Additive für Streichfarbe

Eigenschaften von Papier lassen sich durch den Auftrag von Streichfarbe verändern und an verschiedene Anforderungen anpassen. Auch wenn die hierfür eingesetzten Rezepturen für Streichfarbe an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden, so bleibt dennoch die Grundzusammensetzung einer Streichfarbe ähnlich und enthält die Hauptkomponenten: Pigment, Binder, Cobinder, Wasser sowie in geringeren Mengen Hilfsmittel, sogenannte Additive, zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hilfsmittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Streichfarben, beispielsweise zur Verwendung in einer Streichmaschine.

Für die Herstellung von gestrichenen Papieren ist es regelmäßig wünschenswert,

Papierbeschichtungsmassen mit möglichst hohen Feststoffgehalten bereitzustellen, denn ein hoher Feststoffgehalt ermöglicht das Einsparen von Energie bei der Trocknung, das Einsparen von Binder in der Beschichtungsmasse sowie den Einsatz größerer oder gröberer Pigmente ohne dass Qualitätseinbußen des gestrichenen Papiers hingenommen werden müssen.

Auch wenn das Produkt„Streichfarbe" meist als sogenanntes„Fluid" eingesetzt wird, so ist es dennoch üblich jegliche Berechnung auf der Basis des Feststoffgehaltes der einzelnen Komponenten in der Dispersion durchzuführen. Der Hauptbestandteil des Feststoffgehaltes entfällt dabei auf das eingesetzte Pigment (Berechnung geht immer von 100 Gewichtsanteilen aus), die Feststoffanteile von Bindern und Additiven machen üblicherweise nicht mehr als weitere 5-15 Gew. -Teile aus. Durch die Zugabe oder Vorlage von Wasser kann dann die Streichfarbe auf einen gewünschten Feststoffgehalt oder mit anderen Worten Trockengehalt, der dann in Prozent (Gew.-%) angegeben wird, eingestellt werden.

Im Stand der Technik sind Papierbeschichtungsmassen mit Feststoffgehalten von 50% bis 78% beschrieben. Grundsätzlich führt eine Erhöhung des Feststoffgehaltes aber zwangsläufig zu einer Abnahme der Partikelstabilität und es nimmt die Neigung der Streichfarbe zur Bildung von Pigment-Binderagglomeraten mit der Zunahme des Feststoffgehaltes stark zu. Durch die Ansammlung von Agglomeraten unter dem Rakelmesser, kommt es am Rakelmesser zur Streifen- und Flitzerbildung, welche die Erzeugung verkaufsfähigen gestrichenen Papiers einschränkt oder nicht mehr zulässt.

Zur Stabilitätsverbesserung werden üblicherweise carboxylierte Kammpolymere mit

Polyetherseitengruppen zugegeben. Diese Produkte ermöglichen eine Stabilitätserhöhung der dispersen Partikel vor allem bei hohen Feststoffgehalten, bei welchen die Abstände zwischen den Partikeln kleiner und attraktive van der Waals Kräfte zwischen den Partikeln aktiv werden, wodurch es letztlich zur Agglomeratbildung kommt. Die Polyethergruppen der eingesetzten Kammpolymere erfüllen dabei die Funktion eines mechanischen Abstandshalters zwischen den Partikeln und verhindern so die sonst unvermeidbare Agglomeratbildung bei Feststoffgehalten von >70%.

Allerdings interagieren die Carboxylatgruppen im Sinne einer Lewis-Base als e ^" -Donatoren mit anderen Bestandteilen der Streichfarbenzusammensetzung und insbesondere mit den Hydroxygruppen von Bindern, Cobindern und/oder Trägern beispielsweise Träger für optische Aufheller.

