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Die
vorliegende Erfindung betrifft Polymerzusammensetzungen, einschließlich Polymerlatices,
Bodenpoliturbindemittel-Zusammensetzungen und Bodenpolitur- bzw.
Fußbodenpolitur-Zusammensetzungen mit
verbesserter Schnellpolierwirkung. Die Polymerzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung umfassen eine wässrige Suspension oder Dispersion
eines wasserunlöslichen
Polymers aus ethylenisch ungesättigten
Monomeren, wobei das Polymer eine Glasübergangstemperatur (Tg) von
mindestens 35°C
aufweist und Einheiten von Isobutylmethacrylat (IBMA) und n-Butylmethacrylat
(BMA) umfasst.
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Ionisch
vernetzte Bodenpoliturbindemittel-Zusammensetzungen sind im Stand
der Technik gut bekannt. Eine solche Politurbindemittel-Zusammensetzung
umfasst einen Polymerlatex umfassend eine wässrige Dispersion oder Suspension
eines wasserunlöslichen
filmbildenden Polymers mit einer Tg oberhalb Raumtemperatur, und
wasserlösliche
oder -dispergierbare Metallsalze und -komplexe. Die Eigenschaft
des Polymers wird unter anderem durch die beabsichtigte Verwendung
des Bindemittels bestimmt. Ein Bodenpoliturbindemittel schließt beispielsweise
ein Polymer ein, das auf Materialien für Bodenbeläge geeignet ist und dem Fußgängerverkehr
widerstehen wird. Bodenpolitur-Zusammensetzungen umfassen Bodenpoliturbindemittel-Zusammensetzungen
zusammen mit anderen geeigneten Bodenpolitur-Bestandteilen wie z. B. alkalilöslichen
Harzen, Weichmachern, Wachsen, Konservierungsmitteln, Dispergiermitteln,
Verlaufhilfsmitteln und Egalisiermitteln.
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Ein
besonderes Merkmal einer Bodenpolitur-Zusammensetzung ist ihre Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Alterung bzw. Verschleiß durch
den Fußgängerverkehr.
Je größer die
Widerstandsfähigkeit
ist, desto mehr wird die Bodenpolitur als beständig angesehen. Eine gute Lebensdauer
bzw. Strapazierfähigkeit
wird als die Fähigkeit
einer Politurschicht definiert, Abnutzung und schwarzen Flecken
von Schuhabsätzen
zu widerstehen. Die allgemein gültige
Eigenschaft der Strapazierfähigkeit
kann auf verschiedene Wege gemessen werden. Abnutzungs- und Kratzerbeständigkeit,
Bewahrung bzw. Beständigkeit
des Filmglanzes, Pulverresistenz, Schmutzresistenz und Resistenz
gegenüber
schwarzen Flecken verursacht durch Absätze sind beispielsweise alle
im Gebiet der Bodenpolitur als Anzeichen für Dauerhaftigkeit bekannt.
Die die Dauerhaftigkeit bzw. Strapazierfähigkeit einer Bodenpolitur-Zusammensetzung beeinflussenden
Faktoren sind in US-A-4,517,330 genau beschrieben.
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Eine
weitere wünschenswerte
Eigenschaft in einer Bodenpolitur-Zusammensetzung ist die Fähigkeit eine
Ausbesserung von Schäden,
die durch den Fußgängerverkehr
auf der Bodenpolitur verursacht werden, durch das Hochgeschwindigkeitsschleifen
(buffing) oder Polieren (burnishing) zu bewirken, so dass die Bodenpolitur
ihre ursprüngliche
Beschaffenheit periodisch wiedererlangt. Die Eigenschaft einer Bodenpolitur
durch die mechanische Bewegung einer Schnellpoliermaschine wieder
hergestellt zu werden, wird hier als „Polierwirkung" bezeichnet. Die
Verwendung dieser Bodenpolitur-Zusammensetzungen in Verbindung mit
normalem Polieren liefert einen Hochglanz über verlängerte Zeitspannen, so dass
dadurch der Bedarf an kostenintensiven Abzieh- bzw. Ablöse- und
Wiederbeschichtungsabläufen,
die typischerweise mit herkömmlichen
Bodenpolituren einhergehen, ausgeschlossen oder im Wesentlichen
reduziert wird.
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Polierfähige Bodenpolitur-Zusammensetzungen
verwenden typischerweise hohe Mengen an Weichwachsen und/oder hohe
Mengen an Weichmacher, um die Fußbodenpolitur weich zu machen
oder andererseits um den Widerstand des Films hinsichtlich der Abrasionsbewegung
des Polierkissens zu verringern, so dass der Film beim Ausbessern
durch den Poliervorgang aufnahmefähiger gemacht wird. Aufgrund
der Weichheit der Politurschicht benötigen diese Fußbodenpolituren
jedoch häufige
Polierpflege zur Wiederherstellung ihres ursprünglichen „Wetlook". Die Fähigkeit einer Politurschicht
immer wieder während
eines Poliervorgangs auf Hochglanz gebracht zu werden, ist ein Maß für die „wiederholbare
Polierwirkung" eines
Fußbodens.
