutes, preferably 5 to 15 minutes after the polymerization temperature has been reached, metering of the monomers begins. For example, they may be continuously pumped into the reactor within, for example, 60 minutes to 10 hours, most often within 2 to 4 hours. Preferably, the reaction mixture in the template heated the required temperature at which the polymerization takes place. These temperatures are for example 70 to 95 C, preferably 70 to 85 C. The polymerization can also be carried out under pressure, for example at pressures up to 15 bar, for example at 2 to 10 bar. The monomer feed can be carried out as a batch process, continuously or stepwise.
Die Polymerisation kann in Gegenwart von Polymerisationsreglern (Molekulargewichtsreglern) erfolgen. Beispiele für Polymerisationsregler, die optional mit verwendet werden können, sind organische Verbindungen, die Schwefel in gebundener Form enthalten wie Mercaptoethylpropi- onat, Thiodiglykol, Ethylthioethanol, Di-n-butylsulfid, Di-n-octylsulfid, Diphenylsulfid, Diisopropy- Idisulfid, 1 ,3-Mercaptopropanol, 3-Mercaptopropan-1 ,2-diol, 1 ,4-Mercaptobutanol, Thioglykol- säure, 3-Mercaptopropionsäure, Mercaptobernsteinsäure, Thioessigsäure und Thioharnstoff. Weitere Polymerisationsregler sind Aldehyde wie Formaldehyd, Acetaldehyd und Propionalde- hyd, organische Säuren wie Ameisensäure, Natriumformiat oder Ammoniumformiat, Alkohole wie insbesondere Isopropanol sowie Phosphorverbindungen wie Natriumhypophosphit. Die Menge an sämtlichen Molekulargewichtsreglern beträgt beispielsweise 0,01 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die bei der Polymerisation eingesetzten Monomeren. Die Regler werden vorzugsweise zusammen mit den Monomeren zudosiert. Sie können jedoch auch teilweise oder vollständig in der Vorlage anwesend sein. Sie können auch stufenweise gegenüber den Monomeren versetzt zudosiert werden. Ligninsulfonat zeigt auch einen Reglereffekt, wird aber erfindungsgemäß nicht als Polymerisationsregler im Sinne der obigen Beschreibung verstanden. The polymerization can be carried out in the presence of polymerization regulators (molecular weight regulators). Examples of polymerization regulators which can optionally be used are organic compounds which contain sulfur in bound form, such as mercaptoethylpropionate, thiodiglycol, ethylthioethanol, di-n-butylsulfide, di-n-octylsulfide, diphenylsulfide, diisopropyl-idisulfide, 1, 3-mercaptopropanol, 3-mercaptopropan-1, 2-diol, 1, 4-mercaptobutanol, thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, thioacetic acid and thiourea. Further polymerization regulators are aldehydes, such as formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde, organic acids, such as formic acid, sodium formate or ammonium formate, alcohols, in particular isopropanol, and phosphorus compounds, such as sodium hypophosphite. The amount of all molecular weight regulators is for example 0.01 to 5, preferably 0.1 to 1 wt .-%, based on the monomers used in the polymerization. The regulators are preferably added together with the monomers. However, they may also be present partially or completely in the template. You can also be gradually added to the monomers added. Lignosulfonate also exhibits a regulator effect, but according to the invention is not understood to be a polymerization regulator in the sense of the above description.
Nach Abschluss der Polymerisation kann man optional weiteren Initiator zum Reaktionsgemisch zugeben und eine Nachpolymerisation bei gleicher, niedrigerer oder auch höherer Temperatur wie bei der Hauptpolymerisation durchführen. Um die Polymerisationsreaktion zu vervollständigen reicht es in den meisten Fällen, das Reaktionsgemisch nach Zugabe sämtlicher Monomeren noch beispielsweise 1 bis 3 Stunden bei der Polymerisationstemperatur zu rühren. Der pH- Wert kann bei der Polymerisation beispielsweise 2 bis 7 betragen, vorzugsweise beträgt der pH-Wert von 4 bis 6. Nach der Polymerisation wird der pH-Wert beispielsweise auf einen Wert von 8 bis 9 eingestellt. After completion of the polymerization, it is optionally possible to add further initiator to the reaction mixture and to carry out postpolymerization at the same, lower or even higher temperature as in the main polymerization. In most cases, in order to complete the polymerization reaction, it is sufficient to stir the reaction mixture at the polymerization temperature for 1 to 3 hours after the addition of all the monomers. The pH during the polymerization may be, for example, from 2 to 7, preferably the pH is from 4 to 6. After the polymerization, the pH is adjusted to a value of 8 to 9, for example.
Man erhält eine wässrige Polymerdispersion, deren dispergierte Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von vorzugsweise 80 bis 350 nm, insbesondere von 150 bis 280 nm oder von 90 bis 150 nm aufweisen. Der mittlere Teilchendurchmesser der Polymerteilchen kann durch dynamische Lichtstreuung an einer 0,005 bis 0,01 Gew.-%ige wässrigen Polymerdispersion bei 23 C mit Hilfe eines Autosizers HC der Fa. Malvern Instruments, England, ermittelt werden. Die Angaben beziehen sich jeweils auf den mittleren Durchmesser der Kumulantenauswertung (cu- mulant z-average) der gemessenen Autokorrelationsfunktion gemäß Norm An aqueous polymer dispersion is obtained whose dispersed particles have an average particle diameter of preferably 80 to 350 nm, in particular from 150 to 280 nm or from 90 to 150 nm. The average particle diameter of the polymer particles can be determined by dynamic light scattering on a 0.005 to 0.01% strength by weight aqueous polymer dispersion at 23 ° C. using an Autosizers HC from Malvern Instruments, England. The data refer in each case to the mean diameter of the cumulant evaluation (cumulant z-average) of the measured autocorrelation function according to the standard
DIN ISO 13321 :1996.
Die Polymerisate haben eine Glasübergangstemperatur Tg von vorzugsweise 0 bis 50 C, insbesondere von 20 bis 40 C. Die Glasübergangstemperatur lässt sich bestimmen durch Differential Scanning Calorimetrie (ASTM D 3418-08, sogenannte "midpoint temperature", Heizrate 20°C/min). DIN ISO 13321: 1996. The polymers have a glass transition temperature Tg of preferably 0 to 50 C, in particular from 20 to 40 C. The glass transition temperature can be determined by differential scanning calorimetry (ASTM D 3418-08, so-called "midpoint temperature", heating rate 20 ° C / min).
Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen wässrigen Polymerdispersion kann z.B. von 40 bis 60 Gew.% betragen. Der Feststoffgehalt kann z.B. durch entsprechende Einstellung der bei der Emulsionspolymerisation eingesetzten Wassermenge und/oder der Monomermengen eingestellt werden. The solids content of the aqueous polymer dispersion of the invention may be e.g. from 40 to 60 wt.%. The solids content may e.g. be adjusted by appropriate adjustment of the amount of water used in the emulsion polymerization and / or the amounts of monomers.
Die Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung enthält als zweite Komponente mindestens einen Vernetzer auf Basis mindestens eines Polyisocyanats. The two-component coating composition contains as second component at least one crosslinker based on at least one polyisocyanate.
Die erfindungsgemäßen zweikomponentigen Beschichtungszusammenstzungen weisen vor- zugsweise eine Stöchiometrie (Molverhältnis) von Isocyanatgruppen des Vernetzers zu gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen (insbesondere denjenigen des hydroxyfunktionellen Polymerisats) von 0,5:1 bis 2:1 , bevorzugt 0,7:1 bis 1 ,5:1 , besonders bevorzugt 1 :1 bis 1 ,5:1 auf. The two-component coating compositions according to the invention preferably have a stoichiometry (molar ratio) of isocyanate groups of the crosslinker to isocyanate-reactive groups (in particular those of the hydroxy-functional polymer) of 0.5: 1 to 2: 1, preferably 0.7: 1 to 1.5 : 1, more preferably 1: 1 to 1, 5: 1 on.
Als Komponente (B) wird vorzugsweise mindestens ein, beispielsweise ein bis drei, bevorzugt ein bis zwei und besonders bevorzugt genau ein Polyisocyanat eingesetzt, das durch Umsetzung mindestens eines monomeren Isocyanats erhältlich ist. Die eingesetzten monomeren Isocyanate können aromatisch, aliphatisch oder cycloaliphatisch sein, bevorzugt aliphatisch oder cycloaliphatisch, was in dieser Schrift kurz als (cyclo)aliphatisch bezeichnet wird, besonders bevorzugt sind aliphatische Isocyanate. Aromatische Isocyanate sind solche, die mindestens ein aromatisches Ringsystem enthalten, also sowohl rein aromatische wie auch araliphatische Verbindungen. Cycloaliphatische Isocyanate sind solche, die mindestens ein cycloaliphatisches Ringsystem enthalten. Aliphatische Isocyanate sind solche, die ausschließlich gerade oder verzweigte Ketten enthalten, also acyclische Verbindungen. Bei den monomeren Isocyanaten handelt es sich bevorzugt um Diisocyanate, die genau zwei Isocyanatgruppen tragen. Es kann sich aber prinzipiell auch um Monoisocyanate mit einer Isocyanatgruppe handeln. As component (B) is preferably at least one, for example one to three, preferably one to two and more preferably exactly one polyisocyanate used, which is obtainable by reacting at least one monomeric isocyanate. The monomeric isocyanates used may be aromatic, aliphatic or cycloaliphatic, preferably aliphatic or cycloaliphatic, which is referred to in this document briefly as (cyclo) aliphatic, particularly preferred are aliphatic isocyanates. Aromatic isocyanates are those which contain at least one aromatic ring system, ie both purely aromatic and also araliphatic compounds. Cycloaliphatic isocyanates are those which contain at least one cycloaliphatic ring system. Aliphatic isocyanates are those which contain exclusively straight or branched chains, ie acyclic compounds. The monomeric isocyanates are preferably diisocyanates which carry exactly two isocyanate groups. In principle, however, it may also be monoisocyanates having an isocyanate group.
