DE69202640T2 - Wässrige Aerosol-Überzugszusammensetzung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine wäßrige Aerosol-Überzugszusammenseztung bzw. -Beschichtungszusammensetzung.
• Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine wäßrige Aerosol-Beschichtungszusammensetzung, welche eine verbesserte Trocknungsfähigkeit gegenüber derzeitigen Systemen auf Wasserbasis besitzt. Beschichtungen dieser Erfindung sind in Aerosol-Anstrichzusammensetzungen auf Wasserbasis besonders brauchbar.
• Aerosol-Anstrichzusammensetzungen, welche flüchtige organische Lösungsmittel als Trägerund Treibmittelsystem für filmbildende Polymere verwenden, sind bekannt und werden verbreitet verwendet. Die Anwesenheit von organischen Lösungsmitteln bringt jedoch schwerwiegende Umweltbedenken aufgrund ihrer toxischen Natur mit sich und schafft gefährliche Bedingungen am Arbeitsplatz, und zwar wegen ihrer leichten Entflammbarkeit. Während Aerosol-Anstrichzusammensetzungen auf Wasserbasis das Lösen der Probleme der Toxizität und Entflammbarkeit beeinflußt haben, sind längere Trocknungszeiten für Systeme auf Wasserbasis, verglichen mit den schneller trocknenden Systemen auf Basis organischer Lösungsmittel, inhärente und bestehende Bedenken.
• Die GB-A-2,085,466 und die EP-A-0 068 771 (äquivalent zur US-A-4,5 18,734) beschreiben beide eine Vieizahl von Polymeren, wie z.B. Acrylate, Alkyde, Epoxyester und Vinylpolymere und -copolymere, welche als das filmbildende Polymer in wäßrigen Aerosol-Zusammensetzungen verwendet werden können. Diese beiden Dokumente schlagen Aerosol-Anstrichformulierungen auf Wasserbasis vor, welche ein Gemisch aus Dimethylether, Wasser und einem wasserlöslichen Lösungsmittel als das Träger- und Treibmittelsystem verwenden. Das Treibmittelsystem auf Basis von Dimethylether soll, so sagt man, wasserlösliche Polymere und mit Wasser verdünnbare Emulsionspolymere zur Verfügung stellen, welche als filmbildende Polymere brauchbar sind.
• Die US-A-4,450,253 beschreibt ein filmbildendes Polymer, welches ein trocknendes, Ölmodifiziertes Acrylesterpolymer ist, welches durch Neutralisation mit einer flüchtigen Base, wie z.B. Ammoniak oder ein Amin, wasserlöslich gemacht wurde. Das filmbildende Polymer wird auf ein Substrat aufgetragen, indem ein Träger- und Treibmittelsystem mit einer einzigen Phase verwendet wird, welches System Dimethylether, Wasser und wasserlösliche polare organische Lösungsmittel aufweist. Offenbar werden nicht-entflammbare Aerosol-Anstrichzusammensetzungen zur Verfügung gestellt.
• In der US-A-4,450,253 ist Acrysol WS-24, ein Acryldispersionsharz und ein Produkt von Rohm and Haas Company, irrtümlich als ein Öl-modifizierter Acrylsäureester identifiziert, welcher als ein filmbildendes Polymer dieser Erfindung verwendet werden kann (Beschreibung, Spalte 6, Zeilen 56 bis 64). Dies ist eine irrtümliche Identifizierung der chemischen Zusammensetzung dieses Produktes. Das Acryldispersionsharz Acrysol WS-24 wird typischerweise mit 36 Prozent Feststoffen in Wasser geliefert und ist nicht Öl-modifiziert. In keiner Ausgestaltung der Erfindung, wie sie in der US-A- 4,450,253 beschrieben ist, ist sie Öl-modifiziert. Ferner wird nicht vorgeschlagen, daß ein Acryldispersionsharz, welches keine Öl-Modifizierung aufweist, als das filmbildende Polymer verwendet werden kann. Ein kritischer Aspekt der Lehren der US-A-4,450,253 ist jedoch, daß die filmbildenden Polymere dieser Erfindung trocknende Öl-modifizierte Esterpolymere sein müssen, welche löslich sind und in der flüssigen Phase der Treibmittel/Lösungsmittel-Lösung gelöst sind, welche von Dimethylether, Wasser und mindestens einem polaren Lösungsmittel vorgesehen wird (Beschreibung, Spalte 5, Zeilen 32 bis 37). Das Acryldispersionsharz Acrysol WS-24 ist nicht Öl-modifiziert. Folglich war die Identifizierung des Acryldispersionsharzes Acrysol WS-24 als ein trocknendes, Öl-modifiziertes Polymer irrtümlich. Dazu kommt noch, daß es keine Schlußfolgerung, keinen Vorschlag, keine Offenbarung und auch keine Lehre gibt, daß eine Mischung eines nicht-Öl-modifizierten Acryldispersionsharzes mit einem Öl-modifizierten Acrylsäureester beim Verringern der Trocknungszeit von Polymerfilmen, die von Aerosolsystemen auf Wasserbasis hergestellt werden, brauchbar ist.