Mit der immer mehr verbreiteten Akzeptanz von Ultrahochgeschwindigkeits- Poliermaschinen wurden
diese Arten von Fußbodenpolitur-Zusammensetzungen
für den
Handel immer wichtiger. Gute wiederholbare Polierwirkung ist eine
der besonders wünschenswerten,
jedoch nicht ausschließlichen
Eigenschaften von Hochglanz-Fußbodenpolituren,
die für
die Verwendung in einem Einzelhandelsgeschäft wie z. B. einem Supermarkt
bestimmt sind.
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Es
ist bekannt, dass aus IBMA oder anderen ethylenisch ungesättigten
Monomeren, d. h. Styrol (Sty), Methylmethacrylat (MMA) und Methacrylsäure (MAA)
gebildete Polymerlatices in Fußbodenpolitur-Zusammensetzungen
verwendet werden und dass diese Zusammensetzungen guten anfänglichen
Glanz und gute wiederholbare Polierwirkung über herkömmlichen Fußbodenpolituren zeigen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung neuer
Polymerlatices- und Politurbindemittel-Zusammensetzungen, die zur
Herstellung einer Fußbodenpolitur-Zusammensetzung verwendet
werden können,
die zur Darstellung von mindestens einer vergleichbaren und wiederholbaren
Polierwirkung, ohne irgendeinen nachteiligen Effekt auf entweder
den schon anfänglichen
Glanz oder die Beständigkeit
der Polierschicht, befähigt
ist. Solche Zusammensetzungen sollten vorzugsweise verbesserten
hohen anfänglichen Glanz
und verbesserte wiederholbare Polierwirkung ohne irgendeinen nachteiligen
Effekt auf die Dauerhaftigkeit zeigen.
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Fußbodenpolitur-Zusammensetzungen,
die auf wässrigen
Dispersionen von wasserunlöslichen
Emulsionscopolymeren enthaltend säurefunktionelle Reste und mehrwertige
Metallion- oder
-komplex-vernetzende Mittel basieren, sind im Stand der Technik
gut bekannt. Solche Zusammensetzungen sind in US-A-3,328,325, US-A-3,467,610,
US-A-3,554,790, US-A-3,573,329, US-A-3,711,436, US-A-3,808,036,
US-A-4,150,005, US-A-4,517,330, US-A-5,149,745, US-A-5,319,018 offenbart.
Keines dieser Dokumente offenbart spezifisch Polymerlatices, die
Copolymere umfassen, die aus Gemischen von ethylenisch ungesättigten
Monomeren einschließlich
IBMA und BMA gebildet sind, noch adressiert irgendeines dieser Dokumente
spezifisch das Problem des Erhaltens einer guten wiederholbaren
Polierwirkung in einer Fußbodenpolitur.
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Die
japanische Patentanmeldung Nr. 01-261843 offenbart Harzzusammensetzungen
des nicht-wässrigen
Dispersionstyps zur Herstellung von Belägen, jedoch ist hier kein Vorschlag
offenbart, dass diese Zusammensetzungen als Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzungen
geeignet sein könnten,
geschweige denn, dass sie eine Schnellpoliturwirkung in einer Fußbodenpolitur-Zusammensetzung
vermitteln können.
Die in diesem Dokument insbesondere offenbarten Harze umfassen weiter
IBMA und BMA in Mengen, in denen der IBMA-Gehalt dem BMA-Gehalt
entspricht oder über
dem BMA-Gehalt liegt.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Polymer-Zusammensetzung
geliefert, die eine wässrige
Suspension oder Dispersion eines wasserunlöslichen Polymers aus ethylenisch
ungesättigten Monomeren
umfasst, wobei das Polymer eine Tg von mindestens 35°C aufweist
und 25 bis 65 Gew.-% von IBMA und BMA und 3 bis 50 Gew.-% von mindestens
einem sauren Monomer umfasst. In einer Ausführurgsform dieses besonderen
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Polymer-Zusammensetzung
bereitgestellt, die eine wässrige
Suspension oder Dispersion eines wasserunlöslichen Polymers umfasst, das
eine Tg von mindestens 35°C
aufweist und aus einem Gemisch von ethylenisch ungesättigten
Monomeren umfassend 25 bis 65 Gew.-% IBMA und BMA und 3 bis 50 Gew.-%
von mindestens einem sauren Monomer gebildet ist. In einer anderen
Ausführungsform
dieses besonderen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Polymerlatex
geliefert, der eine wässrige
Suspension oder Dispersion eines wasserunlöslichen Polymers umfasst, das eine
Tg von mindestens 35°C
aufweist und aus einem Gemisch von ethylenisch ungesättigten
Monomeren umfassend 25 bis 65 Gew.-% IBMA und BMA und 3 bis 50 Gew.-%
von mindestens einem sauren Monomer gebildet ist. In einer anderen
Ausführungsform
dieses besonderen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzung
geliefert, die eine wässrige
Suspension oder Dispersion eines wasserunlöslichen Polymers umfasst, das
eine Tg von mindestens 35°C
aufweist und aus einem Gemisch von ethylenisch ungesättigten
Monomeren umfassend 25 bis 65 Gew.-% IBMA und BMA, und 3 bis 50 Gew.-%
von mindestens einem sauren Monomer gebildet ist. In einer noch
anderen Ausführungsform
dieses besonderen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Fußbodenpolitur-Zusammensetzung
geliefert, die eine wässrige
Suspension oder Dispersion eines wasserunlöslichen Polymers umfasst, das
eine Tg von mindestens 35°C
aufweist und aus einem Gemisch von ethylenisch ungesättigten
Monomeren umfassend 25 bis 65 Gew.-% IBMA und BMA, und 3 bis 50
Gew.-% von mindestens einem sauren Monomer gebildet ist.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Verbesserung der wiederholbaren Hochgeschwindigkeitspoliturwirkung
einer Fußbodenpolitur-Zusammensetzung geliefert,
wobei das Verfahren den Einsatz einer Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzung
in der Zusammensetzung umfasst, welche eine wässrige Suspension oder Dispersion
eines wasserunlöslichen
Polymers von ethylenisch ungesättigten
Monomeren umfasst, wobei das Polymer eine Tg von mindestens 35°C aufweist
und 25 bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 55 Gew.-% von IBMA und
BMA, und 3 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% von mindestens
einem sauren Monomer umfasst.