Es kommen prinzipiell auch höhere Isocyanate mit im Mittel mehr als 2 Isocyanatgruppen in Betracht. Dafür eignen sich beispielsweise Triisocyanate wie Triisocyanatononan, 2'-lsocy-anato- ethyl-(2,6-diisocyanatohexanoat), 2,4,6-Triisocyanatotoluol, Triphenylmethantriisocyanat oder 2,4,4'-Triisocyanatodiphenylether oder die Gemische aus Di-, Tri- und höheren Polyisocyana- ten, die beispielsweise durch Phosgenierung von entsprechenden Anilin/Formaldehyd-Kondensaten erhalten werden und Methylenbrücken aufweisende Polyphenylpolyisocyanate darstellen. Diese monomeren Isocyanate weisen keine wesentlichen Umsetzungsprodukte der Isocyanatgruppen mit sich selbst auf. Bei den monomeren Isocyanaten handelt es sich bevorzugt um Iso- cyanate mit 4 bis 20 C-Atomen. Beispiele für übliche Diisocyanate sind aliphatische Diisocyanate wie Tetramethylendiisocyanat, 1 ,5-Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (1 ,6-Diisocyanatohexan), Octamethylendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Dodecamethyl-
endiisocyanat, Tetradecamethylendiisocyanat, Derivate des Lysindiisocyanats, (z.B. Methyl- o- der Ethyl-2,6-diisocy-anatohexanoat),Trimethylhexandiisocyanat oder Tetramethylhexandiiso- cyanat, cycloaliphatische Diisocyanate wie 1 ,4-, 1 ,3- oder 1 ,2-Diisocyanatocyclohexan, 4,4'- o- der 2,4'-Di(isocy-anatocyclohexyl)methan, 1 -lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-(isocyanatome- thyl)cyclohexan (Isophorondiisocyanat), 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan oder 2,4-, oder 2,6-Diiso-cyanato-1-methylcyclohexan sowie 3 (bzw. 4), 8 (bzw. 9)-Bis(isocyanatome- thyl)-tricy-clo[5.2.1.02 6]decan-lsomerengemische, sowie aromatische Diisocyanate wie 2,4- o- der 2,6-To-luylendiisocyanat und deren Isomerengemische, m- oder p-Xy-lylen-diisocyanat, 2,4'- oder 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und deren Isomerengemische, 1 ,3- oder 1 ,4-Pheny- lendiisocyanat, 1-Chlor-2,4-phenylendiisocyanat, 1 ,5-Naphthylen-diisocyanat, Diphenylen-4,4'- di-isocyanat, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl, 3-Methyldi-phenylmethan-4,4'-diisocya- nat, Tetramethylxylylendiisocyanat, 1 ,4-Diisocyanatobenzol oder Diphenylether-4,4'-diisocya- nat. Besonders bevorzugt sind 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat, In principle, higher isocyanates having an average of more than 2 isocyanate groups into consideration. Triisocyanates such as triisocyanatononane, 2'-isocyanato-ethyl- (2,6-diisocyanatohexanoate), 2,4,6-triisocyanatotoluene, triphenylmethane triisocyanate or 2,4,4'-triisocyanatodiphenyl ether or the mixtures of di-, are suitable for this purpose, for example. Tri- and higher Polyisocyana- th obtained, for example, by phosgenation of corresponding aniline / formaldehyde condensates and represent methylene bridges containing polyphenyl polyisocyanates. These monomeric isocyanates have no significant reaction products of the isocyanate groups with itself. The monomeric isocyanates are preferably isocyanates having 4 to 20 C atoms. Examples of customary diisocyanates are aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (1,6-diisocyanatohexane), octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethyl endiisocyanate, tetradecamethylene diisocyanate, derivatives of lysine diisocyanate, (for example methyl or ethyl 2,6-diisocyanatoatohexanoate), trimethylhexane diisocyanate or tetramethylhexane diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates, such as 1,1,4-, 1,3- or 1,2-diisocyanatocyclohexane , 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5- (isocyanatomethyl) cyclohexane (isophorone diisocyanate), 1, 3 or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane or 2,4- or 2,6-diisocyanato-1-methylcyclohexane and also 3 (or 4), 8 (or 9) -bis (isocyanatomethyl) - tricyclic [5.2.1.0 2 6 ] decane isomer mixtures, and aromatic diisocyanates such as 2,4-o- and 2,6-to-luylendiisocyanat and their isomer mixtures, m- or p-xy-lylene diisocyanate, 2,4 '- or 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and their isomer mixtures, 1, 3 or 1, 4-phenylene diisocyanate, 1-chloro-2,4-phenylene diisocyanate, 1, 5-naphthylene diisocyanate, diphenylene-4,4' di-isocyanate, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl, 3-methyldi-p henylmethane-4,4'-diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 1, 4-diisocyanatobenzene or diphenyl ether-4,4'-diisocyanate. Particular preference is given to 1,6-hexamethylene diisocyanate,
1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)-cyclo-hexan, Isophorondiisocyanat und 4,4'- oder 2,4'-Di(isocyanato- cyclohexyl)methan, ganz besonders bevorzugt sind Isophorondiisocyanat und 1 ,6-Hexamethy- len-diisocyanat, insbesondere bevorzugt ist 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat. Es können auch Gemische der genannten Isocyanate vorliegen. 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate and 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane, very particular preference is given to isophorone diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate, particular preference is 1, 6-hexamethylene diisocyanate. There may also be mixtures of said isocyanates.
Isophorondiisocyanat liegt zumeist als ein Gemisch, und zwar der eis- und trans-lsomere vor, in der Regel im Verhältnis von ca. 60:40 bis 80:20 (w/w), bevorzugt im Verhältnis von ca. 70:30 bis 75:25 und besonders bevorzugt im Verhältnis von ca. 75:25. Dicyclohexylmethan-4,4'-di-iso- eyanat kann ebenfalls als Gemisch der verschiedenen eis- und trans-lsomere vorliegen. Isophorone diisocyanate is usually present as a mixture, namely of the cis and trans isomers, generally in the ratio of about 60:40 to 80:20 (w / w), preferably in the ratio of about 70:30 to 75 : 25 and most preferably in the ratio of about 75:25. Dicyclohexylmethane-4,4'-di-iso-eyanate may also be present as a mixture of the different cis and trans isomers.
Für die vorliegende Erfindung können sowohl solche Diisocyanate eingesetzt werden, die durch Phosgenierung der korrespondierenden Amine erhalten werden, als auch solche, die ohne die Verwendung von Phosgen, d. h. nach phosgenfreien Verfahren, hergestellt werden. Nach Angaben der EP-A-0 126 299 (US 4 596 678), EP-A-126 300 (US 4 596 679) und EP-A-355 443 (US 5 087 739) beispielsweise können (cyclo)aliphatische Diisocyanate, z.B. 1 ,6-Hexame-thyl- endiisoeyanat (HDI), isomere aliphatische Diisocyanate mit 6 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, 4,4'- oder 2,4'-Di(isocyanatocyclohexyl)methan und 1-lsocyanato-3-isocyanato-methyl-3,5,5- trimethyl-cyclohexan (Isophorondiisocyanat bzw. IPDI) hergestellt werden durch Umsetzung der (cyclo)aliphatischen Diamine mit beispielsweise Harnstoff und Alkoholen zu (cyclo)-aliphati- schen Biscarbaminsäureestern und deren thermische Spaltung in die entsprechenden Diisocyanate und Alkohole. Die Synthese erfolgt meist kontinuierlich in einem Kreislaufverfahren und ge- gebenenfalls in Gegenwart von N-unsubstituierten Carbaminsäureestern, Dialkylcarbonaten und anderen aus dem Reaktionsprozess zurückgeführten Nebenprodukten. So erhaltene Diisocyanate weisen in der Regel einen sehr geringen oder sogar nicht messbaren Anteil an chlorierten Verbindungen auf, was beispielsweise in Anwendungen in der Elektronikindustrie vorteilhaft ist. For the present invention, it is possible to use both those diisocyanates which are obtained by phosgenation of the corresponding amines and those which can be obtained without the use of phosgene, ie. H. after phosgene-free process, are produced. According to EP-A-0 126 299 (US Pat. No. 4,596,678), EP-A-126 300 (US Pat. No. 4,596,679) and EP-A-355 443 (US Pat. No. 5,087,739), for example, (cyclo) aliphatic diisocyanates, eg 1, 6-hexamethylenediisocyanate (HDI), isomeric aliphatic diisocyanates having 6 carbon atoms in the alkylene radical, 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane and 1-isocyanato-3-isocyanato-methyl-3 , 5,5-trimethyl-cyclohexane (isophorone diisocyanate or IPDI) are prepared by reacting the (cyclo) aliphatic diamines with, for example, urea and alcohols to (cyclo) -aliphatic Biscarbaminsäureestern and their thermal cleavage into the corresponding diisocyanates and alcohols. The synthesis is usually carried out continuously in a cyclic process and, if appropriate, in the presence of N-unsubstituted carbamic acid esters, dialkyl carbonates and other by-products recycled from the reaction process. Diisocyanates obtained in this way generally have a very low or even immeasurable amount of chlorinated compounds, which is advantageous, for example, in applications in the electronics industry.
Vorzugsweise weisen die eingesetzten Isocyanate einen Gesamtgehalt an hydrolysierbarem Chlor von weniger als 80 ppm, bevorzugt weniger als 30 ppm, und insbesondere weniger als 25 ppm auf. Dies kann beispielsweise gemessen werden durch die ASTM-Vorschrift D4663-98.
Selbstverständlich können auch Gemische aus solchen monomeren Isocyanaten, die durch Umsetzung der (cyclo)aliphatischen Diamine mit beispielsweise Harnstoff und Alkoholen und Spaltung der erhaltenen (cyclo)aliphatischen Biscarbaminsaureester erhalten worden sind, mit solchen Diisocyanaten, die durch Phosgenierung der korrespondierenden Amine erhalten worden sind, eingesetzt werden. The isocyanates used preferably have a total hydrolyzable chlorine content of less than 80 ppm, preferably less than 30 ppm, and in particular less than 25 ppm. This can be measured, for example, by ASTM D4663-98. Of course, mixtures of such monomeric isocyanates, which have been obtained by reacting the (cyclo) aliphatic diamines with, for example, urea and alcohols and cleavage of the obtained (cyclo) aliphatic Biscarbaminsaureester, with such diisocyanates, which have been obtained by phosgenation of the corresponding amines, be used.