• Die US-A-4,578,415 beschreibt ein trocknendes, Öl-modifiziertes Acrylcopolymer mit niedrigem Molekulargewicht, welches mit Ammoniak oder einem Amin neutralisiert wird, um das Salz als das filmbildende Polymer zu bilden. Die Einbringung des Copolymers in das Treibmittelsystem auf Wasserbasis mit Dimethylether, Wasser und wasserlöslichen Lösungsmitteln soll, so sagt man, eine Anstrichzusammensetzung mit verbesserter Lagerstabilität zur Verfügung stellen.
• Die US-A4,968,735 beschreibt eine mit Dimethylether getriebene Aerosolzusammensetzung auf Wasserbasis, welche Verdicker verwendet, welche ihre Verdickungsfähigkeit in der Gegenwart von Dimethylether verlieren. Bei Abdampfüng des Dimethylethers gewinnt der Verdicker jedoch seine Verdickungsfähigkeit wieder, wobei Aerosol-Anstrichformulierungen mit hohem Glanz für dicke Filme hergestellt werden.
• Während bei Träger- und Treibmittelsystemen auf Wasserbasis gegenüber Systemen auf Basis organischer Lösungsmittel einige Verbesserungen erzielt wurden, sind weitere Verbesserungen in der Trocknungszeit, gemessen durch die Härtungszeit, die Zeit bis zum trockenen Griff und die haftfieie Zeit, erforderlich.
• Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine wäßrige Aerosol-Beschichtungszusammensetzung mit verbessertem Trocknen zur Verfügung zu stellen.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, wäßrige Aerosol-Beschichtungszusammensetzungen mit ausgezeichneter Stabilität zur Verfügung zu stellen, wenn sie breiten pH-Bereichen ausgesetzt werden.
• Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung bestcht darin, wäßrige Aerosol-Beschichtungszusammensetzungen mit verbesserter Härte zur Verfügung zu stellen.
• Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, wäßrige Aerosol-Beschichtungszusammensetzungen mit äquivalentem Glanz, verglichen mit Filmpolymeren, welche Systeme auf Lösungsmittelbasis anwenden, zur Verfügung zu stellen.
• Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine wäßrige Aerosol-Beschichtungszusammensetzung, vorzugsweise in der Form einer Mischung, zur Verfügung gestellt, umfassend: ein wasserlösliches Salz eines dispergierbaren Acrylpolymers, ein Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers, Dimethylether, Wasser und ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel; wobei das Verhältnis des wasserlöslichen Salzes des dispergierbaren Acrylpolymers zum Ammonium- oder Aminsalz des trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers von 20/80 bis 80/20, vorzugsweise von 40/60 bis 60/40, ist.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden einer wäßrigen Aerosol-Beschichtungszusammensetzung gemäß einem vorhergehenden Anspruch zur Verfügung gestellt, umfassend ein Mischen eines wasserlöslichen Salzes eines dispergierbaren Acrylpolymers mit einem Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Copolymers in Dimethylether, Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel; wobei das Verhältnis des wasserlöslichen Salzes des dispergierbaren Acrylpolymers zum Ammonium- oder Aminsalz des trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers von 20/80 bis 80/20, vorzugsweise von 40/60 bis 60/40, ist.
• Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Film oder eine Beschichtung zur Verfügung gestellt, die von der Aerosol-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.
• Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat zur Verfügung gestellt, welches mit der Aerosolzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtet ist.
• Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer Zusammensetzung vorgesehen, welche umfäßt: ein wasserlösliches Salz eines dispergierbaren Acrylpolymers, ein Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers, Dimethylether, Wasser und ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel; wobei das Verhältnis des wasserlöslichen Salzes des trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers von 20/80 bis 80/20, vorzugsweise von 40/60 bis 60/40, ist.
• Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie z.B. ein ausgezeichnetes Trocknen, eine ausgezeichnete Stabilität, wenn sie breiten pH-Bereichen ausgesetzt werden, eine verbesserte Härte und einen äquivalenten Glanz, verglichen mit Filmpolymeren, die Systeme auf Lösungsmittelbasis anwenden.
• Zusammensetzungen, welche die Mischung der vorliegenden Erfindung enthalten, bilden daher Polymerfilme mit schnelleren Trocknungszeiten, verglichen mit früheren Systemen auf Wasserbasis. Die Verbesserung in der Trocknungszeit wird erzielt, ohne daß Eigenschaften, wie z.B. Glanz, Härte und Stabilität, beeinträchtigt werden.
• Die verbesserte Trocknungszeit für Beschichtungen, die aus dem Aerosolsystem der vorliegenden Erfindung auf Wasserbasis hergestellt werden, stammt von der Verwendung einer Mischung eines wasserlöslichen Salzes eines dispergierbaren Acrylpolymers, wie z.B. in der Form eines kolloidalen, dispergierbaren Polymers, mit einem wasserlöslichen Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Ölmodifizierten Acrylatcopolymers in einem aktiven Träger- und Treibmittelsystem mit Dimethylether, Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel, um eine Beschichtung mit überlegener Trocknungsfähigkeit herzustellen.
• Typischerweise kann das wasserlösliche Salz des (kolloidalen) dispergierbaren Acrylpolymers der vorliegenden Erfindung eine Tg von etwa 30 Grad Celsius bis etwa 140 Grad Celsius besitzen, obgleich die bevorzugte Tg etwa 40 bis 50, mehr bevorzugt 45 Grad Celsius, ist. Es wird angenommen, daß die Tg die Härteentwicklung im Film beschleunigt und die Gesamtfilmhärte steigert.
• Das typische Durchschnittsmolekulargewicht des wasserlöslichen Salzes des dispergierbaren Acrylpolymers ist von etwa 20.000 bis etwa 200.000, während das bevorzugte Molekulargewicht von etwa 40.000 bis etwa 50.000 ist, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polymethylmethacrylat als dem Standard. Es wird angenommen, daß das geringe Molekulargewicht des dispergierbaren Acrylpolymers seine Kompatibilität mit dem wasserlöslichen Ammonium- oder Aminsalz des trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers derart verbessert, daß die Beschichtung, die davon hergestellt wird, eine kürzere Trocknungszeit besitzt und Hochglanzeigenschaften des Acrylatcopolymers beibehält.
• Ob das wasserlösliche Salz des dispergierbaren Acrylpolymers speziell hergestellt wird oder ob es im Handel gekauft wird, es sollte vorzugsweise, zumindest teilweise, mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem heterozyklischen Amin mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder mit einem Mono-, Di- oder Trialkanolamin mit 2 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen in jedem Alkanolteil neutralisiert werden. Es kann auch eine zusätzliche Menge des Neutralisierungsmittels vorhanden sein, so daß die endgültige Aerosol- Anstrichzusammensetzung einen alkalischen pH, wie z.B. etwa 7,5 bis etwa 9,5, aufweist. Geeignete Neutralisierungsmittel sind z.B. wäßriges Ammoniumhydroxid, Morpholin, Triethanolamin, Ethanolamin und dergleichen.
