DE102014017368A1

DE102014017368A1 - Verwendung von Polyhydroxyfettsäureamiden zur Verbesserung der Nassabriebbeständigkeit von wässrigen Dispersionsfarben

Info

Publication number: DE102014017368A1
Application number: DE102014017368.2A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kupfer; Christoph Söffing
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2015-05-28
Also published as: WO2016083008A1

Abstract

Dispersionsfarben mit verbesserter Nassabriebbeständigkeit Gegenstand der Erfindung ist eine Dispersionsfarbe mindestens enthaltend (A) mindestens eine Verbindung der Formel (I)worin R1 für eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen steht, (B) einen polymeren Binder (C) mindestens ein Pigment, ein Füllstoff oder beides, und (D) Wasser.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Polyhydroxyfettsäureamiden, durch deren Einsatz die Nassabriebbeständigkeit von wässrigen Dispersionsfarben verbessert werden kann.
Wässrige Dispersionsfarben erfreuen sich vor dem Hintergrund der stetig steigenden regulatorischen Anforderungen an Beliebtheit, da sie an Stelle von Lösemitteln auf Wasserbasis bestehen und somit VOC- und geruchs-ärmer sind. Allerdings sind solche Dispersionsfarben nur mäßig wasserabweisend, was sich insbesondere in einer zum Teile unzureichende Nassabriebbeständigkeit wiederspiegelt, bei der der Farbfilm unter Wassereinwirkung und Bürsten wieder abgetragen wird.
Khorassani et. al (Journal of Applied Polymer Science, 2009, Vol. 113, 3264–3268) beschreiben den Einfluss verschiedener Binder auf den Nassabrieb. Sie konnten zeigen, dass Methacrylsäurepolymere bessere Nassabriebbeständigkeit zeigten, wohingegen bei Beschichtungen mit hoher Pigment-Volumen-Konzentration (PVK) Acrylsäurebindemittel eine bessere Nassabriebbeständigkeit aufwiesen.
Die Nassabriebbeständigkeit über das Bindemittel zu verbessern, versuchten auch De Oliveira et. al (Journal of Coatings Technology Research, 2011, Vol. 8, 439–447). In ihrer Arbeit beschreiben sie die Abhängigkeit des Nassabriebs von der Verteilung der Carboxylgruppen im polymeren Bindemittel am Beispiel von Itakonsäure.
Dumitru et. al (Revista de Chimie, 2012, Vol. 63, 722–726) beschreiben eine Verbesserung der Nassabriebbeständigkeit durch ZnO-Nanopartikel in einer hexagonalen Wurzit-Struktur. Entsprechende Nanopartikel können durch Fällung aus einer Zinkacetat-Lösung erhalten werden.
EP-2676976 beschreibt Emulsionspolymere mit verbesserter Nassabriebbeständigkeit, die eine oder mehrere Silangruppen enthalten.
US-20100330286 beschreibt eine Methode zur Herstellung nassabriebbeständigerer Polymere, die insbesondere dadurch gekennzeichnet sind, dass das Polymer aus einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten nichtionischem Monomeren und 0–5% (bezogen auf die trockene Polymermasse) einer ethylenisch ungesättigten Säure besteht.
US-5874498 Vinylacetat-Ethylen-Dispersionsfarben ohne Koaleszenzmittel, die eine gute Nassabriebbeständigkeit aufweisen. Ebenso lehrt EP-2277595 über nassabriebstabile Dispersionsfarben auf Basis von Ethylen-Vinylacetat-Bindern.
US-5201948 beschreibt eine Methode zur Verbesserung der Nassabriebbeständigkeit durch den Einsatz von 10 bis 35 Gew.-% Koaleszensmittel bezogen auf den polymeren Binder.
Nachteil der beschriebenen bestehenden Methoden zur Verbesserung der Nassabriebbeständigkeit ist, dass sie die Bindemittelzusammensetzung beeinflussen und damit auch andere Eigenschaften wie den Glaspunkt; die Filmhärte und die Schmutzanfälligkeit, die sich auf die Nassabriebbeständigkeit auswirken; oder die Reißfestigkeit beeinflussen.
Der Einsatz von Wachsen ist in der Druck- und Farbenindustrie als Scheuerschutzmittel seit langem bekannt und etabliert. (K. Rieger, Fette Seifen Anstrichmittel, 1971, Vol. 73, 231–235). Eine ausführliche Beschreibung von Wachsen und deren Anwendungsfelder liefern Uwe Wolfmeier et. al in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2012, Vol. 39, 111–172).
Polyhydroxyfettsäureamide und deren Anwendungen als nichtionische Tenside werden im Stand der Technik beschrieben.
WO-9412609 lehrt Wasch- und Reinigungsmittel, die Polyhydroxyfettsäureamide mit guter reinigender Wirkung gegen fettige Anschmutzungen auf Textilien und Geschirr aufweisen.
Ein nicht ätzendes, Polyhydroxyfettsäureamide enthaltendes Reinigungsmittel wird in WO-9841601 beschrieben und eignet sich insbesondere zur Beseitigung von öligem und fettigen Schmutz von Kochutensilien.
WO-9523840 lehrt Waschmittel, die aus Polyhydroxyfettsäureamiden bestehen und sich durch guten Farbschutz auszeichnen.
EP-0745719 beschreibt die Verwendung von Kohlehydratderivaten, wie unter anderem Polyhydroxyfettsäureamide als Hilfsmittel zum Färben oder Bedrucken von Fasermaterialien in faserreaktiven Farbstoffen.
DE-69811179 lehrt über wässrige Beschichtungszusammensetzungen mit verlängerter Gebrauchsdauer, die Alkylpolyglykoside enthalten.
WO-2014056561 lehrt die Verwendung von Phosphatiden mit Polyhydroxyfettsäureamiden als Dispergiermittel für wässrige, bindemittelfreie Pigmentpräparationen, die zum Färben von makromolekularen Materialien aller Art, wie Lacken und Farben verwendet werden können.
DE-19934836 beschreibt die Verwendung von Polyhydroxyfettsäureamiden als Emulgatoren für die Emulsionspolymerisation.
Die Herstellung von Polyhydroxyfettsäureamide ist in WO-9206071 , WO-9206073 , WO-9208687 und DE-4322874 hinlänglich beschrieben worden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es die Nassabriebbeständigkeit von Beschichtungen zu erhöhen ohne die Zusammensetzung des Bindemittels zu verändern.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass Polyhydroxyfettsäureamide langkettiger Fettalkohole die Nassabriebbeständigkeit von wässrigen Dispersionsfarben erhöhen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Dispersionsfarben enthaltend:

(A) mindestens eine Verbindung der Formel (I)
worin R¹ für eine lineare Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen steht,
(B) einen polymeren Binder,
(C) mindestens ein Pigment, ein Füllstoff oder beides, und
(D) Wasser.

Die Dispersion kann darüber hinaus ein oder mehrere Komponenten (E) als übliche Hilfsstoffe von wässrigen Dispersionsfarben enthalten. Übliche Hilfsstoffe können unter anderem Netz- und Dispergiermittel, Entschäumer, Biozide, Alkali, Koaleszensmittel sowie Rheologie-Additive sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung mindestens einer Verbindung der Formel (I)
worin R¹ für eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen steht, zur Verbesserung der Nassabriebbeständigkeit von Beschichtungen, welche durch Trocknung von wässrigen Dispersionsfarben entstehen, und welche neben der Verbindung der Formel (I) Wasser, mindestens ein Pigment oder einen Füllstoff oder beides, und einen polymeren Binder enthalten.
Verbindung (I) ist ein Polyhydroxy-Amid wobei R¹ für eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen steht. Die Polyhydroxy-Einheit ist eine Hexose, vorzugsweise das Epimer Glukose. Die Verbindung (I) kann in reiner Form oder als Gemisch untereinander eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist R¹ eine aliphatische Gruppe. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R¹ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst R¹ 9 bis 19 Kohlenstoffatome, insbesondere 11 bis 17 Kohlenstoffatome.
Die Verbindung der Formel (I) ist in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe vorzugsweise in einer Konzentration von 0,01 bis 20 Gew.-% vorhanden, insbesondere 0,01 bis 5,0 Gew.-%, im Speziellen 0,01 bis 1,0 Gew.-%.
Die polymeren Binder, Komponente (B), sind vorzugsweise Homo- oder Copolymere olefinisch ungesättigter Monomere. Bevorzugte olefinisch ungesättigte Monomere sind beispielsweise