So werden zum Beispiel bei der Herstellung von hochweißem gestrichenem Papier auch sogenannte optische Aufheller eingesetzt. Diese Produkte müssen um einen Fluoreszenzeffekt zu erreichen in planarer Form auf einen geeigneten polymeren Träger aufgezogen werden. Das Aufziehen auf den Träger erfolgt durch Wechselwirkung des Pi-Elektronengerüstes des optischen Aufhellers mit elektronendefizitären polaren Gruppen, vor allem mit

Hydroxygruppen. Da es sich bei den optischen Aufhellern in planarer Form um relativ große Moleküle handelt, eignen sich als Träger für diese Aufheller besonders

hydroxygruppenhaltige Polymere mit hoher Taktizität.

Ein Polymer, welches diese Anforderungen optimal erfüllt und ein geeigneter Aufhellerträger ist, ist Polyvinylalkohol. Da Polyvinylalkohol (PVOH) zudem über exzellentes

Pigmentbindevermögen verfügt, ist es bei der Herstellung hochweißer gestrichener Papiere unverzichtbar.

Allerdings interagieren die Hydroxygruppen von PVOH im Sinne einer Lewis-Säure mit den Carboxylatgruppen anderer Bestandteile der Streichfarbe, wodurch der Einsatz von PVOH in Streichfarben deutlich beschränkt wird. Hierbei zeigt Polyvinylalkohol vor allem bei pH- Werten um und unter pH 7 sehr starke Interaktionen mit Carboxylgruppen. Als Dispergier- bzw. Stabilisierungsmittel für Pigmente, werden üblicherweise niedermolekulare

Polycarboxylate auf Acrylsäurebasis eingesetzt. Bei Zugabe von Polyvinylalkohollösung zu einer Pigmentdispersion bindet die leicht saure Polyvinylalkohollösung die Dispergier- und Stabilisierungsmittel auf Polycarboxylatbasis. Hierbei entstehen Pigmentagglomerate, welche sich auch bei sehr intensiver Mischung nicht mehr vollständig auflösen. Die

Agglomeratbildung ist umso ausgeprägter je höher das Molekulargewicht des eingesetzten Poly vinylalkohols ist und je höher der Verseifungsgrad ist.

Zudem zeigt Polyvinylalkohol im alkalischen pH-Bereich, zwischen einem pH Wert von 7,5 und 10,0 - dies ist der pH-Bereich bei dem Papierstreichfarben üblicherweise verarbeitet werden - ausgeprägte inter- und intramolekulare Wechselwirkungen, die zur Gel-Bildung einer Polyvinylalkohollösung führen. Die gebildeten Gelpartikel zusammen mit den

Pigmentagglomeraten verschlechtern die Laufeigenschaften der Streichfarbe am Rakel zusätzlich und es kommt zur Streifen- und Flitzerbildung.

Da die Agglomeratbildung in poly vinylhaltigen Streichfarben zu einer deutlichen Erhöhung der Hochscherviskosität, nämlich auf Werte von zwischen 120 - 190 mPa-s bei einem

Schergefalle von 5* 10 ⁵ S ^"1 gemessen mit einem ACAV-Kapillarviskosimeter, fuhrt, können polyvinylalkoholhaltige Streichfarben nur bei einem mittleren Feststoffgehalt von maximal 63 bis 68% verarbeitet werden, da es sonst am Rakelmesser zu hohen Anpressdrücken kommt bzw. solche erforderlich sind, um ein vorgegebenes Strichgewicht zu halten durch welche es dann vermehrt zu Bahnabrissen führt.

Dieses Ergebnis ist höchst unbefriedigend, da es vor allem aus energetischen Gründen wünschenswert wäre polyvinylalkoholhaltige Streichfarben bei hohen Feststoffgehalten bereit zu stellen. Allerdings zeigt die Praxis dass dies aus prozesstechnischen Gründen bislang nicht möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für dieses Problem zu finden.