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Es
wurde hier überraschenderweise
gezeigt, dass Fußbodenpolitur-Zusammensetzungen,
die eine wässrige
Suspension oder Dispersion eines wasserunlöslichen Polymers umfassen,
gemäß der Erfindung dazu
befähigt
sein können,
sowohl verbesserten Anfangsglanz und wiederholbare Schnellpoliturwirkung
ohne nachteilige Effekte auf die Haltbarkeit der Politur vorzuweisen.
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Das
wasserunlösliche
Polymer weist vorzugsweise eine Tg von mindestens 40°C auf.
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Das
wasserunlösliche
Polymer ist vorzugsweise aus einem Monomergemisch umfassend 25 bis
65 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 55 Gew.-% von IBMA und BMA, 0 oder
bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 50 Gew.-% von mindestens einem
vinylaromatischen Monomer bzw. aromatischen Vinylmonomer, 3 bis
50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% von mindestens einem sauren
Monomer, und 0 oder bis zu 72 Gew.-%, vorzugsweise 0 oder bis zu
35 Gew.-% von mindestens einem Monomer ausgewählt aus den Acryl- und Methacrylsäureestern
von (C1-C8)-Alkoholen,
die nicht IBMA oder BMA sind, und 0 oder bis zu 40 Gew.-% gebildet.
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Die
Menge an IBMA in dem Monomergemisch macht vorzugsweise nicht mehr
als 80 Gew.-%, bevorzugter weniger als 50 Gew.-%, und noch bevorzugter
nicht mehr als 30 Gew.-% des Gesamtgewichts an IBMA und BMA in dem
Gemisch aus. Die Menge an IBMA in dem Monomergemisch macht vorzugsweise
mindestens 5 Gew.-%, bevorzugter mindestens 20 Gew.-% und noch bevorzugter
mindestens 50 Gew.-% des Gesamtgewichts an IBMA und BMA im Gemisch
aus.
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Das
aromatische Vinylmonomer bzw. die aromatischen Vinylmonomere ist
bzw. sind vorzugsweise alpha-, beta-ethylenisch ungesättigte aromatische
Monomere und ist bzw. sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Styrol (Sty), Vinyltoluol, 2-Bromstyrol, o-Bromstyrol, p-Chlorstyrol,
o-Methoxystyrol, p-Methoxystyrol, Allylphenylether, Allyltolylether
und alpha-Methylstyrol. Sty ist das am meisten bevorzugte Monomer.
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Das
saure Monomer bzw. die sauren Monomere ist bzw. sind vorzugsweise
alpha-, beta-monoethylenisch
ungesättigte
Säuren
und ist bzw. sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Maleinsäure,
Fumarsäure,
Aconitinsäure,
Crotonsäure,
Citraconsäure,
Acryloxypropionsäure,
Acrylsäure,
Methacrylsäure
(MAA) und Itaconsäure.
MAA ist am meisten bevorzugt. Andere saure monoethylenisch ungesättigte Monomere,
die zur Bildung der wasserunlöslichen
filmbildenden Polymere copolymerisiert werden können, sind Partialester von
ungesättigten
aliphatischen Dicarbonsäuren
und die Alkylhalbester dieser Säuren.
Die Alkylhalbester von Itaconsäure,
Fumarsäure
und Maleinsäure,
in denen die Alkylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome wie z. B. Methylsäureitaconat,
Butylsäureitaconat,
Ethylsäurefumarat,
Butylsäurefumarat
und Methylsäuremaleat
enthält,
sind als Beispiele zu nennen.
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Neben
IBMA und BMA kann das Monomergemisch 0 oder bis zu 72 Gew.-% von
mindestens einem Monomer, ausgewählt
aus den Acryl- und Methacrylsäureestern
von (C1-C8)-Alkoholen, die nicht
IBMA oder BMA sind, wie z. B. Methylmethacrylat (MMA), Methylacrylat,
Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylacrylat (BA), 2-Ethylhexylacrylat,
n-Octylacrylat, sec-Butylacrylat und Cyclopropylmethacrylat, umfassen.
