NO843432L - Vandig belegningspreparat - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører vannfortynnbare vandige belegningspreparater, spesielt for malingspreparater, og polymerer for anvendelse i slike.

Det er velkjent å anvende en polymer som inneholder karboksylgrupper som en filmdannende komponent i vannfortynnbare vandige belegningspreparater. Vanligvis er disse karboksylgrupper i det minste delvis nøytralisert med en base, f.eks. et amin, og preparatet omfatter vanligvis også en andel av et organisk ko-løsningsmiddel, vanligvis med høyere kokepunkt enn vann, for å forbedre oppløseligheten og de reologiske egenskaper for polymeren i den vandige fase.

Vannfortynnbare preparater er foretrukket for preparater som er fullstendig basert på et organisk løsningsmiddel, såsom white spirit, på grunn av reduserte omkostninger, redusert toksisitet og økt sikkerhetj og malinger som gir belegninger med høyt glansnivå, kan være basert på denne preparattype. En løsning av filmdannende polymer i et organisk løsningsmiddel, såsom en alkydharpiks i white spirit, fremviser imidlertid et ensartet forhold for faststoffinnhold/viskositet når den fortynnes med det samme løsningsmiddel, mens en vandig løsning av en polymer som inneholder karboksylgrupper, f.eks. en addisjons-kopolymer eller en polyester som kan fås i handelen for anvendelse i belegningspreparater, ikke fremviser noe ensartet forhold når den fortynnes med vann. Når en løsning i et vannblandbart koløsningsmiddel (f.eks. en glykoleter) av en karboksylgruppe-holdig polymer blir progressivt fortynnet med vann fra en opprinnelig polymerkonsentrasjon på ca. 70 vekt% i koløs-ningsmidlet til en endelig polymerkonsentrasjon på ca. 20 vekt% i det fortynnede koløsningsmiddel, blir det iakttatt at viskositeten til den fortynnede løsning går gjennom et minimum og så gjennom et maksimum før det gjenopprettes et ensartet forhold mellom faststoffinnholdet og viskositeten til løsningen.

Denne anomale oppførsel ved fortynning med vann av løsninger av karboksylholdige polymerer i organisk koløsningsmiddel er omtalt av Overton & Herb i Journal of Coatings Technology, 55 (nr. 700),

mai 1983, s. 33. Dette er et betydelig problem ved sammenblanding av vandige belegningspreparater som inneholder karboksylgruppe-holdige polymerer, siden det kan forekomme over et bredt område av faststoffkonsentrasjoner hvormed disse preparater anvendes. Det er

et spesielt problem når det dreier seg om malinger, på grunn av at den anomale oppførsel foregår i det område av polymerfaststoffinnhold som er mest foretrukket for tilfredsstillende påføring av maling på et substrat med en børste eller ved sprøyting. Når en maling påføres på et substrat og den vandige fase gradvis for-damper, forutsatt at det nærværende koløsningsmiddel har et kokepunkt som er høyere enn for vann, følger sammenblandingen av den tørrende maling - og følgelig dens reologi - det omvendte forløp av det som følges når en løsning av polymeren i koløsnings-midlet blir fortynnet med vann. Det blir således nådd et trinn hvorved en rask viskositetsstigning fører til klebrighet ved påføring, fulgt av et midlertidig fall i viskositeten til det påførte preparat, hvilket forårsaker at maling påført på et vertikalt substrat vil sige og at det oppnås en endelig tørr film med ujevn tykkelse.

Problemet kan unngås ved å blande sammen et belegningspreparat med svært lavt faststoffinnhold, men det blir da oppnådd svært tynne belegningsfilmer, og påføringsegenskapene til dette preparat er utilfredsstillende. Problemet kan reduseres i en viss grad ved å øke antallet av karboksylgrupper og omfanget av nøytralisering av disse med en base. Dette må imidlertid alltid være et kompromiss siden enøkning av antall karboksylgrupper og av nøytraliseringsgradenøker vann-følsomheten til den endelige belegning, og også viskositeten til belegningspreparatet kan bli for høyt ved et foretrukket polymerfaststoffinnhold. Problemet blir vanligvis redusert ved anvendelse av et koløsningsmiddel som er blandbart med, og har et høyere kokepunkt enn vann, og vanligvis må det oppnås et kompromiss mellom syretallet til polymeren, nøytraliseringsgraden og andelen av koløsningsmiddel.