Zur Lösung der Aufgabe stellt der Erfinder ein neues Additiv bereit, welches zur Streichfarbe, zur polyvinylhaltigen Streichfarbe, aber auch zu stärkebasierten Streichfarben zugegeben werden kann und die Verarbeitbarkeit der Streichfarbe insbesondere bei hohen

Feststoffgehalten deutliche verbessert. Als neues Additive wird hierzu ein Polymer bestehend aus substituierten Ethyleneinheiten bereit gestellt. Das erfindungsgemäße Polymer gemäß Anspruch 1 ist ein Amin der allgemeinen Formel I

r

I.

wobei die Kettenabschnitte n, m und/oder o jeweils unabhängig von einander eine Ethyleneinheit substituiert mit einer veresterten Carboxylgruppe vorzugweise in 1-3 -Stellung sind;

wobei die Kettenabschnitte n, m und/oder o jeweils unabhängig von einander in variabler Reihenfolge auftreten können;

n eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 1 , 2 und 3 ist;

m und/oder o jeweils unabhängig von einander eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 0, 1, 2 und 3 sind;

die Kettenabschnitte n, m und/oder o jeweils unabhängig von einander durch 0 bis 5 Ethyleneinheiten, vorzugsweise durch 1, 2, 3, 4 oder 5 Ethyleneinheiten getrennt sind; r eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 ist;

Rl und Rl' jeweils unabhängig von einander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Alkylresten, zyklische Alkylresten und Arylresten, insbesondere CH ₃ , C ₂ H ₅ , C ₃ H , C ₄ Hc>, CsHn und CeHs;

R2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyalkylgruppen, insbesondere CH ₂ OH, C ₂ H ₄ OH, C ₃ H ₆ OH, C ₄ H ₈ OH, C ₅ Hi ₀ OH, C ₆ H ₁₂ OH und para-C ₆ H ₄ OH; R3 ausgewählt ist aus der Gruppe (CH ₂ CH ₂ 0) _q R4, wobei q eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 1 bis 40, vorzugsweise 1-10, weiter vorzugsweise 5-25, weiter vorzugsweise 15- 35, weiter vorzugsweise 20-29, weiter vorzugsweise 25-35 oder weiter vorzugsweise 25-40 ist;

R4 ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Alkylresten, zyklische Alkylresten, Estern und Arylresten, insbesondere CH ₃ , C ₂ H ₅ , C ₃ H ₇ , C ₂ H ₄ OCH ₃ , C4H9, C ₅ H _H und C ₆ H ₅ ; R5, R6 und R7 jeweils unabhängig von einander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H und CH ₃ ;

R8 und RIO jeweils unabhängig von einander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, CH ₃ ; und

R9 und Rl 1 jeweils unabhängig von einander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, CH ₃ , CH ₂ CHCOOH, Acrylat, Vinylreste, CH ₂ CH ₂ , aromatische Phenylreste, und Styrol, nämlich C ₈ H ₈ .

Im erfindungsgemäßen polymeren Amin dienen die Kettenabschnitte m, n und/oder o als funktionelle Gruppen, wobei der Kettenabschnitt m als Ankergruppe, der Kettenabschnitt n und o als stabilisierender Bestandteil und/oder Abstandshalter wirken. Die zwischen den funktionellen Gruppen m, n und o befindlichen Verbindungsgruppen können je nach Länge und Art der Substituenten die hydrophoben Eigenschaften der Gesamtmolekühls verändern. Sofern z.B. Styrolreste als Substituenten vorliegen wird die hydrophoben Eigenschaften deutlich erhöht.

Das erfindungsgemäße Amin weist eine durchschnittliche Molekulargewichtsverteilung von 300 bis 20.000 g/mol auf. Gemäß weiterer Ausfuhrungsformen weist das erfindungsgemäße Amin eine durchschnittliche Molekulargewichtsverteilung von vorzugsweise 300 bis 1500 g/mol, weiter vorzugsweise von 350 bis 2000 g/mol, weiter vorzugsweise von 400 bis 2500 g/mol, weiter vorzugsweise von 500 bis 2500 g/mol, weiter vorzugsweise von 900 bis 4000 g/mol, weiter vorzugsweise von 1000 bis 5000 g/mol, weiter vorzugsweise von 3000 bis 10.000 g/mol, weiter vorzugsweise von 5000 bis 15.000 g/mol oder weiter vorzugsweise von 5000 bis 20.000 g/mol auf.