• Die Säurezahl, ausgedruckt als Milligramm Kaliumhydroxid, geteilt durch Gramm Polymer des neutralisierten (kolloidalen) dispergierfähigen Acrylpolymers ist typischerweise von etwa 30 bis etwa 160 und vorzugsweise von 80 bis 110. Rohm and Haas Company stellt das dispergierbare Acrylpolymer der vorliegenden Erfindung unter der Handelsmarke Acrysol WS-24, ein Acryldispersionsharz, her. Obgleich es moglich ist, das Acryldispersionsharz Acrysol WS-24 in der Form eines Aminsalzes zu erhalten, wird es im allgemeinen in nicht-neutralisiertem Zustand bei einem Feststoffgehalt von 36 Prozent in Wasser geliefert. Andere Acryldispersionsharze, die zur Verwendung in dieser Erfindung geeignet sind, sind aus der Gruppe gewählt, die aus Acrysol WS-32, WS-50, WS-68, WS-78 Rhoplex B-505, Rhoplex NT-2426 und dergleichen besteht. Sowohl Acrysol als auch Rhoplex sind Handelsmarken von Rohm and Haas Company.
• Die Verbesserung in der Trocknungsfähigkeit der Aerosolzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf Wasserbasis stammt vom Mischen eines wasserlöslichen Salzes eines dispergierbaren Acrylpolymers mit einem wasserlöslichen Aminsalz des Acrylatcopolymers. Es wird angenommen, daß die Natur des Acryldispersionsharzes für Beschichtungen, die davon hergestellt werden, ausgezeichnete Eigenschaften bietet. Es wird zum Beispiel angenommen, daß die Acryldispersion in ihrem nichtneutralisierten Zustand diskrete Latexteilchen aufweist, daß sie aber, wenn sie mit einer Base neutralisiert wird, quillt und in ihrem Charakter lösungsähnlich wird, obgleich sie noch immer aus diskreten Teilchen zusammengesetzt ist. Dieses einzigartige Verhalten, in Verbindung mit ihrer Säurezahl, der relativ hohen Tg und dem geringen Molekulargewicht soll Beschichtungen eine beschleunigte Trocknungsfähigkeit verleihen. Der wahre Mechanismus dieser Erfindung ist jedoch unbekannt, und die bevorzugte Erklärung soll nicht auf irgendeine Weise den Umfang dieser Erfindung wie auch immer beschränken.
• Um das dispergierbare Acrylpolymer und das trocknende, Öl-modifizierte Acrylatpolymer zu mischen, ist es bevorzugt, daß das trocknenden, Öl-modifizierte Acrylatpolymer neutralisiert werden muß und die Viscosität mit Wasser verringert werden muß, um eine Fällung des Polymers zu verhindern. Die Neutralisation kann vorgenommen werden, bevor oder nachdem die Trockner dem Polymer zugegeben werden, jedoch stets vor der Reduktion mit Wasser. Nachdem Wasser zugegeben worden ist, kann das dispergierbare Acrylpolymer eingemischt werden. Wenn der obigen Zugabereihenfolge nicht gefolgt wird, ist das Mischen schwieriger.
• Das Gewichtsverhältnis des wasserlöslichen Salzes des dispergierbaren Acrylpolymers zum wasserlöslichen Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers ist 20/80 bis 80/20, während das bevorzugte Gewichtsverhältnis von 40/60 bis 60/40 ist. Wenn die Verhältnisse außerhalb der obigen Bereiche sind, sind die Mischungen weniger stabil und die Beschichtungen minderwertig.
• Das wasserlösliche Ammonium- odere Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers besitzt vorzugsweise ein geringes Molekulargewicht, z.B. ein durchschnittliches Molekulargewicht von 300 bis 9.000, vorzugsweise von 500 bis 3.000, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie.
• Das trockene, Öl-modifizierte Acrylatcopolymer mit niedrigem Molekulargewicht, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfaßt vorzugsweise copolymerisierte Einheiten eines Alkylacrylates mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und eines Alkylmethacrylates mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen.
• Das Copolymer wird in der Regel von etwa 10 Prozent bis 35 Prozent, vorzugsweise von etwa 15 bis etwa 30 Gewichtsprozent des Alkylacrylates, und von etwa 20 Prozent bis etwa 70 Prozent, vorzugsweise von etwa 30 Prozent bis etwa 60 Gewichtsprozent des Alkylmethacrylates, bezogen auf das Gesamtgewicht der Copolymerzusammensetzung, umfassen.
• Die bevorzugten Copolymere besitzen von etwa 15 Prozent bis etwa 30 Prozent Butylacrylat und von etwa 30 Prozent bis etwa 60 Prozent Isobutylmethacrylat, und zwar gewichtsmäßig, bezogen auf das Gewicht der Copolymerzusammensetzung.