Vi har nå funnet at forbedrede vandige belegningspreparater kan baseres på løsninger av visse valgte vanndispergerbare polymerer som omfatter både ioniserbare grupper og ikke-ioniserbare vann-løselige andeler. Disse løsninger fremviser ikke den anomale økning i viskositet som fremvises av løsninger basert på de polymerer som tidligere ble anvendt, når de fortynnes med vann, og, på grunn av nærværet av både ioniserbare grupper og ikke-ioniserbare andeler, så behøver disse løsninger bare en minimal mengde av et organisk koplingsløsningsmiddel. Det vil høyst bli anvendt 150 deler av løsningsmidlet pr. 100 deler polymer, om det i det hele tatt anvendes noe. Vi har funnet, spesielt med hensyn til malinger, at det kan formuleres preparater av denne type for påføring på et substrat med kost, som har forbedrede anvendelsesegenskaper såsom "strykeevne", "overdekning" av preparater som tidligere er blitt påført, og utflyting av strykemerker.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringer vi et vannfortynnbart vandig belegningspreparat som omfatter: (A) X deler av en vanndispergerbar filmdannende polymer med molekylvekt i området 2000 - 30.000, hvor polymeren omfatter

(a) anioniserbare grupper, om nødvendig i det minste delvis nøytralisert med en base, valgt fra -COOH, -S03H og

-P04H2, eller

kationiserbare grupper, om nødvendig i det minste delvis nøytralisert med en syre, med strukturen -NR-^P^ hvor og R~er H eller C^_-^g-alkyl- eller substituert-alkylgrupper, like eller forskjellige, eller R^og R2representerer deler av en cyklisk struktur, og (b) ikke-ioniserbare vannløselige andeler valgt fra andeler av polyetylenglykol eller dens monoetere, med molekylvekt som ikke er høyere enn 1000, og andeler av poly-(met)akrylamid, av polyvinylpyrrolidon eller av poly-2-etyloksazolin eller dets hydrolysater, alle med molekylvekt som ikke er høyere enn 2000,

(B) Y deler av et organisk koplingsløsningsmiddel for den filmdannende polymer som har et kokepunkt som er høyere enn

for vann, hvor Y = X(joo^<n>vor Z er i området 0 - 150, og

(c) vann,

som erkarakterisert vedat når en løsning av X deler av den vanndispergerbare polymer i Y deler av det organiske koplingsløsnings-middel eller, når Y = 0, i vann blir progressivt fortynnet med vann, så blir det ingen økning i viskositet for den fortynnede vandige løsning, målt ved 25°C med et viskosimeter med lav skjærkraft.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en vanndispergerbar filmdannende polymer som er egnet for anvendelse i ovennevnte vandige belegningspreparat, hvilken har en molekylvekt i området 2000 - 30.000 og omfatter:

(a) anioniserbare grupper valgt fra -COOH,"SO^H og

-P04H2eller

kationiserbare grupper med strukturen -NR^R2, hvor R^og R2er H eller C^_^g-alkyl- eller substituert-alkyl-grupper, som er like eller forskjellige, eller R^og R2representerer del av en cyklisk struktur, og

(b) ikke-ioniserbare vannløselige andeler valgt fra

andeler av polyetylenglykol eller dens monoetere med molekylvekt ikke høyere enn 1000; og andeler av poly(met)akrylamid, av polyvinylpyrrolidon eller av poly-2-etyloksazolin og dets hydrolysater, alle med molekylvekt som ikke er høyere enn 2000.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en vannfortynnbar maling som omfatter et vannfortynnbart belegningspreparat som angitt ovenfor.

Med uttrykket "organisk koplingsløsningsmiddel" mener vi enhver organisk væske, eller blandinger av væsker (innbefattet en blanding av vann-ublandbar væske og vann-blandbar væske) som er til stede i belegningspreparatet og som danner en homogen blanding med den vanndispergerbare polymer og vann, og som har et kokepunkt som er høyere enn for vann, d.v.s. høyere enn 100°C. Væsken bør være inert overfor de andre ingredienser i preparatet.

Andre organiske væsker med kokepunkt på 100°C eller lavere, som også kan være til stede i preparatet, tas det ikke hensyn til ved karakteriseringen av fortynnings/viskositets-testen som er nevnt ovenfor, og testen bør utføres i fravær av slike.