Das erfindungsgemäße Amin wird dabei z.B. durch ein Verfahren der radikalischen

Polymerisation hergestellt, bei welchem Hydroxyalkylamin, Monoisopropanolamin,

Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Dimethylaminoethylmethacrylat,

Hydroxyethylmethacrylat, Polyglykolmethacrylat und oder Mercaptopropionsäure mit einem Initiator zur Reaktion gebracht werden.

Geeignete und dem Fachmann bekannte Initiatoren sind wasserlösliche, nicht-sulfathaltige Redoxsysteme. Gemäß einer Ausfuhrungsform wird 2-2"-Azobis (2-amidinopropan)- hydrochlorid als Initiator eingesetzt. 2-2"-Azobis (2-amidinopropan)-hydrochlorid kann besonders präzise eingestellt werden, da es bei 56°C zerfällt und durch eine exakte

Temperaturkontrolle definierte Polymerisationsbedingungen und eine konstante Menge an Initiator bereitgestellt werden können.

Das im Verfahren der radikalischen Polymerisation hergestellte erfindungsgemäße Amin weist eine Gaußsche Molekulargewichtsverteilung auf und ist derart einzustellen, dass das erfindungsgemäße Amin eine Molekulargewichtsobergrenze von 20.000 g/mol nicht überschreitet. Bei höheren Molekulargewichten bilden sich Brücken zwischen den einzelnen Molekülen und es kann leicht zu Agglomeratbildungen und damit zu einem Flockungseffekt kommen.

In seiner einfachsten Ausfuhrungsform wird das erfindungsgemäße polymere Amin durch die nachfolgende Formel II dargestellt.

II. Hierbei sind die Kettenabschnitte n, m und/oder o jeweils unabhängig von einander eine Ethyleneinheit substituiert mit einer veresterten Carboxylgruppe vorzugweise in 1-3-Stellung; wobei die Kettenabschnitte n, m und/oder o jeweils unabhängig von einander in variabler Reihenfolge auftreten können;

wobei n eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 1 , 2 und 3 ist;

wobei m und/oder o jeweils unabhängig von einander eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 0, 1 , 2 und 3 sind; r eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 ist;

Rl und Rl ' jeweils CH ₃ sind;

R2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyalkylgruppen, insbesondere CH ₂ OH, C ₂ H ₄ OH, C ₃ H ₆ OH, C ₄ H ₈ OH, C ₅ H ₁₀ OH, C ₆ H ₁₂ OH und para-C ₆ H ₄ OH; R3 ausgewählt ist aus der Gruppe (CH ₂ CH ₂ 0) _q R4, wobei q eine ganze Zahl ausgewählt aus der Gruppe 10, 12, 14, 16, 18 und 20 ist, R4 ist C ₂ H ₄ OCH ₃ und R5, R6 und R7 jeweils H ist.

Gemäß weiterer Ausfuhrimgsformen ist das erfindungsgemäße Additiv ausgewählt aus der Gruppe enthaltend das Copolymer Dimethylaminoethylmethacrylat-acetat-Hydroxyethyl- methacrylat und das Terpolymer Polyethylenoxidmethacrylat-Hydroxyethylmethacrylat- Dimethylaminoethylmethacrylatacetat.

Das erfindungsgemäße Additiv ist insbesondere geeignet als Zusatz zur Streichfarbe und ermöglicht es, den Feststoffgehalt der Streichfarbe zu erhöhen und dennoch die Theologischen Anfordernisse moderner Coating-Technologien zu erfüllen. Das Additiv gemäß Anspruch 1 findet somit Verwendung als Zusatz für Streichfarben und insbesondere als Zusatz zu

Poly vinylalkoholhaltigen und/oder Stärkebasierten Streichfarben.