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Das
Monomergemisch kann auch 0 oder bis zu 40 Gew.-% von mindestens
einem polaren oder polarisierbaren nicht-ionogenen hydrophilen Monomer
wie z. B. Acrylnitril, Methacrylnitril, cis- und trans-Crotonnitril,
alpha-Cyanostyrol, alpha-Chloracrylnitril, Ethylvinylether, Isopropylvinylether,
Isobutyl- und Butylvinylether, Diethylenglykolvinylether, Decylvinylether,
Vinylacetat, Hydroxyalkyl(meth)acrylate wie z. B. 2-Hydroxyethylmethacrylat,
2-Hydroxyethylacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, Butandiolacrylat,
3-Chlor-2-hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat
und Vinylthiole wie z. B. 2-Mercaptopropylmethacrylat, 2-Sulfoethylmethacrylat,
Methylvinylthiolether und Propylvinylthioether umfassen.
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Das
Monomergemisch kann auch 0 oder bis zu 10 Gew.-% von mindestens
einem monomeren Vinylester, in dem der Säureanteil des Esters aus den
aromatischen und (C1-C18)-aliphatischen Säuren ausgewählt ist,
umfassen. Solche Säuren
schließen
Ameisensäure,
Essigsäure,
Propionsäure,
n-Buttersäure,
n-Valeriansäure,
Palmitinsäure,
Stearinsäure,
Phenylessigsäure,
Benzoesäure,
Chloressigsäure,
Dichloressigsäure, gamma-Chlorbuttersäure, 4-Chlorbenzoesäure, 2,5-Dimethylbenzoesäure, o-Toluylsäure, 2,4,5-Trimethoxybenzoesäure, Cyclobutancarbonsäure, Cyclohexancarbonsäure, 1-(p-Methoxyphenyl)cyclohexancarbonsäure, 1-(p-Tolyl)-1-cyclopentancarbonsäure, Hexansäure, Myristinsäure und
p-Toluylsäuren
ein. Der Hydroxyvinylrest des Monomers kann z. B. ausgewählt sein
aus Hydroxyvinyl-Verbindungen wie z. B. Hydroxyethylen, 3-Hydroxy-pent-1-en,
3,4-Dihydroxybut-1-en und 3-Hydroxy-pent-1-en und es versteht sich,
dass eine solche Abzweigung rein formal sein kann wie z. B. im Falle
des Vinylacetatmonomers, worin die Verbindung als Derivat von Essigsäure und
Hydroxyethylen betrachtet werden kann, obwohl das Monomer in der
Tat nicht aus einer solchen Vorläuferverbindung
hergestellt werden kann.
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Das
Verfahren für
die Zubereitung der wässrigen,
dispergierbaren wasserunlöslichen
Polymere dieser Erfindung ist in der Technik gut bekannt. Das Verfahren
der Emulsionspolymerisation wird ausführlich in D. C. Blackley, Emulsion
Polymerization (Wiley, 1975) diskutiert. Die Latexpolymere dieser
Erfindung können
auch unter Verwendung von innerlich weichgemachten Polymeremulsionen
formuliert werden. Die Zubereitung von innerlich weichgemachten
Polymeremulsionen ist in US-A-4,150,005 eingehend beschrieben und
die Zubereitung von nicht-innerlich weichgemachten Fußbodenpolituremulsionspolymeren
ist in US-A-3,573,239, US-A-3,328,325, US-A-3,554,790 und US-A-3,467,610 beschrieben.
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Herkömmliche
Emulsionspolymerisationstechniken, wie vorstehend beschrieben, können zur
Herstellung der Polymerlatices der vorliegenden Erfindung verwendet
werden. Die Monomere können
deshalb mit anionischen oder nicht-ionischen Dispergiermitteln emulgiert
werden, wobei ungefähr
0,5 bis 10 Gew.-% davon, bezogen auf das Gewicht an allen Monomeren,
vorzugsweise verwendet werden. Saure Monomere sind wasserlöslich und
dienen deshalb als Dispergiermittel, die das Emulgieren der anderen
verwendeten Monomere unterstützen.
Ein Polymerisationsinitiator, der als freies Radikal agiert, wie
z. B. Ammonium- und
Kaliumpersulfat, kann alleine oder in Verbindung mit einem Beschleuniger
wie z. B. Kaliummetabisulfat oder Natriumthiosulfat verwendet werden.
Der Initiator und Beschleuniger, allgemein als Katalysatoren bezeichnet,
können
in geeigneter Weise in Verhältnissen
von 0,5 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der zu copolymerisierenden
Monomere, verwendet werden. Die Polymerisationstemperatur kann beispielsweise
von Raumtemperatur bis 90°C
oder mehr, wie es auch herkömmlich
ist, reichen.
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Beispiele
für Emulgatoren,
die sich für
das Polymerisationsverfahren von in der vorliegenden Erfindung geeigneten
Emulsionen eignen, schließen
Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- und
Aralkylsulfonaten, -sulfaten und -polyethersulfaten, die korrespondierenden
Phosphate und Phosphonate und alkoxylierte Fettsäuren, Ester, Alkohole, Amine,
Amide und Alkylphenole ein.
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Kettenübertragungsmittel
einschließlich
Mercaptane, Polymercaptane und Polyhalogen-Verbindungen sind oft in dem Polymerisationsgemisch
zur Regulierung des Polymermolekulargewichts wünschenswert.