Egnede organiske koplingsløsningsmidler med kokepunkt høyere enn 100°C inkluderer alkoholer, glykoler, esteralkoholer, eteralkoholer og esterne av eteralkoholer, f.eks.: n-butanol, 2-pentanol, etylenglykol, benzylalkohol, 2,2,4-trimetylpentan 1,3-diolmonoisobutyrat, etylenglykolmonometyl, -etyl, -propyl, -butyl og -heksyl-etere, propylenglykolmono-metyl, -etyl, -propyl og -butyl-etere, dietylenglykol, dipropylenglykol, dipropylenglykol-metyleter, dietylenglykoletyleter, etylenglykol-monometyleteracetat og propylenglykol-monometyleteracetat.

Det er foretrukket å anvende propylenglykoletere og deres esterderivater på grunn av at de har liten lukt, god løselighet og lav toksisitet.

Selv om preparatene i henhold til oppfinnelsen kan være fri

for organisk koplingsløsningsmiddel, så finner vi i alminnelighet at en viss mengde av løsningsmiddel vanligvis er nødvendig, men at valget av filmdannende polymerer som omfatter både ioniserbare og ikke-ioniserbare vannløselige grupper som tilfredsstiller karakteriseringstesten, holder denne mengde på et minimum. I alminnelighet kan det i preparatene være til stede minst 5 deler organisk koplingsløsningsmiddel/100 deler polymer, men det vil ikke være til stede mer enn 150 deler av dette løsningsmiddel pr.

100 deler polymer.

Den vanndispergerbare filmdannende polymer kan velges fra

et bredt område av kjemiske typer, f.eks. vinyl- eller akryl-addisjonspolymerer, polyestere, polyuretaner, polyurinstoffer, polyamider, polyetere eller epoksyder.

Den vanndispergerbare filmdannende polymer er fortrinnsvis

av en type som tillater regelmessig fordeling av de ioniserbare og ikke-ioniserbare vannløselige grupper i hele dens utstrekning.

Spesielt foretrukne typer av filmdannende polymer er av denne grunn vinyl- eller akryl-addisjonspolymerer, polyestere, polyuretaner og polyurinstoffer, som blir fremstilt ved fremgangs-

måter som muliggjør god regulering av molekylvekten. Molekylvekten er fortrinnsvis lavere enn 20.000, og mer foretrukket lavere enn 15.000.

Egnede baser som kan anvendes for i det minste delvis å nøytralisere anioniserbare grupper, når slike grupper er til stede og når nøytralisering er nødvendig, er uorganiske baser såsom natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd og ammoniakk, og organiske baser såsom aminer, f.eks. dimetylaminoetanol, trietylamin, dibutylamin eller morfolin.

Egnede syrer som kan anvendes for i det minste delvis å nøytralisere kationiserbare grupper, når slike grupper er til stede og når nøytralisering er nødvendig, er uorganiske syrer såsom saltsyre, fosforsyre, borsyre, svovelsyre og sulfonsyre,

og organiske syrer såsom eddiksyre, melkesyre, maursyre og glykolsyre.

Det foretrekkes forskjellige mengder av vannløselige grupper for forskjellige polymertyper, i avhengighet av hydrofiliteten eller hydrofobiteten til ryggradspolymeren og løseligheten av de valgte vannløselige grupper. Vanligvis er imidlertid mengden av ioniserbare grupper i området 0,3 - 3,6 mol/kg polymer, og de ikke- ioniserbare vannløselige andeler er til stede i en total mengde på 0,5 - 40 vekt% av polymeren.

Vi har funnet at det er en optimal fordeling av den totale vekt av ikke-ioniserbart vannløselig materiale som er til stede,

og av antall adskilte andeler som er til stede, i en polymer som omfatter slikt materiale. I polyesteren fra eks. 1 er det for eksempel til stede totalt 54 vekt%, basert på den filmdannende polymer, av andeler av metoksypolyetylenglykol, og bare når dette inneholdes i enkeltvise ikke-ioniserbare grupper med molekylvekt på ca. 600 eller lavere, tilfredsstiller polymerløsningen for-tynnings/viskositetstesten og er derfor innen omfanget av denne oppfinnelse.

Det er et generelt prinsipp at de ikke-ioniserbare vann-løselige andeler skal være jevnt fordelt gjennom hele polymeren, d.v.s. at forholdet mellom antallet av løselige grupper og den totale vekt av ikke-ioniserbart vannløselig materiale bør være høyt. Mer spesifikt bør mengden og molekylvekten for de ikke-ioniserbare vannløselige andeler være slik at det i gjennomsnitt er mer enn én vannløselig gruppe av denne type pr. polymermolekyl.

