PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4135264C2 15.09.1994
Titel Verfahren und Wirksubstanz zum Einbringen von Trockenstoffen in einen flüssigen Beschichtungsstoff
Anmelder Heuser, Wilfried, Dr., 45549 Sprockhövel, DE
Erfinder Heuser, Wilfried, Dr., 45549 Sprockhövel, DE
Vertreter Schneiders, J., Dipl.-Ing.; Pallapies, C.; Koch, U., Rechtsanwälte; Behrendt, A., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 44787 Bochum
DE-Anmeldedatum 25.10.1991
DE-Aktenzeichen 4135264
Offenlegungstag 29.04.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.09.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.09.1994
IPC-Hauptklasse C09F 9/00
IPC-Nebenklasse C09D 7/12  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines lösungsmittelfreien, feinverteilten Trockenstoffes in einen flüssigen Beschichtungsstoff, der ein oxidativ trocknendes Bindemittel enthält.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden und eine Wirksubstanz zu schaffen, die es ermöglicht, Trockenstoffe ohne Lösungsmittel und andere unerwünschte Begleitstoffe und dennoch voll wirksam in einen Beschichtungsstoff einzubringen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Trockenstoff vor dem Einbringen in den Beschichtungsstoff an als Träger dienende und in den Beschichtungsstoff einzubringende Feststoffpartikel angelagert wird und daß die so gebildete Wirksubstanz in die flüssigen Bestandteile des Beschichtungsstoffes eingemischt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von lösungsmittelfreien, feinverteilten, metallorganischen Trockenstoffen in einen flüssigen Beschichtungsstoff, der ein oxidativ trocknendes Bindemittel enthält.

In metallorganischen Trockenstoffen kommt der Metallkomponente die Aufgabe zu, die Trocknung des oxidativ trocknenden Bindemittels des Beschichtungsstoffes katalytisch zu beschleunigen. Der organische Anteil (Säurerest) bewirkt die Löslichkeit in dem organischen Lösungsmittel. Als wirksame Metallkomponenten kommen folgende Metalle zum Einsatz: Kobalt, Blei, Mangan, Eisen, Cer, Zirconium, Calcium, Barium, Zink und andere; der gebundene organische Anteil rührt aus der Umsetzung mit natürlichen synthetischen Carbonsäuren her (Metallseifen) Von herausragender Bedeutung sind heute Trockenstoffe, die aus 2-Ethylhexansäure und dem jeweiligen Metall bzw. Metallgemisch aufgebaut sind (Octoate). Die so beschriebenen Trockenstoffe sind bei Raumtemperatur von Natur aus fest. Sie sind in organischen Lösungsmitteln löslich. Die gelöste flüssige Form wird handelsüblich vertrieben und in dieser Form in die flüssigen Beschichtungsstoffe eingebracht. Trockenstofflösungen sind unter der Bezeichnung "Sikkative" bekannt. Je nach späterer Anwendung kommen Lösungsmittel mit unterschiedlicher chemischer Struktur und somit Polarität und Siedebereich zum Einsatz; in der Regel werden aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe bevorzugt. Die in Lösungsmitteln gelösten Sikkative werden Beschichtungsstoffen zugesetzt, die ebenfalls als Lösungsmittel organische Verbindungen (aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ester, Keton und andere) enthalten.

Nach dem Stande der Technik (DE PS 719 697; DE PS 735 912; "Taschenbuch für die Farben- und Lackindustrie" 13. Aufl. Seite 467 (1954) ist es auch bekannt, metallorganische Trockenstoffe in Form eines Pulvers in flüssige Beschichtungsstoffe einzumischen. Diese auch als "Sikkativpulver" bezeichneten Trockenstoffe wurden entweder in chemisch reiner Form verwendet oder mit gemahlenem Gips oder Schwerspat vermengt, um die Menge zu strecken und eine genauere Dosierung zu ermöglichen. Diese nach dem Stande der Technik bekannten Verfahren haben sich indessen nicht bewährt. So wird beispielsweise in dem oben zitierten Taschenbuch ausdrücklich vor der Verwendung von solchem Sikkativpulver gewarnt.

Die schlechte Eignung der sogenannten Sikkativpulver ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die Trockenstoffe sich nur sehr schwer fein aufmahlen lassen und dazu neigen, durch Verklumpung größere Aggregate zu bilden, die sich dann nur schlecht in den flüssigen Bestandteilen des Beschichtungsstoffes verteilen lassen.

Beschichtungsstoffe enthalten prinzipiell Bindemittel, Lösungsmittel und Hilfsmittel (Additive) und, soweit es sich nicht um Produkte handelt, die nach dem Auftragen und Auftrocknen einen durchscheinenden Beschichtungsfilm ergeben, auch Pigmente.