– Vinylmonomere, wie Carbonsäureester des Vinylalkohols, beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylether der Isononansäure oder der Isodecansäure, die auch als C₉ und C₁₀-Versaticsäuren bezeichnet werden,
– Arylsubstituierte Olefine, wie Styrol und Stilben,
– olefinisch ungesättigte Carbonsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Tridecyacrylat, Stearylacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat sowie die entsprechenden Methacrylsäureester,
– olefinisch ungesättigte Dicarbonsäureester, wie Dimethylmaleinat, Diethylmaleinat, Dipropylmaleinat, Dibutylmaleinat, Dipentylmaleinat, Dihexylmaleinat und Di-2-ethylhexylmaleinat,
– olefinisch ungesättigte Carbonsäuren und Dicarbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und Fumarsäure und ihre Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze,
– olefinisch ungesättigte Sulfonsäuren und Phosphonsäuren und ihre Alkali- und Ammoniumsalze, wie Vinylsulfonsäure, Vinylphosphonsäure, Acrylamidomethylpropansulfonsäure und ihre Alkali- und Ammonium-, Alkylammonium- und Hydroxyalkylammoniumsalze, Allylsulfonsäure und ihre Alkali- und Ammoniumsalze, Acryloyloxethylphosphonsäure und ihre Ammonium- und Alkalisalze sowie die entsprechenden Methacrylsäurederivate,
– olefinisch ungesättigte Amine, Ammoniumsalze, Nitrile und Amide, wie Dimethylaminoethylacrylat, Acryloyloxethyltrimethylammoniumhalide, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylacrylamid, N-Ethylacrylamid, N-Propylacrylamid, N-Methylolacrylamid sowie die entsprechenden Methacrylsäurederivate und Vinylmethylacetamid.

Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarben an polymerem Binder (Bestandteil B) liegt vorzugsweise bei 10 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Geeignete Pigmente, Komponente (C), sind feinteilige, organische oder anorganische Weiß- oder Buntpigmente oder ein Gemisch verschiedener solcher Pigmente.
Als beispielhafte Auswahl besonders bevorzugter organischer Pigmente sind dabei Rußpigmente, wie z. B. Gas- oder Furnaceruße; Monoazo- und Disazopigmente, insbesondere die Color Index Pigmente Pigment Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 16, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 81, Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 87, Pigment Yellow 97, Pigment Yellow 111, Pigment Yellow 126, Pigment Yellow 127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 174, Pigment Yellow 176, Pigment Yellow 191, Pigment Yellow 213, Pigment Yellow 214, Pigment Red 38, Pigment Red 144, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red 262, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274, Pigment Orange 13, Pigment Orange 34 oder Pigment Brown 41; β-Naphthol- und Naphthol AS Pigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 2, Pigment Red 3, Pigment Red 4, Pigment Red 5, Pigment Red 9, Pigment Red 12, Pigment Red 14, Pigment Red 53:1, Pigment Red 112, Pigment Red 146, Pigment Red 147, Pigment Red 170, Pigment Red 184, Pigment Red 187, Pigment Red 188, Pigment Red 210, Pigment Red 247, Pigment Red 253, Pigment Red 254, Pigment Red 256, Pigment Orange 5, Pigment Orange 38 oder Pigment Brown 1; verlackte Azo- und Metallkomplexpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 48:2, Pigment Red 48:3, Pigment Red 48:4, Pigment Red 57:1, Pigment Red 257, Pigment Orange 68 oder Pigment Orange 70; Benzimidazolinpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 154, Pigment Yellow 175, Pigment Yellow 180, Pigment Yellow 181, Pigment Yellow 194, Pigment Red 175, Pigment Red 176, Pigment Red 185, Pigment Red 208, Pigment Violet 32, Pigment Orange 36, Pigment Orange 62, Pigment Orange 72 oder Pigment Brown 25; Isoindolinon- und Isoindolinpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 139 oder Pigment Yellow 173; Phthalocyaninpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Blue 15, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 15:6, Pigment Blue 16, Pigment Green 7 oder Pigment Green 36; Anthanthron-, Anthrachinon-, Chinacridon-, Dioxazin-, Indanthron-, Perylen-, Perinon- und Thioindigopigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 196, Pigment Red 122, Pigment Red 149, Pigment Red 168, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 181, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Red 263, Pigment Blue 60, Pigment Violet 19, Pigment Violet 23 oder Pigment Orange 43; Triarylcarboniumpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 169, Pigment Blue 56 oder Pigment Blue 61 zu nennen.
Geeignete anorganische Pigmente sind beispielsweise Titandioxide, Zinksulfide, Zinkoxide, Eisenoxide, Magnetite, Manganeisenoxide, Chromoxide, Ultramarin, Nickel- oder Chromantimontitanoxide, Mangantitanrutile, Cobaltoxide, Mischoxide des Cobalts und Aluminiums, Rutilmischphasenpigmente, Sulfide der seltenen Erden, Spinelle des Cobalts mit Nickel und Zink, Spinelle basierend auf Eisen und Chrom mit Kupfer Zink sowie Mangan, Bismutvanadate sowie Verschnittpigmente, insbesondere werden die Color Index Pigmente Pigment Yellow 184, Pigment Yellow 53, Pigment Yellow 42, Pigment Yellow Brown 24, Pigment Red 101, Pigment Blue 28, Pigment Blue 36, Pigment Green 50, Pigment Green 17, Pigment Black 11, Pigment Black 33 sowie Pigment White 6 verwendet.
Geeignete Füllstoffe, Komponente (C), die das Feststoffvolumen erhöhen, ohne zur Pigmentierung beizutragen, sind Calciumcarbonate wie natürlich vorkommende Kreide und gefälltes Calciumcarbonat, Dolomit, natürliches Siliciumdioxid (Quarzmehl), pyrogene und gefällte Kieselsäuren, Kieselgur, Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide, Talkum, Kaolin, Glimmer (Kalium-Aluminium-Silikat-Hydrat), Bariumsulfate wie natürlich vorkommendes Schwerspate und gefälltes Blanc Fix.