Die Polyisocyanate (B), zu denen die monomeren Isocyanate oligomerisiert werden können, sind vorzugsweise wie folgt charakterisiert. Die mittlere NGO Funktionalität solcher Verbindun- gen beträgt vorzugsweise mindestens 1 ,8 und kann bis zu 8 betragen, bevorzugt 2 bis 5 und besonders bevorzugt 2,4 bis 4. Der Gehalt an Isocyanatgruppen nach der Oiigomerisierung, berechnet als NGO = 42 g/mol, beträgt, wenn nicht anders angegeben, vorzugsweise von 5 bis 25 Gew%. Bevorzugt handelt es sich bei den Polyisocyanaten (B) um folgende Verbindungen: 1 ) Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate von aromatischen, aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanaten. Besonders bevorzugt sind hierbei die entsprechenden aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Isocyanato-Isocyanurate und insbesondere die auf Basis von Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat. Bei den dabei vorliegenden Isocyanuraten handelt es sich insbesondere um Tris-isocyanatoalkyl- bzw. Tris- isocyanatocycloalkyl-lsocyanurate, welche cyclische Trimere der Diisocyanate darstellen, oder um Gemische mit ihren höheren, mehr als einen Isocyanuratring aufweisenden Homologen. Die Isocyanato-Isocyanurate haben im Allgemeinen einen NCO-Gehalt von 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,6 bis 8. The polyisocyanates (B) to which the monomeric isocyanates can be oligomerized are preferably characterized as follows. The average NGO functionality of such compounds is preferably at least 1, 8 and may be up to 8, preferably 2 to 5 and particularly preferably 2.4 to 4. The content of isocyanate groups after the oligomerization, calculated as NGO = 42 g / mol , unless otherwise specified, is preferably from 5 to 25% by weight. The polyisocyanates (B) are preferably the following compounds: 1) polyisocyanates containing isocyanurate groups of aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates. Particular preference is given here to the corresponding aliphatic and / or cycloaliphatic isocyanato-isocyanurates and in particular those based on hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate. The isocyanurates present are, in particular, tris-isocyanatoalkyl or trisisocyanatocycloalkyl isocyanurates, which are cyclic trimers of the diisocyanates, or mixtures with their higher homologs having more than one isocyanurate ring. The isocyanato-isocyanurates generally have an NCO content of 10 to 30 wt .-%, in particular 15 to 25 wt .-% and an average NCO functionality of 2.6 to 8.
2) Uretdiongruppen aufweisende Polyisocyanate mit aromatisch, aliphatisch und/oder cyclo- aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, vorzugsweise aliphatisch und/oder cyclo- aliphatisch gebundenen und insbesondere die von Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleiteten. Bei Uretdiondiisocyanaten handelt es sich um cyclische Dimerisierungsprodukte von Diisocyanaten. 2) polyisocyanates containing uretdione groups with aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic bound isocyanate groups, preferably aliphatically and / or cyclo-aliphatically bonded and in particular those derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Uretdione diisocyanates are cyclic dimerization products of diisocyanates.
Die Uretdiongruppen aufweisenden Polyisocyanate werden im Rahmen dieser Erfindung im Gemisch mit anderen Polyisocyanaten, insbesondere den unter 1 ) genannten, erhalten. Dazu können die Diisocyanate unter Reaktionsbedingungen umgesetzt werden, unter denen sowohl Uretdiongruppen als auch die anderen Polyisocyanate gebildet werden, o- der zunächst die Uretdiongruppen gebildet und diese anschließend zu den anderen Polyisocyanaten umgesetzt werden oder die Diisocyanate zunächst zu den anderen Polyisocyanaten und diese anschließend zu Uretdiongruppen-haltigen Produkten umgesetzt werden. The polyisocyanates containing uretdione groups are obtained in the context of this invention in a mixture with other polyisocyanates, in particular those mentioned under 1). For this purpose, the diisocyanates can be reacted under reaction conditions under which both uretdione groups and the other polyisocyanates are formed, o- initially formed the uretdione and then these are reacted to the other polyisocyanates or the diisocyanates first to the other polyisocyanates and these then to uretdione groups containing products.
Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aromatisch, cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen, bevorzugt cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, insbesondere Tris-(6-isocyanatohexyl)-biuret oder dessen Gemische mit seinen
höheren Homologen. Diese Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate weisen vorzugsweise (insbesondere im Fall von HDI) einen NCO-Gehalt von 18 bis 23,5 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,8 bis 6 auf. 4) Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aromatisch, Biuret group-containing polyisocyanates with aromatic, cycloaliphatic or aliphatic bound, preferably cycloaliphatic or aliphatic bound isocyanate groups, in particular tris (6-isocyanatohexyl) biuret or mixtures thereof with its higher homologs. These biuret polyisocyanates preferably have an NCO content of 18 to 23.5 wt .-% and an average NCO functionality of 2.8 to 6 (especially in the case of HDI). 4) polyisocyanates containing urethane and / or allophanate groups with aromatic,
aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen, bevorzugt aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von überschüssigen Mengen an Diisocyanat, beispielsweise Hexamethylendiisocyanat oder Isophoron- diisocyanat, mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen (A). Diese Urethan- und/oder Allopha- natgruppen aufweisenden Polyisocyanate haben im Allgemeinen einen NCO-Gehalt von aliphatic or cycloaliphatic bonded, preferably aliphatically or cycloaliphatically bound isocyanate groups, as for example by reacting excess amounts of diisocyanate, for example hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate, with monohydric or polyhydric alcohols (A). These urethane and / or allophanate-containing polyisocyanates generally have an NCO content of
12 bis 24 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,3 bis 4,5. Solche Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocyanate können unkatalysiert oder bevorzugt in Gegenwart von Katalysatoren, wie beispielsweise Ammoniumcarboxylaten oder -hydroxiden, oder Allophanatisierungskatalysatoren, z.B. Zn-(ll)-Verbindungen, je- weils in Anwesenheit von ein-, zwei- oder mehrwertigen, bevorzugt einwertigen Alkoholen, hergestellt werden. 12 to 24 wt .-% and an average NCO functionality of 2.3 to 4.5. Such urethane and / or allophanate group-containing polyisocyanates can be used uncatalyzed or, preferably, in the presence of catalysts such as ammonium carboxylates or hydroxides, or allophanatization catalysts, e.g. Zn (II) compounds, in each case in the presence of mono-, di- or polyhydric, preferably monohydric alcohols.
5) Oxadiazintriongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Oxadiazintriongruppen enthal- tenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanat und Kohlendioxid zugänglich. 5) oxadiazinetrione-containing polyisocyanates, preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Such oxadiazinetrione-containing polyisocyanates are accessible from diisocyanate and carbon dioxide.
6) Iminooxadiazindiongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Iminooxadiazindiongruppen enthaltenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanaten mittels spezieller Katalysatoren her- stellbar. Diese liegen üblicherweise in einem Gemisch mit Polyisocyanaten 1 ), ggf. noch mit 2) und / oder 4) vor. 6) Iminooxadiazindiongruppen containing polyisocyanates, preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Such polyisocyanates containing iminooxadiazinedione groups can be prepared from diisocyanates by means of special catalysts. These are usually present in a mixture with polyisocyanates 1), possibly also with 2) and / or 4).
7) Uretonimin-modifizierte Polyisocyanate. 8) Carbodiimid-modifizierte Polyisocyanate. 7) Uretonimine-modified polyisocyanates. 8) carbodiimide-modified polyisocyanates.
9) Hyperverzweigte Polyisocyanate, wie sie beispielsweise bekannt sind aus der 9) hyperbranched polyisocyanates, as they are known for example from
DE-A1 10013186 oder DE-A1 10013187. DE-A1 10013186 or DE-A1 10013187.
10) Polyurethan-Polyisocyanat-Präpolymere, aus Di- und/oder Polyisocyanaten mit Alkoholen. 10) polyurethane-polyisocyanate prepolymers of di- and / or polyisocyanates with alcohols.
1 1 ) Polyharnstoff-Polyisocyanat-Präpolymere. 1 1) polyurea-polyisocyanate prepolymers.
12) Die Polyisocyanate 1 )-1 1 ), bevorzugt 1 ), 3), 4) und 6) können nach deren Herstellung in Biuretgruppen- oder Urethan-/Allophanat-Gruppen aufweisende Polyisocyanate mit aro- matisch, cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen, bevorzugt (cyclo)aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, überführt werden. Die Bildung von Biuretgruppen erfolgt beispielsweise durch Zugabe von Wasser oder Umsetzung mit Aminen. Die Bildung von Urethan- und/oder Allophanatgruppen erfolgt durch Umsetzung mit ein-, zwei- oder mehr-
wertigen, bevorzugt einwertigen Alkoholen, gegebenenfalls in Gegenwart von geeigneten Katalysatoren. Diese Biuret- oder Urethan-/Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocya- nate weisen im Allgemeinen einen NCO-Gehalt von 18 bis 22 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,8 bis 6 auf. 12) The polyisocyanates 1) -1 1), preferably 1), 3), 4) and 6) may, after their preparation in biuret or urethane / allophanate groups having polyisocyanates having aromatic, cycloaliphatic or aliphatic bound preferred (cyclo) aliphatically bonded isocyanate groups, transferred. The formation of biuret groups takes place, for example, by addition of water or reaction with amines. The formation of urethane and / or allophanate groups takes place by reaction with one, two or more valent, preferably monohydric alcohols, optionally in the presence of suitable catalysts. These biuret or urethane / allophanate-containing polyisocyanates generally have an NCO content of 18 to 22% by weight and an average NCO functionality of 2.8 to 6.