• Zusätzlich umfaßt die Copolymerzusammensetzung von etwa 10 Prozent bis etwa 30 Prozent ein copolymerisiertes, trocknendes Öl, wie z.B. Leinsamenöl, Sojaöl, Tungöl, Sonnenblumenöl oder andere polyungesättigte Öle, und etwa 10 Prozent bis etwa 20 Prozent, bezogen auf die Copolymerzusammensetzung, eine copolymerisierte, olefinisch ungesättigte Säure oder Säureanhydrid, wie z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und dergleichen, oder ein Anhydrid davon.
• Zweckmäßigerweise wird das Copolymer ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 9.000, vorzugsweise von etwa 500 bis etwa 3.000, am meisten bevorzugt von etwa 1.000 bis etwa 2.000, aufweisen.
• Ein trocknendes, Öl-modifiziertes Copolymer mit niedrigem Molekulargewicht aus Butylacrylat und Isobutylmethacrylat mit einem Molekulargewicht von etwa 9.000 wird von Rohm and Haas Company unter der Handelsbezeichnung Acryloid WR-748, ein Öl-modifiziertes Copolymer, hergestellt. Dieses Öl-modifizierte Copolymer oder sein substantielles Äquivalent ist derzeit zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Das Öl-modifizierte Copolymer Acryloid WR-748 wird als eine Lösung des Copolymers in einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. Isopropanol, Propylenglycolpropylether, in der Regel mit 60 Prozent Feststoffen, verkauft, und wird neutralisiert, wie oben beschrieben, um das wasserlösliche Ammonium- oder Aminsalz davon zur Verfügung zu stellen.
• Obgleich es möglich ist, das Acrylatcopolymer in der Form seines Aminsalzes zu erhalten, sind Acrylatcopolymere in der Regel im Handel in der nicht-neutralisierten Form erhältlich. Ob das Acrylatcopolymer speziell hergestellt wird oder ob es im Handel gekauft wird, das Copolymer wird zumindest teilweise mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem heterocyclischen Amin mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder mit einem Mono-, Di- oder Trialkanolamin mit 2 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen in jedem Alkanolteil neutralisiert. Es kann auch eine zusätzliche Menge des Neutralisierungsmittels vorhanden sein, so daß die endgültige Aerosol-Anstrichzusammensetzung einen alkalischen pH, z.B. von etwa 7,2 bis etwa 10, aufweist. Geeignete Neutralisierungsmittel sind z.B. wäßriges Ammoniumhydroxid, Morpholin, Triethanolamin, Ethanolamin und dergleichen.
• Vorzugsweise ist das Alkylacrylat Butylacrylat und ist das Alkylmethacrylat Isobutylmethacrylat.
• Vorzugsweise umfaßt die Zusammensetzung von 0 Prozent bis 20 Prozent ein Pigment und von 0 Prozent bis 3 Prozent jeweils ein Additiv, ausgewahlt aus der Gruppe eines Tensids, eines pH Stabilisators eines Antischaummittels, eines plastifizierenden und trocknenden Mittels, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
• Das Pigment liegt vorzugsweise von etwa 0 Prozent bis 15 Prozent vor, und das Gesamtgewicht der Additive überschreitet nicht 3 Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
• Das wasserlösliche Salz des Acrylatcopolymers ist in einer Menge von etwa 1 Prozent bis etwa 60 Prozent, vorzugsweise von etwa 2 Prozent bis etwa 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aerosol-Anstrichzusammensetzung, vorhanden.
• Das treibaktive Trägersystem, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist z.B. Dimethylether, Wasser und ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel. Dimethylether ist eine farblose, stabile, polare Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von minus 25 Grad Celsius. Im allgemeinen wird der Dimethylether von etwa 5 Prozent bis etwa 60 Prozent, vorzugsweise von etwa 25 Prozent bis etwa 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aerosol-Anstrichzusammensetzung, umtassen. Obgleich bevorzugt ist, daß der Dimethylether das einzige Treibmittel ist, können unter gewissen Umständen bis zu etwa 50 Gewichtsprozent des Dimethylethers durch ein anderes flüssiges Trcibmittel, wie z.B. ein aliphatischer Kohlenwasserstoff oder ein fluorierter Kohlenwasserstoff, ersetzt werden. Falls erwünscht, kann ferner auch ein gasförmiges Treibmittel, wie z.B. Stickstoff, Kohlendioxid, Stickoxid und dergleichen, verwendet werden.