Ved tillaging av vannfortynnbare malinger i henhold til denne oppfinnelse er en viktig egenskap for en egnet vanndispergerbar polymer at den hurtig blir ufølsom overfor vann etter påføring på

et substrat. Dette kan oppnås ved å minimalisere andelene av ioniserbare grupper (og nøytralisasjonsgraden) og ikke-ioniserbare vannløselige andeler,og erstatte dette med å øke andelen av organisk koplingsløsningsmiddel, og/eller ved å inkorporere tverrbindbare grupper, f.eks. autooksyderbare grupper, eller tverrbindingsmidler som derpå danner en kompleks struktur.

En foretrukket polymer som inneholder anioniserbare grupper for anvendelse i slike malinger, er en akrylisk addisjons-kopolymer med molekylvekt i området 6000 - 12.000 som omfatter karboksylgrupper og andeler av en polyetylenglykol (innført for eksempel ved anvendelse av metoksypolyetylenglykol(met)akrylat som en komonomer) med molekylvekt i området 200 - 550, hvor den totale vekt av det ikke-ioniserbare materiale ikke overskrider 20 vekt% og fortrinnsvis ikke overskrider 10 vekt%,basert på vekten av den filmdannende polymer, og syretallet ligger i området 20 - 200 mg KOH/g, fortrinnsvis 50 - 120 mg KOH/g.

En annen foretrukket polymer som inneholder ioniserbare grupper, er en akrylisk addisjonskopolymer som inneholder karboksylgrupper som ovenfor, og omfatter andeler av poly(met)akrylamid i mengder som ikke overskrider 20 vekt% og fortrinnsvis ikke overskrider 10 vekt% av polymeren.

Typiske sure komonomerer for anvendelse ved fremstilling

av en egnet filmdannende addisjonspolymer, sammen med f.eks. et poly(met)akrylamidholdig derivat av (met)akrylsyre eller metoksypolyetylenglykol (met ) akrylat , inkluderer (met)akrylsyre, itakonsyre, citrakonsyre, krotonsyre, sorbinsyre og fumarsyre. Typiske ytterligere komonomerer inkluderer f.eks. metylmetakrylat, butylakrylat, etylakrylat, 2-etylheksylakrylat, laurylmetakrylat, styren og metylstyren, vinylacetat, vinylklorid, vinylidenklorid, akrylnitril og allylalkohol. Spesielt egnede polymerer er slike som omfatter (met)akrylsyre, sammen med metylmetakrylat, butylakrylat og/eller 2-etylheksylakrylat.

En foretrukket polymer som inneholder kationiserbare grupper, er en akrylisk kopolymer med molekylvekt i området 6.000 - 12.000 som omfatter amingrupper og andeler av polyetylenglykol, f.eks. metoksypolyetylenglykol med molekylvekt i området 200 - 550 (350) , og/eller andeler av poly(met)akrylamid, hvor den totale vekt av ikke-ionisk vannløselig materiale ikke overskrider 20 vekt% av polymeren (10%) , og amintallet er 20 - 200 mg KOH/g, fortrinnsvis 50 - 120 mg KOH/g.

Typiske basiske komonomerer for anvendelse ved fremstilling av en egnet polymer, inkluderer dimetylaminoetylmetakrylat, 2-vinylpyridin, 4-vinylpyridin og 3-dimetylaminoakrylnitril. Typiske addisjonskomonomerer inkluderer f.eks. metylmetakrylat, butylakrylat, etylakrylat, etylheksylakrylat, laurylmetakrylat, styren, 2-metylstyren, vinylacetat, vinylklorid, vinylidenklorid, akrylnitril og allylalkohol.

De ikke-ioniserbare vannløselige andeler av poly(met)akryl-amid, polyvinylpyrrolidon og poly-2-etyloksazolin, som er spesifisert som nyttige ved denne oppfinnelse, er ikke så detaljert omtalt eller eksemplifisert som andeler av polyetylenglykol, men med tanke på at de har lignende egenskaper er det antatt at deres oppførsel stort sett vil være lik oppførselen til polyetylenglykol-andelene.

De vandige belegningspreparater i henhold til oppfinnelsen kan brukes ved en stor mangfoldighet av anvendelser. Selv om de først og fremst er av verdi ved tillaging av vannfortynnbare malinger, så kan de også anvendes ved tillaging av klebemidler, hagebrukspreparater, farmasøytiske preparater etc.

Preparatene kan omfatte andre materialer, såsom andre polymerer og additiver som er passende for ovennevnte anvendelser, f. eks. pigmenter, fyllstoffer, tverrbindingsmidler, anti-snerkmidler, glidemidler etc.

Oppfinnelsen blir belyst med de følgende eksempler i hvilke deler og prosenter er basert på vekt.