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Die
Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzung
umfasst vorzugsweise das wasserunlösliche Polymer, wie in einer
beliebigen vorstehenden Ausführungsform
definiert, 0% oder bis zu 100% der Äquivalente der Säurereste
in dem Polymer von mindestens einem mehrwertigen Metallion- oder
-komplex-vernetzenden Mittel und optional mindestens ein alkalisches
Hydroxid oder Salz eines Alkalimetalls, wie in US-A-4,517,330 gelehrt.
Das mehrwertige Metall ist vorzugsweise ein Übergangsmetall. Eine Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzung,
in der der Gehalt des Übergangsmetallion-
oder -komplex-vernetzenden Mittels von 25% bis 80% des Äquivalents
der Säurereste
in dem Polymer beträgt
und/oder das Molverhältnis
vom Übergangsmetallgehalt
von 1,0 : 0,25 bis zum bevorzugten Verhältnis von 1,0 : 2,0 beträgt. Noch
bevorzugter ist eine Zusammensetzung, in der der Übergangsmetallgehalt
von 30% bis 70% des Äquivalents
der Säurereste
in dem Polymer beträgt
und/oder das Molverhältnis
von Übergangsmetall
zu Alkalimetall von 1,0 : 0,5 bis 1,0 : 1,5 beträgt.
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Die
mehrwertigen Alkalimetallion- und -komplex-vernetzenden Mittel,
die in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind in der Technik
gut bekannt. Diese sind beispielsweise in US-A-3,328,325, US-A-3,328,325,
US-A-3,467,610, US-A-3,554,790, US-A-3,573,329, US-A-3,711,436,
US-A-3,808,036, US-A-4,150,005, US-A-4,517,330, US-A-5,149,745,
US-A-5,319,018 beschrieben. Die bevorzugten mehrwertigen Metallkomplexe
schließen
die Diammoniumzink(II)- und Tetraammoniumzink(II)-Ionen, Cadmiumglycinat,
Nickelglycinat, Zinkglycinat, Zirkoniumglycinat, Zinkalanat, Kupfer-beta-alanat,
Zink-beta-alanat, Zinkvalanat, Kupfer-bis-dimethylaminoacetat ein.
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Die
mehrwertigen Alkalimetallion- und -komplex-vernetzenden Verbindungen
sind in dem wässrigen Medium
der Politurbindemittel-Zusammensetzung leicht löslich, insbesondere bei einem
pH-Wert im Bereich von 6,5 bis 10,5. Die diese Verbindungen enthaltende
Politurzusammensetzung trocknet zur Bildung eines Politurniederschlags,
der im Wesentlichen in Wasser unlöslich ist, jedoch noch entfernbar
bzw. ablösbar
ist. Der mehrwertige Metallkomplex kann auch als Lösung zu
dem wasserunlöslichen
filmbildenden Polymerlatex zugesetzt werden. Dies kann erreicht
werden, indem der Metallkomplex in einer alkalischen Lösung wie
beispielsweise verdünntes
Ammoniak löslich
gemacht wird. Da das Ammoniak mit der mehrwertigen Metallverbindung,
eine Verbindung wie beispielsweise Cadmiumglycinat, komplexieren
kann, wenn sie in einer wässrigen
Ammoniaklösung,
namentlich Cadmiumammoniakglycinat, solubilisiert wird. Andere beschriebene
mehrwertige Metallkomplexe können ähnlich genannt
sein.
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Obwohl,
um geeignet zu sein, der mehrwertige Metallkomplex in einer alkalischen
Lösung
stabil sein muss, ist ein zu stabiler Komplex nicht gewünscht, weil
die Dissoziation des Metallions während der Filmbildung der Politurbeschichtung
verzögert
werden würde.
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Die
Fußbodenpoliturzusammensetzung
sollte vorzugsweise eine minimale Filmbildungstemperatur (MFT) von
weniger als 100°C
und bevorzugter von weniger als 80°C aufweisen.
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Das
mehrwertige Metallion- und -komplex-vernetzende Mittel kann bei
jedem Stadium ihrer Formulierung in die Politur-Zusammensetzung
inkorporiert werden, obwohl es im Allgemeinen zweckmäßig ist,
es in das Fußbodenpoliturbindemittel
zu geben.
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Das
alkalische Salz des Alkalimetalls kann gleichermaßen mit
dem mehrwertigen Metallion- und
-komplex-vernetzenden Mittel bei jedem Stadium der Politurformulierung
inkorporiert werden, obwohl es im Allgemeinen zweckmäßiger ist,
das alkalische Salz des Alkalimetalls in einer üblichen Lösung mit dem mehrwertigen Metallion-
und -komplex-vernetzenden Mittel in die Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzung
zu geben.