Bevorzugt werden auch häufig Mischungen anorganischer Pigmente und Füllstoffe verwendet. Mischungen von organischen mit anorganischen Pigmenten und Füllstoffen werden ebenfalls häufig verwendet.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe an Weiß- oder Buntpigment sowie Füllstoffe liegt vorzugsweise bei 10 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen, wässrigen Dispersionen benutztes Wasser, Komponente (D), wird vorzugsweise in Form von destilliertem oder entsalztem Wasser eingesetzt. Auch Trinkwasser (Leitungswasser) und/oder Wasser natürlichen Ursprungs kann eingesetzt werden.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe an Wasser liegt vorzugsweise bei 10 bis 80 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Geeignete Netz- und Dispergiermittel, Komponente (E), sind vorzugsweise Polyacrylatsalze, Acrylat- und MSA-Copolymere, Alkylphenolethoxylate und Alkylphenolethoxylat-Ersatzstoffe, wie Guerbet-Derivate, Fettsauer- und Fettalkoholderivate, insbesondere deren Alkoxylate, sowie EO/PO-Homo- und Copolymere und Polysiloxanether.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe an Netz- und Dispergiermitteln liegt vorzugsweise bei 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Geeignete Entschäumer, Komponente (E), sind vorzugsweise Mineralölentschäumer und deren Emulsionen, Siliconölentschäumer und Siliconölemulsionen, Polyalkylenglykole, Polyalkylenglykolfettsäureester, Fettsäuren, höherwertige Alkohole, Phosphorsäureester, hydrophob modifizierte Silika, Aluminiumtristearat, Polyethylenwachse und Amidwachse.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe an Entschäumer liegt vorzugsweise bei 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Geeignete Biozide, Komponente (E), zur Verhinderung der unkontrollierten Vermehrung von Bakterien, Algen und Pilzen sind Formaldehyd, Formaldehyd abspaltende Verbindungen, Methylisothiazolinon, Chlormethylisothiazolinon, Benzisothiazolinon, Bronopol, Dibromodicyanonbutan und silberchloridbeschichtetes Titandioxid.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe an Bioziden liegt vorzugsweise bei 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Geeignete Alkalien, Komponente (E), sind anorganische Laugen von ein mehrwertigen Metallen, insbesondere Natronlauge und Kaliumlauge; ammoniakalische Lösungen sowie Amine, insbesondere Hydroxyamine wie Mono-, Di- und Triethanolamin, 2-Amino-2-methyl-1-propanol oder Butyldiethanolamin.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe an Alkalien liegt vorzugsweise bei 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Geeignete Koaleszensmittel, Komponente (E), sind Ester und Ketone wie Benzoate und Butyrate, sowie Etheralkohole und Glykole. Insbesondere 2,2,4-Trimethyl-pentan-1,3-diol-mono-iso-butyrat, Butylglykol, Butyldiglykol, Butyldipropylenglykol, Propylenglykolbutylether und Dipropylenglykolbutylether sind als Koaleszensmittel zu nennen.
Koaleszenzmittel sind in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe, enthalten.
Geeignete Rheologieadditive, Komponente (E), als Mittel zur Regulierung der Viskosität sind z. B. Stärke- und Cellulosederivate und hydrophobmodifizierte ethoxylierte Urethane(HEUR)-Verdicker, alkaliquellbare Acrylatverdicker, hydrophob modifizierte Acrylatverdicker, Polymere der Acrylamidomethylpropansulfonsäure oder pyrogene Kieselsäure.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe an Rheologieadditive liegt vorzugsweise bei 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersionsfarbe.
Eine Übersicht über gängige Hilfsstoffe geben Wernfried Heilen et al. in „Additive für wässrige Lacksysteme", erschienen bei Vincentz Network, 2009.
Beispiele
Prozentangaben in dieser Beschreibung sind Gewichtsprozente bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, sofern nichts anderes angegeben ist.