13) Hydrophil modifizierte Polyisocyanate, d.h. Polyisocyanate, die neben den unter 1-12 beschriebenen Gruppen solche enthalten, die formal durch Addition von Molekülen mit NCO-reaktiven Gruppen und hydrophilierenden Gruppen an die Isocyanatgruppen obiger Moleküle entstehen. Bei letzteren handelt es sich um nichtionische Gruppen wie Alkyl-Po- lyethylenoxid und/oder ionische, welche von Phosphorsäure, Phosphonsäure, Schwefelsäure oder Sulfonsäure, bzw. ihren Salzen organisch modifiziert abgeleitet sind. Diese können hier untypisch aber erfindungsgemäß in lösungsmittelbasierten Systemen eingesetzt werden, insbesondere als eine Teilkomponente der Isocyanatkomponente. 13) Hydrophilic modified polyisocyanates, i. Polyisocyanates which contain, in addition to the groups described under 1-12, those which formally arise by addition of molecules with NCO-reactive groups and hydrophilicizing groups to the isocyanate groups of the above molecules. The latter are nonionic groups such as alkylpolyethylene oxide and / or ionic, which are derived from phosphoric acid, phosphonic acid, sulfuric acid or sulfonic acid, or their salts organically modified. These can be used untypically but according to the invention in solvent-based systems, in particular as a partial component of the isocyanate component.
14) Modifizierte Polyisocyanate für Dual Cure Anwendungen, d.h. Polyisocyanate, die neben den unter 1-13 beschriebenen Gruppen solche enthalten, die formal durch Addition von Molekülen mit NCO-reaktiven Gruppen und durch UV- oder aktinische Strahlung vernetzbare Gruppen an die Isocyanatgruppen obiger Moleküle entstehen. Bei diesen Molekülen handelt es sich beispielsweise um Hydroxyalkyl(meth)acrylate und andere Hydroxy-Vinyl- verbindungen. 14) Modified Polyisocyanates for Dual Cure Applications, i. Polyisocyanates which contain, in addition to the groups described under 1-13, those which formally arise by addition of molecules with NCO-reactive groups and groups crosslinkable by UV or actinic radiation to the isocyanate groups of the above molecules. These molecules are, for example, hydroxyalkyl (meth) acrylates and other hydroxy-vinyl compounds.
Die oben aufgeführten Diisocyanate oder Polyisocyanate können auch zumindest teilweise in blockierter Form vorliegen. Zur Blockierung eingesetzte Verbindungsklassen sind beschrieben in D. A. Wieks, Z. W. Wieks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41 , 1 -83 (2001 ) sowie 43, 131-140 (2001 ). Beispiele für zur Blockierung eingesetzte Verbindungsklassen sind Phenole, Imidazoie, Triazoie, Pyrazole, Oxime, N-Hydroxyimide, Hydroxybenzoesäureester, sekundäre Amine, Lactame, CH-acide cyclische Ketone, Malonsäureester oder Alkylacetoacetate. The diisocyanates or polyisocyanates listed above may also be present at least partially in blocked form. Linking classes of compounds are described in D.A. Wieks, Z.W. Wieks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41, 1-83 (2001) and 43, 131-140 (2001). Examples of classes of compounds used for blocking are phenols, imidazoie, triazoin, pyrazoles, oximes, N-hydroxyimides, hydroxybenzoic acid esters, secondary amines, lactams, CH-acidic cyclic ketones, malonic esters or alkyl acetoacetates.
Vorzugsweise ist das Polyisocyanat (B) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Isocyanura- ten, Iminooxadiazindionen, Biureten, Uretdionen, Urethanen und Allophanaten, insbesondere aus der Gruppe bestehend aus Isocyanuraten, Urethanen und Allophanaten, besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Isocyanuraten und Allophanaten, insbesondere handelt es sich um ein isocyanuratgruppenhaltiges Polyisocyanat. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Polyisocyanat (B) um Isocyanuratgruppen enthaltende Polyisocyanate von 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Polyisocyanat (B) um ein Gemisch von Isocyanuratgruppen enthaltenden Polyisocyanaten von 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat und von Isophorondiisocyanat. The polyisocyanate (B) is preferably selected from the group consisting of isocyanurates, iminooxadiazinediones, biurets, uretdiones, urethanes and allophanates, in particular from the group consisting of isocyanurates, urethanes and allophanates, particularly preferably from the group consisting of isocyanurates and allophanates, in particular it is an isocyanurate group-containing polyisocyanate. In a particularly preferred embodiment, the polyisocyanate (B) is isocyanurate-containing polyisocyanates of 1,6-hexamethylene diisocyanate. In a further particularly preferred embodiment, the polyisocyanate (B) is a mixture of isocyanurate-containing polyisocyanates of 1,6-hexamethylene diisocyanate and of isophorone diisocyanate.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Polyisocyanat (B) um ein Gemisch enthaltend niedrigvis- kose Polyisocyanate, bevorzugt Isocyanuratgruppen enthaltende Polyisocyanate, mit einer Viskosität von 600-1500 mPa*s, insbesondere unter 1200 mPa*s, niederviskose Urethane und/oder Allophanate mit einer Viskosität von 200-1600 mPa*s, und/oder Iminooxadiazindiongruppen enthaltende Polyisocyanate. Die Viskositäten beziehen sich auf Messung bei 20 C.
Das Verfahren zur Herstellung der Polyisocyanate kann erfolgen, wie in WO 2005/087828 oder wie in WO 2008/068198 beschrieben, dort besonders von Seite 20, Zeile 21 bis Seite 27, Zeile15, was hiermit durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sei. Die Re- aktion kann beispielsweise abgebrochen werden, wie dort von Seite 31 , Zeile 19 bis Seite 31 , Zeile 31 beschrieben und die Aufarbeitung erfolgen wie dort beschrieben von Seite 31 , Zeile 33 bis Seite 32, Zeile 40, was hiermit jeweils durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sei. Die Reaktion kann alternativ auch abgebrochen werden, wie in WO 2005/087828 von Seite 1 1 , Zeile 12 bis Seite 12, Zeile 5 beschrieben, was hiermit durch Bezugnahme Be- standteil der vorliegenden Anmeldung sei. Bei thermisch labilen Katalysatoren ist es weiterhin auch möglich, die Reaktion abzubrechen durch Erhitzen des Reaktionsgemischs auf eine Temperatur oberhalb von mindestens 80 C, bevorzugt mindestens 100 C, besonders bevorzugt mindestens 120 °C. Dafür reicht in der Regel bereits die Erwärmung des Reaktionsgemischs, wie sie zur Abtrennung des unumgesetzten Isocyanats durch Destillation in der Aufarbeitung erforderlich ist. Sowohl bei thermisch nicht-labilen als auch bei thermisch labilen Katalysatoren besteht die Möglichkeit, durch Zugabe von Deaktivatoren die Reaktion bei niedrigeren Temperaturen abzubrechen. Geeignete Deaktivatoren sind beispielsweise Chlorwasserstoff, Phosphorsäure, organische Phosphate, wie Dibutylphosphat oder Diethylhexylphosphat, Carbamate wie Hydroxyalkylcarbamat oder organische Carbonsäuren. Diese Verbindungen werden pur o- der verdünnt in geeigneter Konzentration, die zum Reaktionsabbruch erforderlich ist, zugegeben. Bevorzugt sind Dibutylphosphat oder Diethylhexylphosphat. The polyisocyanate (B) is preferably a mixture comprising low-viscosity polyisocyanates, preferably polyisocyanates containing isocyanurate groups, having a viscosity of 600-1500 mPa * s, in particular less than 1200 mPa * s, low-viscosity urethanes and / or allophanates having one Viscosity of 200-1600 mPa * s, and / or iminooxadiazinedione groups containing polyisocyanates. The viscosities are based on measurement at 20 ° C. The process for preparing the polyisocyanates can be carried out as described in WO 2005/087828 or as described in WO 2008/068198, there in particular from page 20, line 21 to page 27, line 15, which is hereby incorporated by reference in the present application. The reaction can be stopped, for example, as described there from page 31, line 19 to page 31, line 31 and the workup carried out as described there from page 31, line 33 to page 32, line 40, which hereby incorporated by reference the present application. Alternatively, the reaction can also be stopped, as described in WO 2005/087828 from page 11, line 12 to page 12, line 5, which is hereby incorporated by reference in the present application. In thermally labile catalysts, it is also possible to stop the reaction by heating the reaction mixture to a temperature above at least 80 C, preferably at least 100 C, more preferably at least 120 ° C. This usually already warming of the reaction mixture, as required for the separation of the unreacted isocyanate by distillation in the workup. Both in the case of thermally unstable and thermally unstable catalysts, it is possible to terminate the reaction at lower temperatures by adding deactivators. Suitable deactivators are, for example, hydrogen chloride, phosphoric acid, organic phosphates, such as dibutyl phosphate or diethylhexyl phosphate, carbamates, such as hydroxyalkyl carbamate or organic carboxylic acids. These compounds are added neat or diluted in the appropriate concentration necessary for reaction termination. Preference is given to dibutyl phosphate or diethylhexyl phosphate.