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Die
Fußbodenpolitur-Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung werden im Allgemeinen die folgenden Hauptkomponenten
umfassen:
- a) 10–100 Teile, bezogen auf das
Gewicht an Feststoffen, an wasserunlöslichem Polymer, das vorher
oder nachher mit einem mehrwertigen Metallkomplex und/oder einem
alkalischen Alkalimetall-Salz vernetzt wurde,
- b) 0–90
Teile, bezogen auf das Gewicht an Feststoffen, an Wachsemulsion,
- c) 0–90
Teile, bezogen auf das Gewicht an Feststoffen, an alkalilöslichem
Harz (ASR),
- d) 0,01–20
Gewichtsteile an Befeuchtungs-, Emulgierungs- und Dispersionsmitteln,
Entschäumern,
Egalisiermitteln, Weichmachern und Verlaufhilfs-Lösungsmitteln,
die zur Politurfilmbildung bei Anwendungs- bzw. Auftragungstemperatur
ausreichen,
- e) ausreichende Menge an Wasser zur Herstellung von Gesamtpoliturfeststoffen
von 0,5% bis 45%, vorzugsweise 5% bis 30%.
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Die
Gesamtmenge von a), b) und c) sollte 100 betragen.
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Die
Menge von c) kann, wenn sie vorliegt, bis zu 100% von a) betragen
und beträgt
vorzugsweise von 3% bis 25% des Gewichts von a). Zufriedenstellende
Fußbodenpoliturformulierungen
wurden ohne Zugabe eines ASR zubereitet. Ein ASR ist deshalb keine
essentielle Komponente einer strapazierfähigen bzw. beständigen Fußbodenpolitur-Zusammensetzung.
In Abhängigkeit
von den inhärenten
Eigenschaften der Politurbindemittel-Zusammensetzung und anderer Formulierungsbestandteile
(d) kann das ASR optional eingesetzt werden, um die Gesamtkosten
für die
Formulierung leicht zu verringern, Verlauf- und Glanzeigenschaften
zu verbessern, und um die Poliersensitivität gegenüber alkalischen Ablöse- bzw.
Abziehbädern
zu erhöhen,
abhängig
von der ultimativen Ausgewogenheit der Eigenschaften, die seitens
des Politurformulierers gewünscht sind,
und von den Qualitäten
von ASR.
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Für Schnellpolier-Polierzusammensetzungen,
wie solche der vorliegenden Erfindung, sollte der Wachsgehalt vorzugsweise
mehr als 6 Gew.-% der Gesamtfeststoffe von a), b) und c) betragen.
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Herkömmliche
Befeuchtungsmittel, Dispergiermittel, Entschäumer, Weichmacher und Verlaufshilfs-Lösungsmittel
können
in herkömmlichen
Mengen verwendet werden, abhängig
von der Ausgewogenheit der Gebrauchseigenschaften, die derjenige
wünscht,
der die Formulierung zubereitet. Andere Formulierungsbestandteile
wie z. B. Duftstoffe oder geruchsmaskierende Mittel, Farbstoffe
oder Färbemittel,
Bakteriozide und Bakteriostatika können optional durch den, der
die Formulierung zubereitet, eingeschlossen werden.
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Die
Erfindung wird nun in Hinblick auf die folgenden Beispiele einiger
bevorzugter Ausführungsformen genauer
beschrieben werden, die nur zum Zwecke der Darstellung angegeben
sind, und mit den ebenfalls nachstehend angegebenen Vergleichsversuchen
in Kontrast stehen können.
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Die Polymere
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Polymerlatices,
die wässrige
Dispersionen von wasserunlöslichen
Polymeren umfassen, mit einer Tg von über 35°C und den folgenden Zusammensetzungen
(Gew.-%) wurden auf herkömmliche
Art und Weise zubereitet:
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Polymerzubereitung:
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Die
vorstehenden Polymere wurden gemäß dem folgenden
allgemeinen Verfahren zubereitet.
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BEISPIEL 1 (Polymer B)
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Zubereitung eines IBMA/BMA/Sty/MAA
enthaltenden Polymerlatex
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Monomeremulsionszubereitung
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Ein
emulgiertes Monomergemisch wird durch langsames Zusetzen der folgenden
Monomere in der angegebenen Reihenfolge zu einer gerührten Lösung aus
21 g einer 23%-igen Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonat in 593 g entionisiertem Wasser
zubereitet.
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In
einem mit einem Thermometer, Kondensator und einer Rührvorrichtung
ausgestatteten geeigneten Reaktionsgefäß wird eine Lösung aus
1240 Gramm (g) entionisiertem Wasser und 49 g Natriumdodecylbenzolsulfonat
(23% aktiv) auf 87°C
unter Stickstoff erhitzt. Eine Menge von 40 g des vorstehend beschriebenen Monomers
wird auf einmal dem Reaktionsgefäß zugesetzt
und die Temperatur wird auf 80 bis 82°C geregelt. Der Kesseleintrag
von Ammoniumpersulfat-Katalysatorlösung (4,0 g gelöst in 33
g entionisiertem Wasser) wird alles auf einmal zugegeben. Innerhalb
von ungefähr
5 Minuten wird der Beginn der Polymerisation durch eine Erhöhung der
Temperatur von 2–3°C und durch
eine Änderung
im Aussehen (Farbe und Trübung)
des Reaktionsgemisches signalisiert. Wenn die Exotherme ausgeblieben
ist, werden das restliche Monomergemisch und eine Cofütterung
aus Katalysator/Pufferlösung
(3,0 g Ammoniumpersulfat, 2,8 g Kaliumcarbonat und 1 g Ammoniumbicarbonat
gelöst
in 120 g entionisiertem Wasser) schrittweise dem Reaktionsgefäß zugesetzt.