Die erfindungsmäßigen Polyhydroxyfettsäure-Amide wurden in einer Styrol-Acrylat Dispersionsfarbe entsprechend Tabelle 1 untersucht. Tabelle 1: Zusammensetzung der Dispersionsfarbe (Styrol-Acrylat)

Nr.	Komponente	Gew.-%
1	Wasser	25,5
2	NH₃ (25%-ig in Wasser)	0,1
3	Calgon^® N (Dispergiermittel)	0,1
4	Tylose^® MH 10000 (Verdicker)	0,5
5	Genapol^® ED 3060 (Dispergiermittel)	0,2
6	Texanol^® (Koaleszenzmittel)	1,9
7	Byk^® 038 (Entschäumer)	0,1
8	Mowiplus^® XW 330 (Netzmittel)	0,5
9	Nipacide^® BMS (Biozid)	0,2

12	Omyacarb^® 2 GU (Füllstoff)	15,0
14	Kronos^® 2160 (Pigment)	12,0

15	Wasser	5,4
16	Mowilith^® LDM 7714 (Binder)	38,2
17	Tafigel^® PU 40 (1:9 in Water) (Rheolgie Modifizierer)	0,3

	Summe	100,0
	PVK	32,8
	Feststoffgehalt	46,1

Die Komponenten 1–14 wurden durch sukzessive Zugabe unter hoher Scherrate dispergiert. Anschließend wurden die Komponenten 15–18 unter geringer Scherrate untergerührt.
Als erfindungsmäßige Polyhydroxyfettsäureamide wurden anschließend N-C₈/C₁₀ Acyl-N-methyl-glucamin als 50%-ige wässrige Lösung, sowie N-C₁₂/C₁₈ Acyl-N-methyl-glucamin und N-Coco-acyl-N-methyl-glucamin als 25%-ige wässrige Lösungen der Dispersionsfarbe (Tabelle 1) zugesetzt. Als Vergleichsbeispiele entsprechend dem Stand der Technik wurden zwei kommerzielle Wachse, die zur Verbesserung der Kratz- und Scheurfestigkeit erhältlich sind verwendet. Alle Konzentrationsangaben der erfindungsmäßigen Polyhydroxyfettsäureamide und der Wachse (entsprechend der Herstellerangaben) sind auf deren Aktivgehalt bezogen.
Zur Beurteilung der Dispersionsfarben wurden die Viskosität, die Gefriertaustabilität, die Offenzeit und der Nassabrieb beurteilt. Um die Lagerbeständigkeit zu simulieren wurde die Farbe eine Woche bei 60°C gelagert und die Synärese beurteilt. Darüber hinaus wurde das Abtönverhalten mit Buntpigment sowie der Glanz des trockenen Farbfilms beurteilt. Die Parameter wurden dazu wie folgt bestimmt.
Die Viskosität wurde auf einem Haake Viscotester 550 von ThermoScientific bestimmt.
Zur Bestimmung der Synärese wurden in ein Gefäß mit Füllstandsskalierung die gleiche Menge Farbe gefüllt. Anschließend wurde die abgeschiedene Wassermenge nach Lagerung von 1 Woche bei 60°C abgelesen und als Prozentsatz der Farbmenge dokumentiert.
Die Nassabriebbeständigkeit wurde entsprechend der Normen DIN EN ISO 11998 und DIN EN 13300 auf einem Farbfilm von 200 μm bestimmt.
Zur Bestimmung der Gefriertaustabilität wurde eine Probe der Farbe bei –18°C eingefroren und anschließend wieder aufgetaut. Dies wurde so lange wiederholt, wie keine dauerhaften Schäden zu erkennen waren. Beurteilt wurde die Anzahl der gefriertaustabilen Zyklen.
Die Offenzeit wurde in Anlehnung an ASTM-Norm D7488-11 auf einem Farbfilm von 90 μm bestimmt.

Zur Beurteilung des Abtönverhaltens wurde die Dispersionsfarbe mit 2 Gew.-% einer Pigmentpaste entsprechend Tabelle 2 abgetönt. Anschließend wurde die Farbstärke auf einem Spectrophotometer (Konica Minolta; CM-3600d) gegenüber dem Vergleichsbeispiel 1 gemessen. Tabelle 2: Abtönpaste Kupferphthalocyanin (PB 15:3)

Nr.	Komponente	Lieferant	Beschreibung	Menge [g]
1 2 3 4 5 6	Wasser Hostaperm Blue B2G Dispersogen PTS Polyglykol 200 USP D-Foam-R C 740 Nipacide BIT 10	Clariant Clariant Clariant Clariant Clariant	Lösungsmittel Pigment Dispergiermittel Feuchthaltemittel Entschäumer Biozid	29,0 g 50,0 g 6,0 g 10,0 g 3,0 g 2,0 g
Summe:				100,0 g

Der Glanz wurde auf einem weißen 120 μm Farbfilm bei 20, 60, und 85° gemessen (micro-TRI-gloss μ von Byk). Tabelle 3: Ergebnisse der anwendungstechnischen Untersuchungen der Dispersionsfarbe

Beispiel	Additiv	Viskosität		Synärese
Beispiel	Additiv	1/60 s [mPas]	Änderung [%]	[%]	Änderung [%]
1 (V)	Ohne Additiv	1072	0,0	35	0,0
2 (V)	+0,2% Aquacer 539	868	–19	31	–11
3 (V)	+0,2% Wükonil HB 3000	844	–31	30	–14
4	+0,2% N-C_12/18 Acyl-N-methyl-glucamin	985	–8,1	31	–11
5	+0,2% N-Coco-acyl-N-methyl-glucamin	1023	–4,6	30	–14
6	+0,2% N-C_8/10 Acyl-N-methyl-glucamin	1046	–2,4	29	–17