Niedrigviskose Polyisocyanate oder Allophanate von Diisocyanaten können beispielsweise auch entsprechend der WO 2005/087828 hergestellt werden. Bei den niedrigviskosen Polyiso- cyanaten wird die Reaktion bei niedrigerem Umsatz als in den konkreten Beispielen derLow-viscosity polyisocyanates or allophanates of diisocyanates can also be prepared, for example, in accordance with WO 2005/087828. In the case of the low-viscosity polyisocyanates, the reaction is carried out at a lower conversion than in the concrete examples of
WO 2005/087828 thermisch oder durch chemische Desaktivatoren abgebrochen, ansonsten aber analog verfahren. Auf diese Weise können Produkte auf Basis Hexamethylendiisocyanat mit Viskositäten beispielsweise von 900-1500 mPa*s hergestellt werden, jedoch auch mit niedrigeren Viskositäten, bevorzugt bis zu 500 mPa*s. In analoger Weise können auch Allophanate mit den gleichen Katalysatoren hergestellt werden, in dem zu dem Monomer Hexamethylendiisocyanat zusätzlich Mono- und / oder Dialkohole, bevorzugt C1-C18 Mono- und / oder C2-C18 Dialkohole zugegeben werden. Bevorzugt sind dies Butanol, Pentanol, 2-Ethyl-hexanol, 1 ,3-Hexandiol, respektive 3,3,5-Trimethylpentandiol. Monoalkohole werden bevorzugt in Mengen bis maximal 25 % auf Endprodukt zugegeben. Die Viskositäten der Produkte aus Hexame- thylendiisocyanat und Monoalkohol liegen bevorzugt in einem Bereich von 200-1500 mPa*s. Sie enthalten entsprechend der üblichen Zusammensetzung der Polyisocyanate 4) wesentliche Mengen Isocyanurate, ggf. auch Urethane. Analog können auch hochviskose Polyisocyanate oder Allophanate von Diisocyanaten beispielsweise entsprechend der WO 2005/087828 hergestellt werden. Bei den hochviskosen Poiyisocyanaten wird die Reaktion bei höherem Umsatz als in den konkreten Beispielen der WO 2005/087828 thermisch oder durch chemische Desaktivatoren abgebrochen. Bevorzugt betragen die Viskositäten von Poiyisocyanaten basierend auf Hexamethylendiisocyanat nicht mehr als 30 Pa*s. Eine Verdünnung der hochviskosen Verbindungen in Lösungsmitteln ist sinnvoll.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der beschriebenen Zweikomponenten Be- schichtungszusammensetzung zur Holzbeschichtung (Holzlack), insbesondere als Klarlack zur Holzbeschichtung. WO 2005/087828 terminated thermally or by chemical deactivators, but otherwise analogous procedure. In this way, products based on hexamethylene diisocyanate having viscosities of, for example, 900-1500 mPa * s can be prepared, but also with lower viscosities, preferably up to 500 mPa * s. In an analogous manner allophanates can also be prepared with the same catalysts in which mono- and / or dialcohols, preferably C1-C18 mono- and / or C2-C18 dialcohols, are additionally added to the monomer hexamethylene diisocyanate. These are preferably butanol, pentanol, 2-ethyl-hexanol, 1, 3-hexanediol, and 3,3,5-trimethylpentanediol. Monoalcohols are preferably added in amounts of up to 25% to the end product. The viscosities of the products of hexamethylene diisocyanate and monoalcohol are preferably in a range of 200-1500 mPa * s. They contain according to the usual composition of the polyisocyanates 4) significant amounts of isocyanurates, possibly also urethanes. Similarly, it is also possible to prepare highly viscous polyisocyanates or allophanates of diisocyanates in accordance with WO 2005/087828. In the case of the highly viscous polyisocyanates, the reaction is terminated at higher conversion than in the specific examples of WO 2005/087828 thermally or by chemical deactivators. Preferably, the viscosities of polyisocyanates based on hexamethylene diisocyanate are not more than 30 Pa * s. A dilution of the high-viscosity compounds in solvents is useful. The invention also relates to the use of the described two-component coating composition for wood coating (wood finish), in particular as clearcoat for wood coating.
Gegenstand der Erfindung ist auch mit der beschriebenen Zweikomponenten Beschichtungszu- sammensetzung beschichtetes Holz. Das Holz kann z.B. ausgewählt sein aus Eiche, Fichte, Kiefer, Buche, Ahorn, Kastanie, Platane, Robinie, Esche, Birke, Pinie, Ulme, Walnuss, Makore oder Kork. The invention also relates to wood coated with the described two-component coating composition. The wood may e.g. selected from oak, spruce, pine, beech, maple, chestnut, sycamore, robinia, ash, birch, pine, elm, walnut, makore or cork.
Auf Basis der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellte Holzlacke können übliche Zusatzstoffe wie Wachse, Filmbildehilfsmittel, Lösemittel, Mattierungsmittel, Entschäumer, Lichtstabilisatoren, UV-Absorber, Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe und/oder Verdicker enthalten. Wachse sind z.B. solche auf Basis von Paraffin oder Polyethylen. Die Wachse werden üblicher- weise als 20 bis 60 gew. % ige Dispersionen während oder nach der Emulsionspolymerisation zugegeben. Es werden Wachse mit Erweichungspunkten von vorzugsweise 50 bis 250 C, besonders bevorzugt von 70 bis 130 C, verwendet. Die Teilchengröße der Wachsteilchen kann 0,01 bis 0,5 pm betragen. Zur besseren Filmbildung können Filmbildehilfsmittel wie z.B. Butyl- glykol, Diisobutylestergemische der Adipin-, Glutar- und/oder Bernsteinsäure sowie andere or- ganische Lösemittel in Mengen von 3 bis 8 Gew.% zugesetzt werden. Weiterhin können Mattierungsmittel wie z.B. Siliciumdioxidverbindungen in Mengen von 0,5 bis 2 Gew.-% sowie Verdicker z.B. auf Basis von Polyurethan und/oder Polyacrylaten mitverwendet werden. Füllstoffe sind z.B. Silikate, z.B. Silikate erhältlich durch Hydrolyse von Siliziumtetrachlorid, wie z.B. Aero- sil®; Kieselerde, Talk, Aluminiumsilikat, Magnesiumsilikat, Calciumcarbonat etc. Geeignete Lichtstabilisatoren umfassen beispielsweise UV-Absorber wie z.B. Oxanilide, Triazine, Benzotri- azole (z.B. Tinuvin®) oder Benzophenone. Sie können allein oder in Kombination mit Radikalfängern eingesetzt werden. Radikalfänger sind z.B. sterisch gehinderte Amine wie z.B. 2,2,6,6- Tetramethylpiperidine, 2,6-Di-tert-butylpiperidin oder Derivative davon, z.B. Bis(2,2,6,6-tetra- methyl-4-piperidyl)sebacat. Die Lichtstabilisatoren können z.B. in Mengen von 0,1 bis Wood coatings produced on the basis of the composition according to the invention may contain conventional additives such as waxes, film-forming agents, solvents, matting agents, defoamers, light stabilizers, UV absorbers, dyes, pigments, fillers and / or thickeners. Waxes are e.g. those based on paraffin or polyethylene. The waxes are usually used as 20 to 60 wt. % dispersions added during or after the emulsion polymerization. Waxes with softening points of preferably 50 to 250 C, more preferably from 70 to 130 C, are used. The particle size of the wax particles may be 0.01 to 0.5 pm. For better film formation, film-forming aids, such as e.g. Butylglycol, Diisobutylestergemische of adipic, glutaric and / or succinic acid and other organic solvents in amounts of 3 to 8 wt.% To be added. Furthermore, matting agents such as e.g. Silica compounds in amounts of 0.5 to 2 wt .-% and thickener, for example. be used on basis of polyurethane and / or polyacrylates. Fillers are e.g. Silicates, e.g. Silicates obtainable by hydrolysis of silicon tetrachloride, e.g. Aerosil®; Silica, talc, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium carbonate, etc. Suitable light stabilizers include, for example, UV absorbers, e.g. Oxanilides, triazines, benzotriazoles (e.g., Tinuvin®) or benzophenones. They can be used alone or in combination with radical scavengers. Radical scavengers are e.g. sterically hindered amines such as e.g. 2,2,6,6-tetramethylpiperidines, 2,6-di-tert-butylpiperidine or derivatives thereof, e.g. Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate. The light stabilizers may e.g. in amounts of 0.1 to
5,0 Gew.%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Zusammensetzung eingesetzt werden. 5.0% by weight, based on the solids content of the composition.
Die Beschichtung von Substraten kann derart erfolgen, dass die beiden Komponenten der Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung miteinander vermischt werden (vorzugsweise unmittelbar vor der Anwendung), mit einem an sich dem Fachmann bekannten Beschich- tungsverfahren in geeigneter Beschichtungsdicke auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht werden und Wasser und sonstige flüchtige Bestandteile durch Trocknung oder Verdampfung bei Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen entfernt werden. Dieses Verfahren kann ein oder mehrere Male wiederholt werden. Das Aufbringen auf die zu beschichtende Oberfläche kann z.B. erfolgen durch Streichen, Sprühen, Spritzen, Blade-Coating, Roller- Coating, Walzen, Rakeln oder Gießen. The coating of substrates can be carried out in such a way that the two components of the two-component coating composition are mixed together (preferably immediately before use), applied to the surface to be coated with a coating method known per se to the person skilled in the art, and water and others Volatile components are removed by drying or evaporation at room temperature or at elevated temperatures. This procedure can be repeated one or more times. The application to the surface to be coated can e.g. By brushing, spraying, spraying, blade coating, roller coating, rolling, knife coating or pouring.
Die Schichtdicke der Beschichtung (nach Trocknen) beträgt vorzugsweise von 3 bis 1000 g/m2 und vorzugsweise von 10 bis 200 g/m2. Die Trocknung erfolgt bei Raumtemperatur, kann aber
auch bei erhöhten Temperaturen z.B. bis 80 C oder bis 60 C in üblichen Trocknungskanälen erfolgen. The layer thickness of the coating (after drying) is preferably from 3 to 1000 g / m 2 and preferably from 10 to 200 g / m 2 . The drying takes place at room temperature, but can even at elevated temperatures, for example up to 80 C or up to 60 C in conventional drying channels.
Die so erhaltenen Beschichtungen zeichnen sich aus durch eine besonders gute Anfeuerung. The coatings thus obtained are characterized by a particularly good tempering.
Beispiele Examples
Die Feststoffgehalte werden bestimmt, indem eine definierte Menge der jeweiligen wässrigen Polymerdispersion (ca. 5 g) bei 140 C in einem Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz ge- trocknet wird. Es werden jeweils zwei separate Messungen durchgeführt und der Mittelwert gebildet. The solids contents are determined by drying a defined amount of the respective aqueous polymer dispersion (about 5 g) at 140 C in a drying oven to constant weight. In each case, two separate measurements are carried out and the mean value is formed.