Ohne durch die Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die als Additive eingesetzten Amine aufgrund ihrer Nucleophilie, die höher ist und sein muss als die

Nucleophilie der Carboxylatanionen, welche in die Streichfarbe eingearbeitet werden, in der Lage sind, die Wechselwirkungen der Carboxylatanionen mit freien Hydroxygruppen z.B. des Polyvinylalkohols oder der Stärke, die zu den unerwünschten Pigmentagglomeraten führen, zu unterbinden oder zu verhindern.

Dementsprechend konnte von den Erfindern gezeigt werden, dass die Amine gemäß der Erfindung in der Lage sind, in einer Lewis-Säure-Basewechselwirkung die reaktiven

Hydroxyalkylgruppen, z.B. des Polyvinylalkholes (PVOH) zu blockieren. Dabei agiert PVOH als Elektronenakzeptor, das Amin als Elektronendonor. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass die Fließeigenschaften des PVOH's verbessert wurden und insbesondere auch der bekannte stabilitätsmindernde Effekt des PVOH's infolge Reaktion mit Carboxylatanionen in einer Streichfarbe reduziert wurde. Dabei führt die Zugabe von Aminen gemäß Anspruch 1 zu der erfindungsgemäßen Streichfarbe zu einer Blockierung der Reaktivität der Hydroxygruppe des PVOH's sowie zu einer verminderten Solvatation, wodurch es zu einer Erhöhung der in der Streichfarbe verfügbaren freien Wassermenge kommt. Aufgrund der Erhöhung der verfügbaren Menge freien Wassers, sinkt die Hochscherviskosität der Zusammensetzung und somit kann eine Streichfarbe mit erhöhtem bis zu sehr hohem Feststoffgehalt bereitgestellt werden.

Die erfindungsgemäße Streichfarbe basiert auf einer Zusammensetzung, die im Wesentlichen aus Pigment, Binder und/oder Cobinder, dem erfindungsgemäßen Additiv, optional weiteren Additiven sowie Wasser besteht.

Sie sich zeichnet weiterhin durch einen hohen Feststoffgehalt von z.B. wenigstens 70% aus. In weiteren Ausführungsformen konnte gezeigt werden, dass auch Feststoffgehalte von bis zu 80% erreicht werden können. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Feststoffgehalt von 70%-80%, 71%-78%, 72%-75%, 72%-80%, 72%-78%, 76%-80%, 74%-78%, 75%-80%, 74%-80%. Hierbei tragen im Wesentlichen die eingesetzten Pigmente zu dem geforderten Feststoffgehalt bei. Darüber hinaus tragen in geringem Maße auch Feststoffbestandteile der Binder bzw. Binderdispersion oder der Additive zu dem

Gesamtfeststoffgehalt der Zusammensetzung bei.

Die erfindungsgemäße Streichfarbe weist trotz des hohen Feststoffgehaltes eine erstaunlich verbesserte Hochscherviskosität auf, welche z.B. bei 500000 s-1 mit einem ACAV-

Kapillarviskosimeter bestimmt wurde und in der erfindungsgemäßen Farbe zwischen 7% und 20% niedriger liegt als bei Vergleichslösungen ohne das zusätzliche erfindungsgemäße Amin.