Die Ergebnisse der Ausprüfungen der wässrigen Dispersionsfarbe sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Es ist bevorzugt, dass die Viskosität der Dispersion mit Nassabriebadditive nicht um mehr als 10–15% von der Viskosität ohne Additiv abweicht, ebenso sollte die Synärese um nicht mehr als 10–15% zunehmen.
Die Einflüsse der erfindungsmäßigen Polyhydroxyfettsäure-Amide auf trockene bzw. trocknende Farbfilme sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
Durch den Zusatz der erfindungsmäßigen Polyhydroxyfettsäure-Amide konnte die Nassabriebbeständigkeit bis um eine Abriebklasse verbessert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2676976 [0006]
US 20100330286 [0007]
US 5874498 [0008]
EP 2277595 [0008]
US 5201948 [0009]
WO 9412609 [0013]
WO 9841601 [0014]
WO 9523840 [0015]
EP 0745719 [0016]
DE 69811179 [0017]
WO 2014056561 [0018]
DE 19934836 [0019]
WO 9206071 [0020]
WO 9206073 [0020]
WO 9208687 [0020]
DE 4322874 [0020]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Khorassani et. al (Journal of Applied Polymer Science, 2009, Vol. 113, 3264–3268) [0003]
De Oliveira et. al (Journal of Coatings Technology Research, 2011, Vol. 8, 439–447) [0004]
Dumitru et. al (Revista de Chimie, 2012, Vol. 63, 722–726) [0005]
K. Rieger, Fette Seifen Anstrichmittel, 1971, Vol. 73, 231–235 [0011]
Uwe Wolfmeier et. al in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2012, Vol. 39, 111–172) [0011]
Wernfried Heilen et al. in „Additive für wässrige Lacksysteme”, erschienen bei Vincentz Network, 2009 [0051]
Normen DIN EN ISO 11998 [0059]
DIN EN 13300 [0059]
ASTM-Norm D7488-11 [0061]

Claims

Dispersionsfarbe, enthaltend (A) mindestens eine Verbindung der Formel (I)
worin R¹ für eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen steht, (B) einen polymeren Binder, (C) mindestens ein Pigment, ein Füllstoff oder beides, und (D) Wasser.
Dispersionsfarbe nach Anspruch 1, die darüber hinaus einen oder mehrere der Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend, Dispergiermittel, Entschäumer, Alkali, Rheologie-Additiv, Biozid, Netzmittel, Koaleszensmittel enthält.
Dispersionsfarbe nach Anspruch 1 und/oder 2, wobei R¹ eine aliphatische Gruppe ist.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, worin 2 bis 6 verschiedene Verbindungen der Formel (I) zum Einsatz kommen.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Konzentration der Verbindung der Formel (I) 0,01 bis 20 Gew.-% beträgt.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Konzentration der Verbindung der Formel (I) 0,01 bis 5% beträgt.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Konzentration der Verbindung der Formel (I) 0,01 bis 2% beträgt.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, enthaltend Netz- oder Dispergiermittel in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, enthaltend Entschäumer in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, enthaltend Biozide in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, enthaltend Alkali in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, enthaltend Rheologie-Additive einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, enthaltend Koaleszensmittel einer Menge von 0 bis 5 Gew.-%
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 13, worin der polymere Binder, Komponente (B), ein Homo- oder Copolymer aus Styrol und/oder einem Acrylat ist.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, worin 10 bis 80 Gew.-% des Bestandteils (B) enthalten sind.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, enthaltend ein Pigment, Komponente (C), in einer Menge von 10 bis 80 Gew.-%
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, worin 1 bis 80 Gew.-% Wasser, Komponente (D), enthalten sind.
Dispersionsfarbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, worin die Verbindung der Formel (I) von Glucose abgeleitet ist.
Verwendung einer Verbindung der Formel (I)
worin R1 für eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen steht, zur Verbesserung der Nassabriebbeständigkeit von Beschichtungen, die durch Trocknung von wässrigen Dispersionsfarben bestehen, und welche neben der Verbindung der Formel (I) Wasser, mindestens ein Pigment oder mindestens einen Füllstoff oder beides, und einen polymeren Binder enthalten.
Verwendung nach Anspruch 19 worin R¹ eine aliphatische Gruppe ist.
Verwendung nach Anspruch 19 und/oder 20, worin 2 bis 6 verschiedene Verbindungen der Formel (I) zum Einsatz kommen.
Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21, worin die Verbindung der Formel (I) von Glucose abgeleitet ist.