Die Zugaberate muss basierend auf der Rate, bei der die Hitze der
Polymerisationsreaktion durch Kühlung
(2–3 Stunden)
entfernt werden kann, gewählt
werden. Die Polymerisationsreaktionstemperatur sollte bei 80°C bis 84°C gegebenenfalls
unter Kühlung
gehalten werden. Wenn die Zugaben abgeschlossen sind, werden der
Monomergemisch- und der Katalysatorbehälter und die Zuführungsleitungen
mit dem Kesselwasser gespült.
Die Charge wird auf 50°C
gekühlt.
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Zubereitung
der Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzung
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Während eine
Lösung
aus Zinkoxid (Kadox 15, 30 g), Ammoniumbicarbonat (41 g), Ammoniumhydroxid
(28% aktiv, 62 g) und ein nicht-ionisches Tensid (22% aktiv, 146
g), die in 400 g entionisiertem Wasser gelöst wurden, schrittweise über 20 Minuten
zugesetzt wurde, wurde der vorstehende Polymerlatex bei 50°C gerührt. Nach
dem Vernetzen wurde die Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzung
auf Raumtemperatur gekühlt
und anschließend
mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 38% verdünnt. Die
Viskosität
betrug an diesem Punkt 12 cps und der pH-Wert des verdünnten Produktes
betrug 9,0.
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Fußbodenpoliturbindemittel-Zusammensetzungen,
die aus den Polymeren A–I
zubereitet sind, weisen typischerweise die folgenden Merkmale auf:
| Feststoffe: | 38,0%
(Ziel) |
| pH: | annähernd 9 |
| Teilchengröße | 70–85 nm (typischerweise) |
| MG | 150.000–250.000
(typischerweise) |
| Verhältnis von
Zink zu Säure
(MAA) | 32,9
bis 60,7 Äquivalent
- % (berechnet) |
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Fußbodenpoliturzusammensetzungen
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Jedes
der vorstehenden Fußbodenpoliturbindemittel
wurde dann in einer Fußbodenpolitur-Zusammensetzung formuliert,
die die folgende Formulierung aufwies:
Kathon
CG/ICP ist ein Biozid, erhältlich
von Rohm & Haas
Company
FC-120 ist ein Fluorkohlenstoff-Tensid, erhältlich von
3M Co.
Dowanol DE ist ein Verlaufhilfs-Lösungsmittel, erhältlich von
Dow Chemical Co.
Dowanol DPM ist ein Verlaufhilfs-Lösungsmittel,
erhältlich
von Dow Chemical Co.
Benzoflex 131 ist ein Weichmacher, erhältlich von
Velsicol Chemical Corp.
Tributoxyethylphosphat ist ein Egalisierungsmittel,
erhältlich
von FMC Corp.
ASR PLUS ist ein alkalilösliches Harz, erhältlich von
Rohm & Haas Co.
AC-325N
ist ein nicht-ionisches emulgiertes Polyethylenwachs, erhältlich von
AlliedSignal Inc.
Epolene E43N ist ein nicht-ionisches emulgiertes
Polypropylenwachs, erhältlich
von Eastman Chemical Co.
SE-21 ist ein Silikonemulsionsentschäumer, erhältlich von
Wacker Silicones Corp.
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Das Testverfahren
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Die
Daten für
Tabelle 1 und Tabelle 2 wurden aus zwei getrennten Langzeitbodentests
erhalten, die auf einer Testfläche
durchgeführt
wurden, die signifikantem Fußgängerverkehr
ausgesetzt war. Von einem 2,7 m (8 Fuß) × 29 m (80 Fuß) abmessenden
Gang oder Korridor aus Vinylgemisch-Fliesen bzw. -Kacheln wurde die
gesamte Fußbodenpolitur
unter Verwendung eines normalen „flood coat"-Abziehbads und einer
Propan-betriebenen Reinigungsmaschine mit Bürstenanhang abgezogen. Die
gesamte Fußbodenpolitur
und überschüssiges Abziehbad
wurden anschließend
von dem Fußboden
unter Vakuum abgesaugt. Anschließend erfolgte eine zweimalige
Anwendung von sauberem Spülwasser,
um jegliche Restpolitur und/oder Abziehbad zu entfernen. Der Fußboden wurde
anschließend
für ungefähr 45 Minuten
trocknen gelassen, bevor die Polituranwendung begann. Die Testfläche wurde
in zehn gleiche, 2,7 m (8 Fuß) × 3 m (10
Fuß) abmessende
Abschnitte unterteilt, um zehn Experimente laufen zu lassen. Der
Politurauftrag bedingte die Verwendung von SSS® blau/weiß mittelgewichtigen
Baumwollschrubbern, die in die entsprechenden Polituren eingetaucht
wurden, so dass jeder Politur ihr eigener Schrubber bzw. Wischmopp
zugeteilt wurde. Ein Wischmopp wird von der Oberfläche entfernt
und in einer Eimer-Wring-Maschine ausgedrückt, bis nur noch wenige Tropfen
der Politur vom Wischmopp abtropften. Die Ränder des Bereichs wurden zuerst
beschichtet und dann erfolgte eine Bewegung von einer Seite zur
anderen Seite, so dass die Bereiche zwischen den Rändern der
Gänge ausgefüllt wurden.