Eksempel 1

Dette eksempel beskriver fremstilling av en serie på fire polyestere, hver med molekylvekt (vektsmidlere) i området 4000 - 6000, som inneholder karboksylgrupper og vannløselige andeler av metoksypolyetylenglykol med molekylvekt varierende i området 350 - 2000. Kurvene i den medfølgende tegning belyser betydningen av molekylvekten for hver vannløselig andel, for en gitt totalvekt av slike tilstedeværende andeler, ved bestemmelse av reologien til en vandig løsning av polyesteren.

Med referanse til tabell 1 nedenfor ble fire polyestere, med referansenumre 1-4, fremstilt ved å omsette a deler adipinsyre,

b deler dimetylolpropionsyre, c deler neopentylglykol og d deler av en metoksypolyetylenglykol (tilnærmet de samme vekter i hvert tilfelle, men se tabell 1 med hensyn til de forskjellige molekylvekter i hvert tilfelle) i en reaksjonskolbe forsynt med rører, termometer, dampkondensator og en Dean&Stark-felle, og forbundet med nitrogentilførsel. 0,3 vekt% isopropyltitanat og 3 vekt% toluen (hver basert på den totale vekt av reaktanter) ble tilsatt, og blandingen ble tilbakeløpsbehandlet ved 190°C inntil omsetningen var i det vesentlige fullstendig.

Hver av de resulterende polyestere hadde en molekylvekt (vektsmidlere) i området 4000 - 6000 og et syretall i området 25-45 mg KOH/g. Hver ble dispergert i fravær av base i destillert vann for å gi et område for prøveløsninger med faststoffinnhold (basert på vekt) i området 20-95%. Viskositeten i hver prøve ble målt ved 25°C med et Brookfield-viskosimeter med lav skjærkraft, og denne viskositet ble inntegnet mot det tilsvarende faststoffinnhold som vist i den medfølgende tegning.

Det skal bemerkes at det er bare løsninger av polyestere med referansenr. 1 og 2 som ikke fremviser noen økning i viskositet ved fortynning med vann, og det er derfor bare disse løsninger som er nyttige i belegningspreparater i henhold til oppfinnelsen. Dette ble oppnådd i fravær av organisk koplingsløsningsmiddel og nøytraliserende base.

Eksempel 2

(a) Dette eksempel beskriver fremstilling av tre polyestere med molekylvekt (vektsmidlere) i området 4000 - 6000 ved fremgangsmåten i eks. 1, men metoksypolyetylenglykolen hadde en molekylvekt på

550 i hvert tilfelle, og de anvendte mengder ble variert.

Polyesterne ble fremstilt som beskrevet, og ved anvendelse av de samme komponenter a, b, c og d som i eks. 1. Mengdene av komponentene er angitt i tabell 2.

Alle de resulterende polyestere hadde en molekylvekt (vektsmidlere) i området 4000 - 6000 og et syretall i området 35-60 mg KOH/g. Hver ble dispergert i destillert vann i fravær av base for

å gi et område for prøveløsninger med faststoffinnhold (basert på vekt) i området 20-95%. Viskositeten ble i hver prøve målt ved 25°C med et Brookfield-viskosimeter, og denne viskositet ble inntegnet mot det tilsvarende faststoffinnhold, som illustrert for eksempel 1.

Det ble funnet at det var bare løsninger av polyester, referansenr. 5 som ikke fremviste noen økning i viskositet ved fortynning med vann. Derfor er det bare denne løsning som er nyttig i et belegningspreparat i henhold til oppfinnelsen. Dette ble oppnådd i fravær av koplingsløsningsmiddel og nøytraliserende base. (b) Fire ytterligere polyestere, referansenr. 8, 9, 10 og 11, i hvilke mengdene av metoksypolyetylenglykol var henholdsvis 29,8, 35,5, 45,0 og 53,8 vekt% ble fremstilt ved fremgangsmåten fra eks. 1, men ved anvendelse av metoksypolyetylenglykol med molekylvekt på 350. Det ble funnet fra en inntegning av viskositet/faststoffinnhold at det bare var løsninger av polyesterne 10 og 11 som var nyttige i et belegningspreparat i henhold til oppfinnelsen. Dette ble oppnådd i fravær av organisk koplingsløsningsmiddel og av nøytralisernede base.