Ein Maß für die Teilchengröße der dispergierten Polymerteilchen ist der LD-Wert. Zur Bestimmung des LD-Wertes (Lichtdurchlässigkeit) wird die jeweils zu untersuchende Polymerdisper- sion in 0,1 gew.-%iger wässriger Verdünnung in einer Küvette mit einer Kantenlänge von 2,5 cm mit Licht der Wellenlänge 600 nm vermessen und mit der entsprechenden Durchlässigkeit von Wasser unter den gleichen Messbedingungen verglichen. Die Durchlässigkeit von Wasser wird dabei mit 100 % angegeben. Je feinteiliger die Dispersion ist, desto höher ist der LD-Wert, der nach der zuvor beschriebenen Methode gemessen wird. Aus den Messwerten kann die mittlere Teilchengröße errechnet werden, vgl. B. Verner, M. Bärta, B. Sedläcek, Tables of Scat- tering Functions for Spherical Particles, Prag, 1976, Edice Marco, Rada D-DATA, SVAZEK D-1 . A measure of the particle size of the dispersed polymer particles is the LD value. To determine the LD value (light transmittance), the particular polymer dispersion to be investigated is measured in 0.1% strength by weight aqueous dilution in a cuvette with an edge length of 2.5 cm with light of wavelength 600 nm and with the appropriate Permeability of water compared under the same measurement conditions. The permeability of water is given as 100%. The finer the dispersion, the higher the LD value measured by the method described above. The average particle size can be calculated from the measured values, cf. See, for example, Verner, M. Bärta, B. Sedläcek, Tables of Scattering Functions for Spherical Particles, Prague, 1976, Edice Marco, Rada D-DATA, SVAZEK D-1.
In den Anwendungstests wurden die folgenden Polymerdispersionen verwendet. Emulsionspolymerisation zur Herstellung ligninhaltiger Dispersionen: In the application tests, the following polymer dispersions were used. Emulsion polymerization for the preparation of lignin-containing dispersions:
Beispiel 1 : Dispersion D1 Example 1: Dispersion D1
In einem Polymerisationsgefäß, das mit einem Rührer, einem Rückflusskühler und Dosiervorrichtungen ausgestattet ist, legt man 396,23 g einer 55 gew.-%igen Magnesium-Ligninsulfonat- lösung (Collex® 55 S, Chemische Werke Zell-Wildshausen GmbH), 136,61 g Wasser und In a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 396.23 g of a 55% by weight magnesium lignosulfonate solution (Collex® 55 S, Chemische Werke Zell-Wildshausen GmbH), 136, 61 g of water and
1 1 ,67 g einer 15 gew.-%igen Emulgatorlösung (Disponil® SDS 15) vor. Die Mischung wird unter Rühren auf 70 C erwärmt, anschließend werden 17,50 g einer 10 gew.-%igen Eisen(ll)sulfat- lösung zugegeben. Danach beginnt der Zulauf von 35,00 g einer 30 gew.-%igen Wasserstoffperoxidlösung und 88,00 g Wasser. Zeitgleich erfolgt der Zulauf von 154,00 g Styrol, 161 ,0 g n-Butylacrylat, 3,50 g Butandioldiacrylat, 3,50 g Acrylsäure, 17,50 g 2-Hydroxyethylacrylat und 10,50 g Glycidylmethacrylat. Der Monomerzulauf wird über 180 min zudosiert und der Wasserstoffperoxidzulauf wird in 210 min zudosiert. Nach dem Initiatorzulauf werden 67,00 g Wasser zugegeben und dann wird noch 55 min bei 70 C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Zulauf von 35,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung in 30 min zudosiert und 90 min nachpolymerisiert. Danach erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur. In der Abkühlphase werden 18,00 g Wasser zugegeben.
Die so hergestellte Dispersion hat einen Feststoffgehalt von 49,0 %, einen L D-Wert von 55 % (Transmission von Weißlicht). 1 1, 67 g of a 15 wt .-% emulsifier solution (Disponil® SDS 15) before. The mixture is heated with stirring to 70 C, then 17.50 g of a 10 wt .-% iron (II) sulfate solution are added. Thereafter, the feed of 35.00 g of a 30 wt .-% hydrogen peroxide solution and 88.00 g of water. At the same time, 154.00 g of styrene, 161.0 g of n-butyl acrylate, 3.50 g of butanediol diacrylate, 3.50 g of acrylic acid, 17.50 g of 2-hydroxyethyl acrylate and 10.50 g of glycidyl methacrylate are added. The monomer feed is added over 180 min and the hydrogen peroxide feed is metered in over 210 min. After the Initiatorzulauf 67.00 g of water are added and then postpolymerized at 70 C for 55 min. Subsequently, the feed of 35.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is added in 30 minutes and polymerized for 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 18.00 g of water are added. The dispersion thus prepared has a solids content of 49.0%, an L D value of 55% (transmission of white light).
Beispiel 2: Dispersion D2 Example 2: Dispersion D2
In einem Polymerisationsgefäß, das mit einem Rührer, einem Rückflusskühler und Dosiervorrichtungen ausgestattet ist, legt man 396,23 g einer 55 gew.-%igen Magnesium-Ligninsulfonat- lösung (Collex® 55 S, Chemische Werke Zell-Wildshausen GmbH), 136,61 g Wasser und 1 1 ,67 g einer 15 gew.-%igen Emulgatorlösung (Disponil® SDS 15) vor. Die Mischung wird unter Rühren auf 70 C erwärmt, anschließend werden 17,50 g einer 10 gew.-%igen Eisen(ll)sulfat- lösung zugegeben. Danach beginnt der Zulauf von 35 g einer 30 gew.-%igen Wasserstoff per- oxidlösung und 88,00 g Wasser. Zeitgleich erfolgt der Zulauf von 164,50 g Styrol, 161 ,0 g n-Bu- tylacrylat, 3,50 g Butandioldiacrylat, 10,50 g Acrylsäure, und 10,50 g Glycidylmethacrylat. Der Monomerzulauf wird über 180 min zudosiert und der Wasserstoff peroxidzulauf wird in 210 min zudosiert. Nach dem Initiatorzulauf werden 67,00 g Wasser zugegeben und dann wird noch 55 min bei 70 C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Zulauf von 35,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung in 30 min zudosiert und 90 min nachpolymerisiert. Danach erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur. In der Abkühlphase werden 18,00 g Wasser zugegeben. In a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 396.23 g of a 55% by weight magnesium lignosulfonate solution (Collex® 55 S, Chemische Werke Zell-Wildshausen GmbH), 136, 61 g of water and 1 1, 67 g of a 15 wt .-% emulsifier solution (Disponil® SDS 15) before. The mixture is heated with stirring to 70 C, then 17.50 g of a 10 wt .-% iron (II) sulfate solution are added. Thereafter, the feed of 35 g of a 30 wt .-% hydrogen peroxide solution and 88.00 g of water begins. At the same time, the feed of 164.50 g of styrene, 161, 0 g of n-butyl acrylate, 3.50 g of butanediol diacrylate, 10.50 g of acrylic acid, and 10.50 g of glycidyl methacrylate. The monomer feed is added over 180 min and the hydrogen peroxide feed is added in 210 min. After the Initiatorzulauf 67.00 g of water are added and then postpolymerized at 70 C for 55 min. Subsequently, the feed of 35.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is added in 30 minutes and polymerized for 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 18.00 g of water are added.
Die so hergestellte Dispersion hat einen Feststoffgehalt von 49,0 %, einen LD-Wert von 52 % (Transmission von Weißlicht). The dispersion thus prepared has a solids content of 49.0%, an LD value of 52% (transmission of white light).
Beispiel 3: Dispersion D3 Example 3: Dispersion D3
In einem Polymerisationsgefäß, das mit einem Rührer, einem Rückflusskühler und Dosiervorrichtungen ausgestattet ist, legt man 440,25 g einer 50 gew.-%igen Calcium-Ligninsulfonatlö- sung (Bretax® CL, Burgo Group), 60,75 g Wasser und 1 1 ,67 g einer 15 gew.-%igen Emulgatorlösung (Disponil® SDS 15) vor. Die Mischung wird unter Rühren auf 70 C erwärmt, anschließend werden gleichzeitig der Monomerzulauf und die Initiatorenzuläufe gestartet und über 120 min zudosiert. Der Monomerzulauf besteht aus 164,00 g Styrol, 161 ,00 g n-Butylacrylat, 3,50 g Butandioldiacrylat, 10,50 g Acrylsäure und 10,50 g Glycidylmethacrylat. Das Initiatorsystem be- steht aus 105,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung und 79,80 g einer 10%-igen Rongalit® C Lösung, die getrennt zudosiert werden. Am Ende von Monomer- und Initiatoren- Zuläufen werden 67,00 g Wasser zugegeben und dann wird noch 55 min bei 70 C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Zulauf von 35,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung in 30 min zudosiert und danach 9,00 g Wasser zugegeben und weiter 90 min nachpolyme- risiert. Danach erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur. In der Abkühlphase werden 9,00 g Wasser zugegeben. In a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 440.25 g of a 50% by weight calcium lignosulfonate solution (Bretax® CL, Burgo Group), 60.75 g of water and 1 1.67 g of a 15% strength by weight emulsifier solution (Disponil® SDS 15). The mixture is heated with stirring to 70 C, then simultaneously the monomer feed and the initiator feeds are started and dosed over 120 min. The monomer feed consists of 164.00 g of styrene, 161.00 g of n-butyl acrylate, 3.50 g of butanediol diacrylate, 10.50 g of acrylic acid and 10.50 g of glycidyl methacrylate. The initiator system consists of 105.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution and 79.80 g of a 10% strength Rongalit® C solution, which are added separately. At the end of monomer and initiator feeds 67.00 g of water are added and then polymerized for a further 55 min at 70 C. Subsequently, the feed of 35.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is metered in over 30 minutes and then 9.00 g of water are added and further polymerization is continued for 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 9.00 g of water are added.