• Wasser ist in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer Menge von etwa 10 Prozent bis etwa 70 Prozent, vorzugsweise von etwa 20 Prozent bis etwa 60 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Aerosol-Anstrichzusammensetzung vorhanden.
• In der Aerosol-Anstrichzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf Wasserbasis wird auch ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel verwendet, wie z.B. geradkettige oder verzweigtkettige monohydrische Alkohole mit z.B. von 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, Glycolether, Ester, Ketone und dergleichen. Geeignete organische Lösungsmittel sind z.B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Aceton, Ethylacetat, Monoalkylether von Ethylen, oder Propylenglycol mit einem bis etwa sechs Kohlenstoffatomen im Alkylteil, wie z.B. Propylenglycolmethylether und Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonoalkylacetate mit 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen im Alkylteil, wie z.B. Ethylenglycolmonobutyletheracetat, Diacetonalkohol und Esteralkohole und dergleichen. Das wasserlösliche organische Lösungsmittel wird z.B. ein Gemisch eines organischen Lösungsmittels mit niedrigem Molekulargewicht, wie z.B. ein Alkanol, ein Alkylester oder ein Alkylketon, enthaltend von 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatome im Alkylteil, mit einem wasserlöslichen, polaren organischen Lösungsmittel mit höherem Molekulargewicht, welches als ein koppelndes organisches Losungsmittel wirkt, wie die oben erwähnten Monoalkylether von Ethylen oder Propylenglycol oder die Ethylenglycolmonoacetate, sein. Im allgemeinen wird das wasserlosliche organische Losungsmittel in ciner Menge von etwa 0,5 Prozent bis 80 Prozent, vorzugsweise von etwa 0,5 Prozent bis etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorhanden sein.
• Die Aerosol-Anstrichzusammensetzung kann auch enthalten. ein Tensid, ein Pigment, einen pH- Stabilisator, ein Antischaummittel, ein plastifizierendes Mittel, Trocknungsmittel und dergleichen. Das Pigment wird im allgemeinen von 0 Prozent bis etwa 20 Prozent, meistens von 0 Prozent bis etwa 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorhanden sein. Die anderen Additive, sofern sie vorhanden sind, werden zweckmäßigerweise etwa 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, für jedes Additiv überschreiten, und jedes andere Additiv wird üblicherweise lediglich bis zu etwa 1 Prozent oder bis etwa 2 Prozent vorhanden sein.
• Eine Mischung aus dem wasserlöslichen Salz eines dispergierbaren Acrylpolymers mit einem Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers mit niedrigem Molekulargewicht in einem Träger- und Treibmittelsystem auf Wasserbasis mit Dimethylether, Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel stellt Anstrich-Zusammensetzungen mit den ererwünschten filmbildenden und trocknenden Eigenschaften zur Verfügung, welche nicht erhalten werden können, wenn das trocknende, Öl-modifizierte Acrylatcopolymer mit niedrigem Molekulargewicht ohne das dispergierbare Acrylpolymer verwendet wird. Die Beschichtungseigenschaften sind weiter verbessert, wenn das trocknende, Öl-modifizierte Polymer mit niedrigem Molekulargewicht eine Lufthärtung durchmacht.
• Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft beschrieben.
• In den folgenden Beispielen werden die folgenden Testverfahren verwendet, um die physikalischen Eigenschaften des gehärteten Fihns, der aus der Zusammensetzung dieser Erfindung hergestellt wurde, auszuwerten.
TESTVERFAHREN
• 1. GLANZ - Der Glanz bei 20 Grad und bei 60 Grad wurde mit Glanzmetern gemessen, die von der Gardner Instrument Company hergestellt wurden.