Eksempel 3

Dette eksempel beskriver fremstilling av en serie av polyestere ved en totrinns-prosess ved hvilken bare komponentene a, b og c i polyesteren beskrevet i eksempel 1 ble ko-reagert i et første trinn, og den resulterende polyester ble etter-forestret i et annet trinn med forskjellige mengder av en allyloksypolyetylen-glykol i hvilken polyetylenglykol-andelen hadde en molekylvekt på 300, og hvor 0,1% av "Fascat" 4101 (fås i handelen fra M & T Chemicals) ble anvendt som katalysator istedenfor isopropyltitanatet fra eksempel 1. Mengdene a, b og c av komponentene i første trinns polyester er angitt i tabell 3. De ble ko-reagert inntil det ble nådd et syretall x mg KOH/g. d deler av allyloksypolyetylen-glykolen ble tilsatt til produktet fra det første trinn, og blandingen ble tilbakeløpsbehandlet ved 210 - 220°C inntil omsetningen var fullført.

Hver av de resulterende polyestere hadde en molkylvekt (vektsmidlere) i området 6000 - 7000 og et syretall i området 50 - 80 mg KOH/g. De ble nøytralisert med dimetylaminoetanol til 105% av det endelige syretall. Hver av dem ble fortynnet med destillert vann for å gi et område for prøveløsninger varierende i faststoffinnhold fra 20 til 90%, og deres viskositeter ble målt ved anvendelse av et Brookfield-viskosimeter med lav skjærkraft. Det ble funnet fra en inntegning av viskositet mot faststoffinnhold, som beskrevet i eks. 1, at bare løsningene av polyestere med referansenr. 12, 13, 14 og 15 var nyttige i et belegningspreparat i henhold til oppfinnelsen. Dette ble oppnådd i fravær av koplingsløsnings-middel .

Eksempel 4

Dette eksempel beskriver fremstilling av en serie av akrylkopolymerer som inneholder karboksylgrupper og en økende mengde av andeler av metoksypolyetylenglykol med molekylvekt på 350.

20 andeler av propylenglykol-monometyleter ble satt til en reaksjonskolbe som var forsynt med rører, termometer og tilbake-løpskondensator, og ble oppvarmet til tilbakeløp. Med referanse til tabell 4 nedenfor, ble 5 deler azodiisobutyronitril satt til en blanding av x deler av en 6:4 blanding av metylmetakrylat og butylakrylat, y_ deler metakrylsyre og z^deler av metoksypolyetylen-glykolmetakrylat (hvor metoksypolyetylenglykolandelen hadde en molekylvekt på 350). Blandingen ble rørt ved romtemperatur inntil den var klar og ble så pumpet inn i reaksjonskolben i løpet av en periode på 3 timer. 30 minutter etter avsluttet tilmatning ble 1 del azodiisobutyronitril tilsatt, og tilbakeløpsbehandlingen ble opprettholdt i ytterligere 60 minutter, hvoretter harpiksen ble avkjølt og faststoffene justert til 70% med ytterligere propylenglykol-monoetyleter. Syretallet i harpiksen var 65 mg KOH/g, og harpiksen ble nøytralisert med dimetylaminoetanol og, som i eks. 3, ble destillert vann tilsatt for å gi et område for løsninger som varierte i faststoffinnhold fra 20 til 70%. Viskositetene til disse løsninger ble målt ved anvendelse av et Brookfield-viskosimeter med lav skjærkraft. Det ble funnet fra en inntegning av viskositet mot faststoffinnhold, som beskrevet i eks. 1, at det bare var løsninger av akrylkopolymerer med referansenr. 4 og 5 som var nyttige i et belegningspreparat i henhold til oppfinnelsen når man anvender de spesifiserte mengder av koplingsløsningsmiddel og nøytraliserende base.

Eksempel 5

Dette eksempel beskriver fremstilling av en polyuretan med molekylvekt (vektsmidlere) på tilnærmet 15.000 inneholdende karboksylgrupper og andeler av metoksypolyetylenglykol med molekylvekt 350; og fremstilling av vandige løsninger i nærvær av vann-blandbare og vann-ublandbare organiske løsningsmidler.