Die so hergestellte Dispersion hat einen Feststoffgehalt von 48,9 %, einen LD-Wert von 71 % (Transmission von Weißlicht). Vergleichsbeispiel 1 : Dispersion D4 The dispersion thus prepared has a solids content of 48.9%, an LD value of 71% (transmission of white light). Comparative Example 1: Dispersion D4
In einem Polymerisationsgefäß, das mit einem Rührer, einem Rückflusskühler und Dosiervorrichtungen ausgestattet ist, legt man 1 15,70 g Wasser und 16,67 g einer 15 gew.-%igen Emul-
gatorlösung (Disponil® SDS 15) vor. Die Mischung wird unter Rühren auf 70 C erwärmt, anschließend werden gleichzeitig der Monomerzulauf und die Initiatorenzuläufe gestartet und über 120 min zudosiert. Der Monomerzulauf besteht aus 235,00 g Styrol, 230,00 g n-Butylac- rylat, 5,00 g Butandioldiacrylat, 15,00 g Acrylsäure und 15,00 g Glycidylmethacrylat. Das Initia- torsystem besteht aus 150,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung und 1 14,00 g einer 10%-igen Rongalit® C Lösung, die getrennt zudosiert werden. Am Ende von Monomerund Initiatoren-Zuläufen werden 95,71 g Wasser zugegeben und dann wird noch 55 min bei 70 C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Zulauf von 50,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung in 30 min zudosiert und danach 12,85 g Wasser zugegeben und weiter 90 min nachpolymerisiert. Danach erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur. In der Abkühlphase werden 12,85 g Wasser zugegeben. In a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 1. 15.70 g of water and 16.67 g of a 15% strength by weight emulsifier are added. gator solution (Disponil® SDS 15). The mixture is heated with stirring to 70 C, then simultaneously the monomer feed and the initiator feeds are started and dosed over 120 min. The monomer feed consists of 235.00 g of styrene, 230.00 g of n-butyl acrylate, 5.00 g of butanediol diacrylate, 15.00 g of acrylic acid and 15.00 g of glycidyl methacrylate. The initiator system consists of 150.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution and 1 14.00 g of a 10% Rongalit® C solution, which are added separately. At the end of monomer and initiator feeds 95.71 g of water are added and then after-polymerized at 70 C for 55 min. Subsequently, the feed of 50.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is metered in over 30 minutes and then 12.85 g of water are added and polymerization is continued for a further 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 12.85 g of water are added.
Die so hergestellte Dispersion hat einen Feststoffgehalt von 48,0 %, einen LD-Wert von 52 % (Transmission von Weißlicht). Vergleichsbeispiel 2: Dispersion D5 The dispersion thus prepared has a solids content of 48.0%, an LD value of 52% (transmission of white light). Comparative Example 2: Dispersion D5
In einem Polymerisationsgefäß, das mit einem Rührer, einem Rückflusskühler und Dosiervorrichtungen ausgestattet ist, legt man 1 15,73 g Wasser und 16,67 g einer 15 gew.-%igen Emul- gatorlösung (Disponil® SDS 15) vor. Die Mischung wird unter Rühren auf 70 C erwärmt, anschließend werden gleichzeitig der Monomerzulauf und die Initiatorenzuläufe gestartet und über 120 min zudosiert. Der Monomerzulauf besteht aus 220,00 g Styrol, 230,00 g n-Butylac- rylat, 5,00 g Butandioldiacrylat, 5,00 g Acrylsäure, 25,00 g 2-Hydroxyethylacrylat und 15,00 g Glycidylmethacrylat. Das Initiatorsystem besteht aus 150,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung und 1 14,00 g einer 10%-igen Rongalit® C Lösung, die getrennt zudosiert werden. Am Ende von Monomer- und Initiatoren-Zuläufen werden 95,71 g Wasser zugegeben und dann wird noch 55 min bei 70 C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Zulauf von 50,00 g einer 10%-igen tert.-Butylhydroperoxid Lösung in 30 min zudosiert und danach 12,85 g Wasser zugegeben und weiter 90 min nachpolymerisiert. Danach erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur. In der Abkühlphase werden 12,85 g Wasser zugegeben. In a polymerization vessel which is equipped with a stirrer, a reflux condenser and metering devices, 1. 15.73 g of water and 16.67 g of a 15% strength by weight emulsifier solution (Disponil® SDS 15) are initially introduced. The mixture is heated with stirring to 70 C, then simultaneously the monomer feed and the initiator feeds are started and dosed over 120 min. The monomer feed consists of 220.00 g styrene, 230.00 g n-butyl acrylate, 5.00 g butanediol diacrylate, 5.00 g acrylic acid, 25.00 g 2-hydroxyethyl acrylate and 15.00 g glycidyl methacrylate. The initiator system consists of 150.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution and 1 14.00 g of a 10% Rongalit® C solution, which are added separately. At the end of monomer and initiator feeds 95.71 g of water are added and then polymerized for a further 55 min at 70 C. Subsequently, the feed of 50.00 g of a 10% tert-butyl hydroperoxide solution is metered in over 30 minutes and then 12.85 g of water are added and polymerization is continued for a further 90 minutes. Thereafter, the cooling to room temperature. In the cooling phase, 12.85 g of water are added.
Die so hergestellte Dispersion hat einen Feststoffgehalt von 47,5 %, einen LD-Wert von 62 % (Transmission von Weißlicht). The dispersion thus prepared has a solids content of 47.5%, an LD value of 62% (transmission of white light).
Tabelle 1 : Zusammensetzungen der Polymerdispersionen D1 bis D5 Table 1: Compositions of polymer dispersions D1 to D5
S: Styrol; n-BA: n-Butylacrylat, GMA: Glycidylmethacrylat; HEA: Hydroxyethylacrylat; AS: Acrylsäure; BDDA: Butandioldiacrylat; FG: Feststoffgehalt
Formulierungsherstellung: S: styrene; n-BA: n-butyl acrylate, GMA: glycidyl methacrylate; HEA: hydroxyethyl acrylate; AS: acrylic acid; BDDA: butanediol diacrylate; FG: solids content Formulation production:
60,0 g der jeweiligen wässrigen Polymerdispersion wurden bei Raumtemperatur durch Zugabe von Dimethylethanolamin unter Rühren (600 UPM) auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt und durch Zugabe von entionisierten Wasser auf 46 % Feststoffgehalt verdünnt. Daran anschließend ließ man die jeweilige Polymerdispersion noch weitere 5 Minuten bei 600 UPM nachrühren. Daran anschließend wurde der erhaltenen wässrigen Polymerdispersion insgesamt 16,5 g Bayhydur® 305 (hydrophiles aliphatisches Polyisocyanat auf Basis von Hexamethylendiisocya- nat (NCO-Gehalt 16,2%) der Firma Bayer MaterialScience), eingesetzt als 80 gew.-%ige Lö- sung in Methoxypropylacetat, zugesetzt, wobei zunächst ca. 5 g des Polyisocyanatgemisches unter leichter Erhöhung der Rührdrehzahl auf 500 UPM zugegeben wurde und dann nach 1 Minute der verbliebene Rest des Polyisocyanatgemisches bei einer Drehzahl von 500 UPM zugegeben wurde. Die jeweils erhaltene Lackformulierung ließ man dann noch 1 Minute bei 500 UPM nachrühren und setzte danach der Lackformulierung unter Rühren bei 600 UPM noch 10,0 g entionisiertes Wasser zu und rührte noch 1 Minute bei 600 UPM nach. Dabei werden nachfolgend die unter Verwendung der Dispersionen aus Beispiel 1 bis 3 erhaltenen Lackformulierungen Formulierung 1 bis 3 genannt und die unter Verwendung der Dispersionen aus den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Lackformulierungen Vergleichsformulierungen 1 und 2 genannt. 60.0 g of the respective aqueous polymer dispersion were adjusted to a pH of 8.5 at room temperature by adding dimethylethanolamine with stirring (600 rpm) and diluted to 46% solids content by adding deionized water. Subsequently, the respective polymer dispersion was allowed to stir for a further 5 minutes at 600 rpm. Subsequently, the aqueous polymer dispersion obtained a total of 16.5 g Bayhydur ® 305 (hydrophilic, aliphatic polyisocyanate based on hexamethylene nat (NCO content 16.2%) manufactured by Bayer Material Science) was used as a 80 wt .-% strength solu- solution in methoxypropyl acetate, wherein initially about 5 g of the polyisocyanate mixture was added with slight increase of the stirring speed to 500 rpm and then after 1 minute, the remaining remainder of the polyisocyanate mixture was added at a speed of 500 rpm. The paint formulation obtained in each case was then left to stir for 1 minute at 500 rpm and then 10.0 g of deionized water were added to the paint formulation with stirring at 600 rpm and stirring was continued for 1 minute at 600 rpm. In the following, the coating formulations obtained using the dispersions from Examples 1 to 3 are referred to as Formulations 1 to 3, and the coating formulations obtained using the dispersions from Comparative Examples 1 and 2 are called Comparative Formulations 1 and 2.
Unmittelbar nach ihrer Herstellung wurden die erhaltenen Formulierungen bzw. Vergleichsformulierungen mit einem 200 pm Rakel auf ein geschliffenes Nussbaum- und Kieferholz (30 x 10 cm) aufgezogen und 15 Minuten unter Normbedingungen (23 C, relative Luftfeuchtigkeit 50 %) gelagert. Daran anschließend wurden die erhaltenen beschichteten Holzbleche in einem Tro- ckenschrank für 30 Minuten bei 60 C getrocknet. Nach dem Abkühlen wurde die Anfeuerung der erhaltenen Lacke bestimmt. Immediately after their preparation, the resulting formulations or comparative formulations were applied to a ground walnut and pinewood (30 × 10 cm) using a 200 μm doctor blade and stored for 15 minutes under standard conditions (23 ° C., 50% relative humidity). Subsequently, the obtained coated wood panels were dried in a drying cabinet for 30 minutes at 60.degree. After cooling, the firing of the resulting coatings was determined.
Tabelle 2: Anfeuerungswert der erhaltenen Lackformulierungen (1 : schlecht, 5: sehr gut) Table 2: initiation value of the coating formulations obtained (1: poor, 5: very good)
Aus den Ergebnissen ist klar ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Lackformulierungen im Vergleich zu den entsprechenden Vergleichsformulierungen deutlich verbesserte Anfeuerung aufweisen.
It can be clearly seen from the results that the coating formulations according to the invention have markedly improved tempering in comparison to the corresponding comparative formulations.