• 2. STABILITÄT - Die Wärmestabilität ist ein beschleunigter Alterungstest. Die Wärmestabilität wird bestimmt, indem eine Probe der Anstrichformulierung (7) sieben Tage bei sechzig Grad Celsius (140 Grad Fahrenheit) in ein Glasgefäß mit 56,7 g (2 Unzen) gegeben wird. Die Viskosität der Probe wird mit einem Brookfield-Viskosimeter bestimmt.
• 3. ZAPON-HAFTTEST
• Fertigung und Kalibrierung des Hafttesters - Ein Aluminiumstreifen (0,00025 Zoll oder 0,0064 cm dick) mit einer Breite von 1 Zoll (2,54 cm) wird geschnitten und so gebogen, daß eine quadratische Fläche von 2,54 cm (1 Zoll) auf einer nicht haftenden Oberfläche flach ruht, wenn ein Gewicht von fünf Gramm auf die Mitte der Fläche gegeben wird, aber mit einem leichteren Gewicht umfällt.
• Testen auf Null Gramm Zapon-Haftfreiheit - Der Hafttester wird auf den Film ohne zusätzliches Gewicht auf die quadratische Fläche von 1 Zoll (2,54 cm), welches auf dem Film ruht, gegeben, und davon abgehalten, während fünf Sekunden umzufällen, wenn sein Gewicht auf den Film hinunterdrückt. Dann wird der Tester losgelassen. Falls er innerhalb von fünf Sekunden umfällt, besteht der Film den "Null-Gramm-Zapon-Test".
• Testen auf 500 Gramm Zapon-Haftfreiheit - Ähnlich dem Test mit null Gramm, außer daß ein Gewicht von 500 Gramm für fünf Sekunden in die Mitte der quadratischen Fläche von 1 Inch gegeben wird und der Tester mit zusatzlicher Kraft auf den Film gedruckt wird. Der Film besteht den Test, falls der Tester innerhalb von fünf Sekunden nach dem Entfernen des Gewichtes umfällt.
• 4. TUKON-HÄRTE - Eine Last von 25 Gramm wird mittels einer Diamantspitze auf den getrockneten Film gegeben. Der mit der Diamantspitze auf dem Film hinterlassene Abdruck wird unter einem Mikroskop vermessen. Je kleiner der gemessene Abdruck, umso härter der Anstrich.
BEISPIEL 1
• Eine weiße Aerosol-Anstrichzusammensetzung auf Wasserbasis wurde hergestellt und in eine Aerosoldose gepackt. Die Zusammensetzung wurde hergestellt, indem 60 Gewichtsteile der folgenden Anstrichformulierung mit 40 Gewichtsteilen Dimethylether als das alleinige Treibmittel gemischt wurden. ANSTRICHFORMULIERUNG TEILE Acryloid WR-748 (60%), Rohm and Haas Ammoniumhydroxid (28%) Ethylenglykolmonobutylether Isopropanol (99%) Wasser Titandioxid Kobaltnaphthenat Mangannaphthenat Active-8 Trockner (1.10-Phenanthrolen) Andere Additive Acrysol WS-24, Rohm and Haas GESAMT
• Dispergierbares Acrylharz Acrysol WS-24 sollte nach oder unmittelbar vor "Andere Additive" zugegeben werden. Man kann nicht das Dispersionsacrylharz Acrysol WS-24 mit dem Öl-modifizierten Copolymer Acryloid WR-748 mischen, ohne zu neutralisieren und die Viscosität des trocknenden Öl-modifizierten Polymers zu verringern. Das trocknende Öl-modifizierte Copolymer Acryloid WR-748 ist eine Lösung voll 60+/-1 Prozent des wasserlöslichen Butylacrylat/Isobutylmethacrylat- Copolymers in einem Gemisch von 50/50 Gewichtsprozent Isopropylalkohol und Propylenglycol oder Propenylether in Wasser.
• Ein Film wurde mit der oben erwähnten Anstrichformulierung hergestellt und getrocknet. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen zusammengefaßt. TABELLE I Haftfreie Zeiten WR-748/WS-24-MISCHUNGEN Minuten bis T WR-748 Kontrolle
• Haftfreie Zeit - Durch Mischen des dispergierbaren Acrylharzes Acrysol WS-24 mit dem trocknenden, Öl-modifizierten Copolymer Acryloid WR-748 war die Zeit, die für den Film zum Trocknen erforderlich war, in jedem Fall verbessert, verglichen mit der Kontrolle, welche lediglich trocknendes, Öl-modifiziertes Copolymer enthielt. TABELLE II TESTERGEBNISSE Eigenschaft Kontrolle Mischung Härte Glanz Stabilität Ausgezeichnet geringfügige Abtrennung
• Die verbesserte Trocknungszeit, bestimmt durch die haftfreie Zeit, wurde ohne Verschlechterung anderer physikalischer Eigenschaften verwirklicht; die Bleistifthärte stieg von 1 auf 2 Bleistifte; der Glanz der Mischung und der Kontrolle waren äquivalent, und die Mischung schien aufgrund einer geringeren Neigung zur Abtrennung stabiler.