448,8 deler av "Desmodur" N (et tolylendiisocyanat som fås

i handelen fra Bayer; "Desmodur" er et registrert varemerke),

0,1 del dibutyltinndilaurat og 200 deler metyletylketon ble satt til en reaksjonskolbe som var forsynt med rører, termometer og tilbakeløpskondensator. 154 deler av metoksypolyetylenglykol (molekylvekt 350) ble tilsatt i løpet av en periode på 30 min. ved 60°C under et teppe av nitrogengass. Etter oppvarmning ved 60°C i 60 min., ble 59,5 deler etylenglykol-monoetyleter satt til blandingen i løpet av en periode på 15 min. Etter ytterligere 60 min. ved 60°C ble 73,3 deler polypropylenglykol (molekylvekt 400) tilsatt i løpet av en periode på 15 min. Etter en endelig periode på 60 min. ved 60°C ble blandingen avkjølt til 10°C og en blanding av 55 deler glycin, 65,3 deler dimetylaminoetanol, 500 deler destillert vann og 150 deler isopropylalkohol ble hurtig tilsatt under omrøring. Da omsetningen var fullført ble blandingen vakuum-strippet for å fjerne alt løsningsmiddel, og løsningen ble fremstilt med 75% faststoffinnhold i de følgende løsningsmidler (1, 2

og 3 er organiske koplingsløsningsmidler i henhold til oppfinnelsen):

(1) propylenglykol-monometyleter

(2) benzylalkohol

(3) acetatet av etylenglykol-monometyleter

(4) destillert vann

Som i eks. 4 ble destillert vann satt til disse løsninger for

å gi et område for vandige løsninger med varierende faststoffinnhold fra 20 til 70%. Viskositetene til disse løsninger ble målt ved anvendelse av et Brookfield-viskosimeter med lav skjærkraft. Det ble funnet at alle fire polymerløsninger var nyttige i belegningspreparater i henhold til oppfinnelsen når viskositeten ble inntegnet mot faststoffinnholdet.

Eksempel 6

Dette eksempel beskriver fremstilling av to addisjonspolymerer som hver inneholder basiske grupper og forskjellige mengder og andeler av metoksypolyetylenglykol (molekylvekt 350).

De to polymerene, (a) og (b), ble fremstilt ved den frem-gangsmåte som er beskrevet i eks. 4, hvor monomer-bestanddelene (deler) var som følger:

Polymerene ble oppnådd som en 50%ig faststoffløsning i propylenglykol-monometyleter, og ved gassfase-kromatografi viste de seg å ha likeartede molekylvekter i området 5500 - 6000. Iseddik ble tilsatt for å bringe pH på 7, og passende mengder vann ble tilsatt for å tilveiebringe et område for prøveløsninger fra 20 til 50% faststoffinnhold. Fra en inntegning av viskositet mot faststoffinnhold ble det funnet, som beskrevet i eks. 1, at bare den vandige løsning av polymer (b) var nyttig i et belegningspreparat i henhold til oppfinnelsen i nærvær av organisk koplings-løsningsmiddel og nøytraliserende syre.

Eksempel 7

Lignende addisjonspolymerer som dem som er beskrevet i eks. 4, ble fremstilt, men i disse var karboksylgruppene erstattet med en molar-ekvivalent av enten sulfonatgrupper eller fos fatgrupper. De ble nøytralisert med ammoniakk, fortynnet med vann og det ble gjort en inntegning av viskositeter tilsvarende forskjellige faststoffinnhold, som beskrevet i eks. 1. Løsninger av polymerer inneholdende 20, 30 og 40% av metoksypolyetylenglykol-andeler var i overensstemmelse med oppfinnelsen ved anvendelse av de mengder av organisk koplingsløsningsmiddel som er spesifisert i eks. 4.

Eksempel 8

Dette eksempel beskriver fremstilling av en maling hvor det anvendes en vandig polymerløsning i henhold til oppfinnelsen.

En vandig glansmaling (A) ble fremstilt ved å dispergere i en kulemølle 61,5 deler rutil-titandioksyd, 25 deler av en 75%ig faststoffløsning i vann av polyesteren fremstilt i eks. 1, referansenr. 1, og 20 deler vann. Ytterligere 88,3 deler av polyester-løsningen med 75% faststoffer ble satt til møllebasisen under omrøring, og den resulterende maling fortynnet til 4 poise målt ved 25°C og ved 10.000 sek En lignende maling (B) var basert på polyesteren fra eks. 1, referansenr. 3.

Begge malinger ble påført på en vertikal overflate med kost. Maling (A) var lett å påføre og den fuktige kant av den malte film kunne tas opp etter 10 min. Den malte film fremviste ingen tegn på siging fra den tykke kant. Maling (B) var vanskeligere å påføre ved at den ble raskere klebrig, og den fuktige kant av den malte film ble ikke så lett tatt opp som den for (A). Det forekom betraktelig siging av filmen ved tap av vann på grunn av den ned-satte viskositet som forekom når faststoffinnholdet økte, som belyst i den medfølgende tegning med referanse til eks. 1.