Nach einer Trocknungszeit von annähernd 30 bis 45 Minuten wurde
das Verfahren wiederholt. Das Verfahren wurde solange wiederholt,
bis ein Minimum von 4 Schichten an Fußbodenpolitur aufgetragen wurden.
Nach dem Trocknen der vierten Schicht erfolgten anfangs Glanzmessungen
mittels eines BYK Gardner Mikro-TRI-Glanzmessers zur Protokollierung
des 60 Grad und 20 Grad Reflektionswinkels. In der folgenden Nacht
(nach einem Tag Fußgängerverkehr)
wurde der Gang von restlichem Schmutz gesäubert. Glanzdaten (60 Grad
und 20 Grad) wurden aufgenommen und der Fußboden wurde mit einem Neutralisationsreiniger gesäubert. Nach
dem Trocknen wird der Fußboden
mit einer bei 2.000 Upm arbeitenden Propanmaschine (Pioneer Eclipse
2100®)
unter Verwendung eines 3M „Topline®"-Kissens poliert.
Das Reinigungs- und Polierverfahren wird 3 × wöchentlich wiederholt. Glanzmessungen
werden kontinuierlich während
dieses Verfahrens aufgezeichnet und der Fußboden wird hinsichtlich seiner
Abriebsbeständigkeit
(Abnutzungsbeständigkeit
und Beständigkeit
gegen Streifen verursacht durch schwarze Absätze) bewertet. Glanzdaten wurden
vor und nach dem Polieren aufgenommen.
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Tabelle
3 zeigt die Ergebnisse einer Laborauswertung, in der formulierte
Proben mit einem Applikatorkissen auf einen Testfußboden,
bestehend aus schwarzen und weißen
Vinyl- und Vinylgemischfliesen/kacheln, aufgetragen wurden (vier
Schichten). Nach drei Tagen wurde der Fußboden schnellpoliert (Pioneer
Eclipse „Supperbuffer"®) unter
Verwendung eines 3M „Topline"®-Kissens.
Glanzdaten wurden vor und nach dem Polieren bestimmt. In allen Fällen wurde
der Grad der Polierwirkung in dem Fußbodentest unter Verwendung
eines kalibrierten tragbaren Glanzmessers (BYK Gardner „Mikro-TRI-Gloss"®) gemessen,
der die Lichtreflektion von dem Fußboden sowohl bei 60 Grad als
auch bei 20 Grad (gemessen aus der Vertikalen) bestimmt. Eine erfahrene
Person kann deutlich sichtbare Unterschiede in Glanz 3–5 Glanz-Nummer-Einheiten
auf einem Fußboden feststellen.
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Zusammenfassung der Ergebnisse
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Die
Polier-Glanzergebnisse können
aufgrund einer Reihe von Faktoren variieren:
Wie schmutzig
der Fußboden
war, wie gut der Fußboden
geschrubbt wurde, Veränderungen
der Fliesen bzw. Kacheln, Verkehrsmuster und dergleichen. Die Glanzzahlen
können
sich von Tag zu Tag ändern.
Von diesen Daten können
wir jedoch folgendes ableiten:
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Aus
Tabellen 1 und 2:
- 1. Die Kombination von IBMA
mit BMA (die Polymere der vorliegenden Erfindung) bei 10 IBMA/35
BMA [Polymer B] oder 20 IBMA/25 BMA [Polymer D] zeigt eine höhere Polierwirkung
als hohes IBMA alleine: 45 IBMA [Polymer A] oder 34 IBMA [Polymer
C].
- 2. Die Kombination von IBMA mit BMA (die Polymere der vorliegenden
Erfindung) bei 10 IBMA/35 BMA [Polymer B] oder 20 IBMA/25 BMA [Polymer
D] zeigt eine höhere
Polierwirkung als hohes BMA (ohne IBMA) [Polymer H].
-
Aus
Tabelle 3:
- 3. Die Kombination von IBMA mit
BMA (das Polymer der vorliegenden Erfindung) bei 10 IBMA/35 BMA
[Polymer B] oder 30 IBMA/15 BMA [Polymer H] oder 10 IBMA/33 BMA
[Polymer I] zeigt höhere
Polierwirkung als hohes BA alleine [Polymer F] (alles Acryl). Anmerkung:
Ein Polymer der Zusammensetzung 45 BA/45 Sty/10 MAA wurde auch zur
Bewertung dieser Reihe zubereitet, war jedoch nicht als Fußbodenpolitur
geeignet.
- 4. Die Kombination von IBMA mit BMA (das Polymer der vorliegenden
Erfindung) bei 10 IBMA/35 BMA [Polymer B] oder 30 IBMA/15 BMA [Polymer
H] oder 10 IBMA/33 BMA [Polymer I] zeigt höhere Polierwirkung als die
Kombination von BA und IBMA [Polymer G]. Polymer G zeigte gräuliche Schlieren,
wenn es auf schwarze Fliesen aufgetragen wurde und ihm fehlte die „jetness" [sic.] der beanspruchten
Polymere.