Gemäß weiterer Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine Hochscherviskosität von zwischen 90 - 125 mPa-s bei einem Schergefälle von 5*10 ⁵ s ^"1 (gemessen mit einem ACAV-Kapillarviskosimeter) auf, weiter vorzugsweise von zwischen 100 - 120 mPa-s bei einem Schergefälle von 5*10 ⁵ s ^"1 (gemessen mit einem ACAV- Kapillarviskosimeter), weiter vorzugsweise von zwischen 105 - 120 mPa-s bei einem

Schergefälle von 5*10 ⁵ s ^"1 (gemessen mit einem ACAV-Kapillarviskosimeter) bzw. weiter vorzugsweise von zwischen 105 - 115 mPa«s bei einem Schergefälle von 5* 10 ⁵ s ^"1 (gemessen mit einem ACAV-Kapillarviskosimeter).

So weist beispielsweise die erfindungsgemäße Streichfarbe mit Feststoffgehalt von ca. 71% eine Hochscherviskosität von zwischen höchstens 100 - 120 mPa-s bei einem Schergefälle von 5*10 ⁵ s ^"1 auf. Auch bei Feststoffgehalten von ca. 72% bis ca. 73% zeigt die

erfindungsgemäße Streichfarbe beispielsweise nur Hochscherviskosität von zwischen 110 - 120 mPa-s bei einem Schergefälle von 5* 10 ⁵ s ^"1 (gemessen mit einem ACAV- Kapillarviskosimeter) und ist damit herkömmlichen Streichfarben (bei vergleichbarer Zusammensetzung) mit Hochscherviskositäten von zwischen 145 - 190 mPa-s bei einem Schergefälle von 5* 10 ⁵ s ^"1 deutlich überlegen.

Die erfmdungsgemäße Streichfarbe wird weiterhin über den sogenannten Verlustfaktor charakterisiert. Hierbei definiert sich der Verlustfaktor tan δ = G" geteilt durch G', wobei G" = plastischer Fließanteil und G' = elastischer Fließanteil ist. Je höher der Verlustfaktor liegt, desto mehr nähert sich das Fließverhalten demjenigen einer Newton'schen Flüssigkeit wie z.B. Wasser an. Die Verarbeitungseigenschaften bei hoher Prozessgeschwindigkeit verbessern sich deshalb mit zunehmendem Verlustfaktor.

Die erfindungsgemäße Streichfarbe hat gemäß weiterer Ausführungsbeispiele einen

Verlustfaktor von 0,90 und größer, vorzugsweise 1,10 bis 1,25, weiter vorzugsweise von 1,20 bis 1,45, weiter vorzugsweise von 1,25 bis 1,55, weiter vorzugsweise von 1,30 bis 1,65.

Die in der erfindungsgemäßen Streichfarbe eingesetzten Pigmente sind ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Kaolin (eng. clay), natürliches Calziumcarbonat (engl. Ground Calcium Carbonat = GCC), präzipitiertes Calziumcarbonat (eng. Precipitated Calcium Carbonat = PCC), Talkum, Calziumsulfat, Titandioxid, Aluminiumtrihydrate, Bariumsulfat, synthetische Pigmente und Mischungen derselben. Vorzugsweise sind die eingesetzten Partikel weitgehend frei von Verunreinigungen, weisen vorzugsweise eine gleichmäßige Partikelgröße und -Verteilung und gute Löslichkeit auf.

Die in der erfindungsgemäßen Streichfarbe eingesetzten Binder und/oder Cobinder sind ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Polyvinylalkohollösung, Polyvinylesterdispersionen, Polyacrylatemulsionen, Polyethylenglycole, Stärke, Carboxymethylcellulose (CMC), Styrol- Butadien, Gelatine, Casein, Hydroxyethylcellulose, Casein, Proteine, Alginate,

Cellulosederivate, Acrylsäureester-Styrol, Acrylsäureester-Vinylacetat, Mischpolymerisate obiger Ausgangsprodukte mit Acrylnitril, Vinylacetat mit geringen Anteilen von

Copolymeren, Vinylacetat-Ethylen und Mischungen derselben.