Eksempel 9

Når andelene av polyetylenglykol eller monoeteren som ble anvendt i de foregående eksempler ble erstattet med andeler av poly(met)akrylamid, polyvinylpyrrolidon eller poly-2-etyloksazolin, alle med molekylvekt lavere enn 2000, ble det generelt oppnådd lignende resultater med disse andeler når de hadde lignende molekylvekt som de andeler som ble brukt i eksemplene, hvilke tilveie-bragte polymer-løsninger for anvendelse i belegningspreparatene i henhold til denne oppfinnelse.

Claims (10)

1. Vannfortynnbart vandig belegningspreparat som omfatter: (A) X deler av en vanndispergerbar filmdannende polymer med molekylvekt i området 2.000 - 30.000, hvor polymeren omfatter (a) anioniserbare grupper, om nødvendig i det minste delvis nøytralisert med en base, valgt fra -COOH, -S03 H og -P04 H2 , eller kationiserbare grupper, om nødvendig i det minste delvis nøytralisert med en syre, med strukturen -NR-L R2 , hvor R1 og R2 er H eller C1 _l g-alkyl-eller substituert-alkyl-grupper, like eller forskjellige, eller R^ og R2 representerer deler av en cyklisk struktur, og (b) ikke-ioniserbare vannlø selige andeler valgt fra andeler av polyetylenglykol eller dens monoetere med molekylvekt som ikke er høyere enn 1.000; og andeler av poly(met)akrylamid, av polyvinylpyrrolidon eller av poly-2-etyloksazolin eller dets hydrolysater, alle med molekylvekt som ikke er høyere enn 2.000; (B) Y deler av et organisk koplingsløsningsmiddel for den filmdannende polymer som har et kokepunkt som er høyere enn for vann, hvor Y = X(j qq) , idet Z er i området 0 - 150, og (C) vann, karakterisert ved at når en løsning av X deler av den vanndispergerbare polymer i Y deler av det organiske koplingslø sningsmiddel eller, når Y = 0, i vann blir progressivt fortynnet med vann, så blir det ingen økning i viskositet for den fortynnede vandige løsning, målt ved 25°C med et viskosimeter med lav skjærkraft.

2. Vandig belegningspreparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at den filmdannende polymer har en molekylvekt i området 3 - 15.000.

3. Vandig belegningspreparat i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at den filmdannende polymer er valgt fra addisjonspolymerer, polyestere og polyuretaner.

4. Vandig belegningspreparat i henhold til hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at ioniserbare grupper og ikke-ioniserbare vannløselige andeler er regelmessig fordelt langsetter den filmdannende polymer.

5. Vandig belegningspreparat i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter en filmdannende polymer som har ioniserbare grupper i området 0,3 - 3,6 mol/kg polymer og 0,5 - 4 0 vekt% av ikke-ioniserbare vannlø selige andeler, basert på vekten av polymer.

6. Vandig belegningspreparat i henhold til hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at det er til stede fra 5 til 150 deler av organisk koplingsløsningsmiddel pr. 100 deler av filmdannende polymer.

7. Vandig belegningspreparat i henhold til hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at det organiske koplingsløsningsmiddel er valgt fra alkoholer, glykoler, esteralkoholer, eteralkoholer og estere av eteralkoholer.

8. Vandig belegningspreparat i henhold til krav 6, karakterisert ved at det organiske koplingsløsnings-middel er en propylenglykoleter eller et esterderivat derav.

9. Vanndispergerbar filmdannende polymer egnet for anvendelse i et vandig belegningspreparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at det har en molekylvekt i området 2.000 - 30.000 og omfatter: (a) anioniserbare grupper valgt fra -COOH, -SO^ H og -PO^ H^ , eller kationiserbare grupper med strukturen -NR^ R2 , hvor R^ og R^ er H eller C^ _^ g-alkyl- eller substituert-alkyl-grupper, like eller forskjellige, eller Ri R2 representerer del av en cyklisk struktur, og (b) ikke-ioniserbare vannløselige andeler valgt fra andeler av polyetylenglykol eller dens monoetere med molekylvekt ikke høyere enn 1.000; og andeler av poly(met)akrylamid, av polyvinylpyrrolidon eller av poly-2-etyloksazolin eller dets hydrolysater, alle med molekylvekt som ikke er høyere enn 2.000.

10. Vannfortynnbar maling, karakterisert ved at den omfatter et vannfortynnbart belegningspreparat i henhold til hvilket som helst av kravene 1 - 8, og et pigment.