Claims
Patentansprüche claims
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung enthaltend Two-component coating composition containing
(A) in einer ersten Komponente eine wässrige Polymerdispersion, enthaltend ein hydroxy- funktionelles Polymerisat, herstellbar durch radikalisch initiierte Emulsionspolymerisation aus einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten, radikalisch polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart von Ligninsulfonat, und (A) in a first component, an aqueous polymer dispersion containing a hydroxy-functional polymer, preparable by free-radically initiated emulsion polymerization of one or more ethylenically unsaturated, radically polymerizable monomers in the presence of lignosulfonate, and
(B) in einer zweiten Komponente mindestens einen Vernetzer auf Basis mindestens eines Polyisocyanats. (B) in a second component at least one crosslinker based on at least one polyisocyanate.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat zu mindestens 60 Gew. % aus Hauptmonomeren M1 gebildet ist, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus vinylaroma- tischen Verbindungen, konjugierten aliphatischen Dienen, Vinylestern von gesättigten d- bis C2o-Ca rbonsä uren , Estern der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit einwertigen Cr bis C2o-Alkoholen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 8 C Atomen und ein oder zwei Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren. Two-component coating composition according to the preceding claim, characterized in that the polymer is at least 60% by weight of main monomers M1 which are selected from the group consisting of vinylaromatic compounds, conjugated aliphatic dienes, vinyl esters of saturated d- to C2- C ronsä acids, esters of acrylic acid or methacrylic acid with monohydric Cr to C 2o alcohols, aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 C atoms and one or two double bonds or mixtures of these monomers.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat verzweigt oder vernetzt ist durch Copolymerisation von mindestens einem verzweigenden oder vernetzenden Monomeren M2, ausgewählt aus Monomeren mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppen, vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile Monomere. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer is branched or crosslinked by copolymerization of at least one branching or crosslinking monomer M2 selected from monomers having at least two radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups, preferably in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ligninsulfonat in einer Menge von 1 bis 100 Gew.- Teilen, vorzugsweise von 10 bis 70 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Monomere, bezogen auf die Summe aller Monomere eingesetzt wird. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that lignosulfonate in an amount of 1 to 100 parts by weight, preferably from 10 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of monomers, based on the sum of all monomers is used ,
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat zu mindestens 60 Gew. % aus Al- kyl(meth)acrylaten mit 1 bis 20 C-Atomen in der Alkylgruppe oder deren Mischungen mit Styrol aufgebaut sind. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer is composed of at least 60% by weight of alkyl (meth) acrylates having 1 to 20 carbon atoms in the alkyl group or mixtures thereof with styrene.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat zu mindestens 0,1 Gew.% aufgebaut ist aus einem oder mehreren Säuremonomeren M3 mit mindestens einer Säuregruppe und/oder mindestens einem Hilfsmonomeren M4 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Monomeren mit mindestens einer Hydroxygruppe, Monomeren mit mindestens einer Glycidylgruppe. ethylenisch ungesättigten Carbonsäurenitrilen, N,N-Dialkylaminoalkylacryl-
amiden, N,N-Dialkyl-aminoalkylmethacrylamiden, Ν,Ν-Dialkylaminoalkylacrylaten, N,N-Dial- kylaminoalkylmeth-acrylaten. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer is composed of at least 0.1% by weight of one or more acid monomers M3 having at least one acid group and / or at least one auxiliary monomer M4 selected from the group consisting of monomers having at least a hydroxy group, monomers having at least one glycidyl group. ethylenically unsaturated carbonitriles, N, N-dialkylaminoalkylacrylic amides, N, N-dialkyl-aminoalkylmethacrylamiden, Ν, Ν-Dialkylaminoalkylacrylaten, N, N-dial kylaminoalkylmeth-acrylates.
7. Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Säuremonomere zu 0,1 bis 5 Gewichtsteilen eingesetzt werden und ausgewählt sind aus Acrylsaure und Methacrylsäure oder deren Mischung und/oder dass die Hilfsmonomeren zu 1 bis 15 Gew.% eingesetzt werden und ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Glycidyl(meth)acrylat und Hydroxyalkyl(meth)acrylaten. 8. Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigung oder Vernetzung des Polymerisats erfolgt durch 0,01 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Monomere, copoly- merisierten Alkandiol-di(meth)acrylaten. 9. Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat eine Glasübergangstemperatur von 20 bis 40 C aufweist. 7. Two-component coating composition according to the preceding claim, characterized in that the acid monomers are used to 0.1 to 5 parts by weight and are selected from acrylic acid and methacrylic acid or a mixture thereof and / or that the auxiliary monomers to 1 to 15 wt.% Are used and are selected from the group consisting of glycidyl (meth) acrylate and hydroxyalkyl (meth) acrylates. 8. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the branching or crosslinking of the polymer is carried out by 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers, copolymerized alkanediol di (meth) acrylates. 9. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer has a glass transition temperature of 20 to 40 C.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Initiator für die Polymerisation ein Red-Ox-Initi- ator-System verwendet wird und die Polymerisation bei einem pH-Wert von vorzugsweise 4 bis 6 erfolgt. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the initiator used for the polymerization is a Red Ox initiator system and the polymerization takes place at a pH of preferably 4 to 6.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomere Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that as monomers
60 bis 95 Gew.-Teile mindestens eines Hauptmonomeren M1 ausgewählt aus vinylaroma- tischen Verbindungen, C1- bis C18-Alkylestern der Acrylsäure und C1 - bis C18-Alkylestern der Methacrylsäure, 60 to 95 parts by weight of at least one main monomer M1 selected from vinylaromatic compounds, C1 to C18 alkyl esters of acrylic acid and C1 to C18 alkyl esters of methacrylic acid,
0,1 bis 5 Gew.-Teile mindestens einer ethylenisch ungesättigten Säure M3 und 0.1 to 5 parts by weight of at least one ethylenically unsaturated acid M3 and
0 bis 20 Gew.-Teile mindestens eines weiteren, von den Monomeren M1 und M3 verschiedenen monoethylenisch ungesättigten Hilfsmonomeren M4, zusammen mit 0 to 20 parts by weight of at least one further, different from the monomers M1 and M3 monoethylenically unsaturated auxiliary monomers M4, together with
0,01 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Monomere, copolymerisierenden, verzweigenden oder vernetzenden Monomeren M2, ausgewählt aus Monomeren mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppen und von 1 bis 100 Gew.-Teilen Ligninsulfonat auf 100 Gew.-Teile Monomere eingesetzt werden, 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of monomers, copolymerizing, branching or crosslinking monomers M2, selected from monomers having at least two radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups and from 1 to 100 parts by weight of lignosulfonate 100 parts by weight of monomers are used,
wobei die Summe der Gew.-Teile der Monomere 100 beträgt. wherein the sum of the parts by weight of the monomers is 100.
12. Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomere 12. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that as monomers
60 bis 95 Gew.-Teile mindestens eines Hauptmonomeren M1 ausgewählt aus Styrol, C1- bis C18-Alkylestern der Acrylsäure und C1 - bis C18-Alkylestern der Methacrylsäure und deren Gemisch,
0,1 bis 5 Gew.-Teile mindestens einer ethylenisch ungesättigten Säure M3, ausgewählt aus Acrylsäure und Methacrylsäure und deren Gemisch , 60 to 95 parts by weight of at least one main monomer M1 selected from styrene, C1 to C18 alkyl esters of acrylic acid and C1 to C18 alkyl esters of methacrylic acid and their mixture, 0.1 to 5 parts by weight of at least one ethylenically unsaturated acid M3 selected from acrylic acid and methacrylic acid and their mixture,
1 bis 20 Gew.-Teiie mindestens eines Hilfsmonomeren M4 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycidyl(meth)acrylat und Hydroxyalkyl(meth)acrylaten mit 2 bis 4 C-Atomen in der Alkylgruppe, zusammen mit 1 to 20 parts by weight of at least one auxiliary monomer M4 selected from the group consisting of glycidyl (meth) acrylate and hydroxyalkyl (meth) acrylates having 2 to 4 carbon atoms in the alkyl group, together with
0,1 bis 5 Gew.-Teile copolymerisierenden, verzweigenden oder vernetzenden Monomeren M2, ausgewählt aus Monomeren mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Gruppen und 0.1 to 5 parts by weight of copolymerizing, branching or crosslinking monomers M2, selected from monomers having at least two radically polymerizable, ethylenically unsaturated groups and
von 1 bis 100 Gew.-Teilen Ligninsulfonat auf 100 Gew.-Teile Monomere eingesetzt wer- den, from 1 to 100 parts by weight of lignosulfonate per 100 parts by weight of monomers are used,
wobei die Summe der Gew.-Teile der Monomeren 100 beträgt wherein the sum of parts by weight of the monomers is 100
und wobei als Initiator für die Polymerisation ein ed-Ox-Initiator-System verwendet wird. and wherein an ed-Ox initiator system is used as the initiator for the polymerization.
13. Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzer ein Polyisocyanat ist, erhältlich durch13. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the crosslinker is a polyisocyanate obtainable by
Umsetzung mindestens eines monomeren Isocyanats ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Isocyanuraten, Iminooxadiazindionen, Biureten, Uretdionen, Urethanen und Allo- phanaten. Reaction of at least one monomeric isocyanate selected from the group consisting of isocyanurates, iminooxadiazinediones, biurets, uretdiones, urethanes and allophanates.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das monomere Isocyanat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1 ,6-Hexamethylendi-isocyanat, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclo-hexan, Iso- phorondiisocyanat, 4,4'- Di(isocyanatocyclohexyl)methan, 2,4'-Di(isocyanatocyclohexyl)me- than oder deren Mischungen. Two-component coating composition according to the preceding claim, characterized in that the monomeric isocyanate is selected from the group consisting of 1, 6-hexamethylene diisocyanate, 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate, 4,4'- Di (isocyanatocyclohexyl) methane, 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane or mixtures thereof.
Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis von Isocyanatgruppen des Vernetzers zu gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen von 1 :1 bis 1 ,5:1 beträgt. 16. Verwendung der Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zur Holzbeschichtung, insbesondere als Klarlack zur Holzbe- schichtung. Two-component coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that the molar ratio of isocyanate groups of the crosslinker to isocyanate-reactive groups of 1: 1 to 1, 5: 1. 16. Use of the two-component coating composition according to one of the preceding claims for wood coating, in particular as a clearcoat for wood coating.
17. Mit einer Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprü- che 1 bis 15 beschichtetes Holz.
17. With a two-component coating composition according to any one of claims 1 to 15 coated wood.
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