Claims (16)

1. Wäßrige Aerosol-Beschichtungszusammensetzung, vorzugsweise in der Form einer Mischung, umfassend:

ein wasserlösliches Salz eines dispergierbaren Acrylpolymers,

ein Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers,

Dimethylether,

Wasser und

ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel;

wobei das Verhältnis des wasserlöslichen Salzes des dispergierbaren Acrylpolymers zum Ammoniumoder Aminsalz des trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers von 20/80 bis 80/20, vorzugsweise von 40/60 bis 60/40, ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das wasserlösliche Salz des dispergierbaren Acrylpolymers ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie, von 40.000 bis 50.000 aufweist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das wasserlösliche Salz des dispergierbaren Acrylpolymers eine Tg von 30 bis 120 Grad Celsius, vorzugsweise 40 bis 50 Grad Celsius, besitzt.

4. Zusammensetzung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das wasserlösliche Salz des dispergierbaren Acrylpolymers eine Säurezahl von 30 bis 160, vorzugsweise von 80 bis 110, aufweist.

5. Zusammensetzung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das dispergierbare Acrylpolymer zumindest teilweise neutralisiert ist.

6. Zusammensetzung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Ammonium- oder Aminsalz des trocknenden, Öl-modifizierten Copolymers ein Alkylacrylat mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und ein Alkylmethacrylat mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen umfaßt.

7. Zusammensetzung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Ammonium- oder Aminsalz des trocknenden, Öl-modifizierten Copolymers ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 300 bis etwa 9.000, vorzugsweise von etwa 500 bis etwa 3.000, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie, aufweist.

8. Zusammensetzung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das trocknende, Öl-modifizierte Copolymer umfaßt: copolymerisierte Einleiten von etwa 10 Prozent bis etwa 35 Prozent des Alkylacrylates, von etwa 30 Prozent bis etwa 60 Prozent des Alkylmethacrylates, von etwa 20 Prozent bis etwa 70 Prozent einer ungesättigten Carbonsäure, und von etwa 10 Prozent bis etwa 30 Prozent eines polyungesättigten, trocknenden Öls, und zwar gewichtsmäßig, bezogen auf das Gewicht des Copolymers.

9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Alkylacrylat von etwa 15 Prozent bis etwa 30 Prozent und das Alkylmethacrylat von etwa 30 Prozent bis etwa 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, ausmachen.

10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüch 6 bis 9, wobei das Alkylacrylat Butylacrylat ist und das Alkylmethacrylat Isobutylmethacrylat ist.

11. Zusammensetzung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zusammensetzung umfaßt: von 0 Prozent bis 20 Prozent eines Pigments und von 0 Prozent bis 3 Prozent jeweils eines Additivs, ausgewählt aus der Gruppe von einem Tensid, einem pH-Stabilisator, einem Antischaummittel, einem Plastifikator und einem Trocknungsmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei das Pigment von etwa 0 Prozent bis 15 Prozent vorliegt und das Gesamtgewicht der Additive nicht 3 Prozent überschreitet, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

13. Zusammensetzung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei das Gesamtgewicht des Pigmentes von etwa 0 Prozent bis 20 Prozent ist und das Gesamtgewicht eines Additivs von 0 Prozent bis 3 Prozent ist, wobei das Additiv aus der Gruppe von einem Tensid, einem pH-Stabilisator, einem Antischaummittel, einem Plastifikator und einem Trocknungsmittel gewählt ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

14. Verfahren zum Bilden einer wäßrigen Aerosol-Beschichtungszusammensetzung nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend ein Mischen eines wasserlöslichen Salzes eines dispergierbaren Acrylpolymers mit einem Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifzierten Copolymers in Dimethylether, Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel.

15. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das trocknende, Öl-modifizierte Copolymer neutralisiert ist und die Viskosität mit Wasser verringert ist.

16. Verwendung einer Zusammensetzung, umfassend ein wasserlösliches Salz eines dispergierbaren Acrylpolymers, ein Ammonium- oder Aminsalz eines trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers, Dimethylether, Wasser und ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel; wobei das Verhältnis des wasserlöslichen Salzes des dispergierbaren Acrylpolymers zum Ammonium- oder Aminsalz des trocknenden, Öl-modifizierten Acrylatcopolymers von 20/80 bis 80/20, vorzugsweise von 40/60 bis 60/40, ist, als eine wäßrige Beschichtung.