Darüber hinaus enthält die erfindungsgemäße Streichfarbe, optional, dem Fachmann bekannte Additive ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Dispergiermittel oder Dispergierhilfsmittel, Weichmacher, Verdickungsmittel, Entlüfter, Entschäumer, optische Aufheller, pH- Regulatoren, Biozide oder Ähnliches. Die erfindungsgemäße Streichfarbe kann gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Hierbei kann es vorteilhaft sein, in einem ersten Arbeitsschritt im saueren Milieu eine niederviskose Polymerdispersion des erfindungsgemäßen Amins herzustellen und diese dann mit den hydroxygruppenhaltigen Zusätzen, wie z.B. Polyvinylalkohol oder Stärke zu mischen. Die reaktiven Hydroxygruppen werden dabei sozusagen im Vorfeld blockiert und stehen somit nicht mehr zur unerwünschten Agglomeratbildung zur Verfügung. Das erfindungsgemäße Additiv kann aber auch zu bestehenden oder vorgemischten

Streichfarben zugegeben und/oder in diese eingerührt werden, um deren Theologischen Eigenschaften zu verbessern.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Tabellen dargestellt. Die Ausfuhrungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele auch solche Varianten, Elemente und Kombinationen als offenbart anzusehen, die sich durch eine Kombination oder

Abwandlung von einzelnen, in der allgemeinen Beschreibung, den Ausfuhrungsbeispielen, den Ansprüchen oder den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen ergeben, und diese

Merkmalskombinationen oder Abwandlungen nicht ausdrücklich in einem

Ausführungsbeispiel gezeigt bzw. beschrieben sind und gegebenenfalls zu einem geänderten Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. einer neuen Abfolge von

Verfahrensschritten fuhren.

Beispiele:

I. Aufbereitung und Herstellung geeigneter polymerer Amine

1.1. Herstellung eines polymeren Amins:

In einen Mehrhalskolben werden 751.1 ml demineralisiertes (dem.) Wasser vorgelegt.

Anschließend werden unter Rühren 90g Dimethylaminoethylmethacrylat (Hersteller Evonik) sowie 34.5g 99%ige Essigsäure zugesetzt. 10g Isopropanol werden als Kettenregler eintragen. Eine Mischung von 33.75g Hydroxyethylmethacrylat, 23.5g Polyglykolmethacrylat,

Polyether Kettenlänge 750 Dalton und 0.75g 3-Mercaptopropionsäure, wird unter Rühren während 30 min zugetropft. Gleichzeitig wird eine Lösung von 2-2"-Azobis (2- amidinopropan)-hydrochlorid ebenfalls während ca. 30 min zugetropf . Die

Reaktionsmischung wird bei 70°C ca. 4 h gerührt und dann abgekühlt.

Es entsteht eine niederviskose, 25%ige Polymerlösung mit einer Brookfieldviskosität von 100 bis 150 mPa«s. 1.2: Herstellung eines weiteren polymeren Amins:

Zu 400 g Polymerlösung aus Beispiel 1 werden 44.4g 99%ige Essigsäure zugegeben. Anschließend werden 55.6 g Monoisopropanolamin langsam unter Rühren zugegeben.

Es entsteht eine dünnflüssige Lösung mit einem Trockengehalt von 40%- und einer Viskosität von etwa 150 mPa-s Brookfield 100 Upm.

1.3: Herstellung eines weiteren polymeren Amins:

In einem Mehrhalskolben werden 140 ml dem. Wasser vorgelegt. Anschließend werden 44.9 g Polyvinylalkohol (PVOH) 5-88 mit einem Hydrolysegrad von 88% und einer Viskosität von 5.5 ± 1 mPa-s (4%>ige Lösung) zugegeben und unter Rühren bei 90°C gelöst. Nach dem Abkühlen auf 70°C werden separat 14g Hydroxyethylmethacrylat sowie 0.1 g 2-2"Azobis(2- amidinopropan)hydrochlorid gelöst in 10 ml dem. Wasser während 30 min zugetropft. Die Mischung wird 180 min bei 70°C unter Rühren polymerisiert.

Es entsteht eine viskose farblose 25%ige Dispersion.

1.4: Herstellung eines weiteren polymeren Amins:

In einem Rührbehälter werden 563 ml dem. Wasser vorgelegt, anschließend werden unter Rühren 50g 99%ige Essigsäure, sowie 37.5 g Monoisopropanolamin zugesetzt. 182.5 g PVOH 5-88 werden anschließend zugesetzt und der PVOH durch längeres Rühren bei ca. 70°C in Lösung gebracht.

Es wird eine klare, viskose 30%ige-Lösung erhalten.

1.5: Herstellung eines weiteren polymeren Amins:

250 ml PVOH-Lösung entsprechend Beispiel 2 sowie 250 ml Polymerlösung entsprechend Beispiel 1 werden unter Rühren in einem Becherglas gemischt.

Es entsteht eine klare, viskose Lösung mit einem Feststoffgehalt von ca. 27 bis 28%> und einer Viskosität von 780 MPAS. II. Viskositätsuntersuchungen in hochfeststoffhaltigen Streichfarbenrezepturen

Die Additive hergestellt wie gemäß Beispiel 1.1 bis 1.5 erläutert, wurden in einer

hochfeststoffhaltigen Streichfarbenrezeptur auf ihren Einfluss auf die Nieder- und

Hochscherviskosität der Streichfarben untersucht.

Die Niederscherviskosität wurde mittels eines Brookfieldrotationsviskosimeters bei 20 und 100 Upm gemessen, die Viskosität bei 30000 s mit einem Paar MCR-Rotationsviskosimeter im Platte/Plattemodus, sowie bei 500000 s ^"1 mit einem ACAV-Kapillarviskosimeter.

Für die nachfolgend beschriebenen Rezepturen wurde eingesetzt:

Hydrocarb 90 natürliches gemahlenes Calciumcarbonat

GCC Korngröße 90% < 2μηι

Hydrocarb 60 GCC Korngröße 60% < 2μηι

Amazon 88 Feinstkaolin, Korngröße 98% < 2 μη

Niklazell carboxymethylierte Zellulose

SB-Latex Styrol Butadien Latex

PVOH 5-98 Polyvinylalkohol, Viskosität 4%ige Lösung, 5.5 ±1 mPa-s

Verseifungsgrad 98%

Versuchsrezepturen Tabelle 1 :

Ergebnisse: Π 3*10 ⁴ s^ mPa-s 81.9 103 87.3 112

Π 5*10 ⁵ s^ mPa-s 127.4 110.7 103.1 120.2

Mit den getesteten Rezepturen konnten deutliche Verbesserungen der Hochscherviskosität erzielt werden. So zeigen die Rezepturen 1 bis 3 bei einem Festmengengehalt von ca. 71% bis 71,5% eine Hochscherviskosität von 103.1 - 120.2 mPa-s bei einem Schergefälle von 5*10 ⁵ s ^{" 1} auf.

Versuchsrezepturen Tabelle 2

Ergebnisse:

Auch mit den getesteten weiteren Rezepturen konnten deutliche Verbesserungen

Hochscherviskosität erzielt werden. So zeigen die Rezepturen 4 bis 6 bei einem Festmengengehalt von ca. 72% bis 73% eine Hochscherviskosität von 105 bis 119 mPa-s bei einem Schergefälle von 5*10 ⁵ s-' auf.

Weiterhin konnte anhand der Verlustfaktoren (Verlustfaktor: tan δ = G" geteilt durch G', wobei G" = plastischer Fließanteil und G' = elastischer Fließanteil) gezeigt werden, dass deutlich erhöhte Prozessgeschwindigkeiten mit den erfindungsgemäßen Rezepturen möglich wurden, denn je höher der Verlustfaktor desto besser sind die Verarbeitungseigenschaften bei hohen Schergefällen, d.h. hoher Prozessgeschwindigkeit.