Aus der Vielzahl der Bindemittel sollen die hier gebräuchlichsten Harze und Öle Beachtung finden, die aufgrund ihres chemischen Aufbaus in der Lage sind, über ihre reaktionsfähigen Doppelbindungen durch Aufnahme von Luftsauerstoff Makromoleküle zu bilden. Durch diesen Vorgang trocknet der Beschichtungsstoff. Durch Zugabe von Trockenstoffen wird der Trocknungsvorgang beschleunigt. Typische Vertreter solcher Bindemittel sind pflanzliche Öle und Harze, die Fettsäuren mit Doppelbindungen (Öl-, Linol-, Linolen-, Ricinol-, Ricinen-, Eläostearinsäure u. a.) enthalten, so z. B. Lein-, Holz-, Soja-, Ricinusöl, sowie deren Modifikationen, ferner Alkydharze, Epoxidester und ölmodifizierte Polyurethane.

Um bestimmte Eigenschaften eines Beschichtungsstoffes zu beeinflussen, werden Hilfsmittel (Additive) zugegeben. Der Anteil kann bis zu 4 Gewichtsprozenten betragen. Hierzu zählen u. a. die oben diskutierten Trockenstoffe. Die Lösungsmittel sind im Beschichtungsstoff enthalten, um diesen überhaupt in einer flüssigen und somit verarbeitbaren Form zu haben. Sie bewirken keine chemische Umsetzung und gehen nach dem Applizieren durch Verdunstung wieder aus dem Beschichtungsfilm heraus. Neben den typischen organischen Lösungsmitteln (Aliphaten, Aromaten, Ester, Ketone, Alkohole) gewinnt in den letzten Jahren aus Umweltschutzgründen Wasser als Lösungs- und Verdünnungsmittel zunehmend in Beschichtungsstoffen an Bedeutung.

Bei diesen wäßrigen Beschichtungsstoffen können neben dem Lösungsmittel Wasser auch Anteile von organischen Lösungsmitteln, meistens in Form von Alkoholen, enthalten sein. Auch in solchen Beschichtungsstoffen werden Bindemittel eingesetzt, die oxidativ trocknende chemische Gruppierungen enthalten, wie z. B. wasserverdünnbare Alkydharze und entsprechend modifizierte Öle, und die somit ebenfalls Trockenstoffe zur Trocknungsbeschleunigung benötigen. Auch den wäßrigen Beschichtungsstoffen werden üblicherweise metallorganische Trockenstoffe in flüssiger Form zugesetzt. Diese handelsüblichen Produkte sind prinzipiell wie die Sikkative für Beschichtungsstoffe, die nur organische Lösungsmittel enthalten, aufgebaut; jedoch enthalten sie zusätzlich neben der Metallseife als Wirksubstanz und den organischen Lösungsmitteln (aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe) doch erhebliche Anteile an Emulgatoren und Glykole, um in wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffen überhaupt eine Verträglichkeit und somit eine gleichmäßige und wirksame Verteilung zu erreichen.

Die Verwendung von metallorganischen flüssigen Trockenstoffen hat sich in der Vergangenheit bei Beschichtungsstoffen, die organische Lösungsmittel enthalten, so gut bewährt, daß auch bei den wäßrigen Beschichtungsstoffen dieser Weg beschritten wurde, selbst um den Preis, daß durch den Einsatz dieser flüssigen Trockenstoffe dem Beschichtungsstoff neben den unerwünschten organischen Lösungsmitteln noch erhebliche Mengen an Emulgatoren zugesetzt werden, die bei den käuflichen Produkten als Firmen-"Know-how" in der Regel nicht preisgegeben werden und die Beschichtungsstoffeigenschaften unkontrolliert und häufig sogar negativ beeinflussen.

Aus Umweltschutzgründen ist bei Beschichtungsstoffen immer mehr der Zwang gegeben, die Verwendung von organischen Lösungsmitteln zu reduzieren oder ganz zu unterlassen, da die gesetzlichen Auflagen für solche lösungsmittelhaltigen Produkte sowohl für die Hersteller solcher Beschichtungsstoffe, als auch für den Verarbeiter immer größer und somit kostenintensiver wird.

So werden mit jeder Überarbeitung der dem Bundesemissionsschutzgesetz zugeordneten "technischen Anleitung Luft" die Emissionen an organischen Lösungsmitteln reduziert, so daß Hersteller und Verarbeiter entweder ihre Anlagen, in denen die lösungsmittelhaltigen Beschichtungsstoffe eingesetzt werden, durch emissionsmindernde Maßnahmen nachrüsten müssen, oder sie entscheiden sich für wäßrige, lösungsmittelarme, besser noch lösungsmittelfreie Beschichtungsstoffe. Auch hinsichtlich der Lagerung brennbarer Flüssigkeiten, wie sie als organische Lösungsmittel z.Zt. in Trockenstofflösungen enthalten sind, und den damit verbundenen Vorkehrungen hinsichtlich Gewässerschutz, Explosions- und Brandschutz, lassen sich Produkte, die organische Lösungsmittel enthalten, zukünftig nur noch unter aufwendigen Bedingungen handhaben. Daher gewinnen solche Beschichtungsstoffe an Bedeutung, bei denen von vornherein auf die Verwendung von organischen Lösungsmitteln verzichtet wird; dann entfallen nämlich die durch die organischen Lösungsmittel bedingten Probleme.

In den letzten Jahren laufen Entwicklungen, Beschichtungsstoffe lösungsmittelarm zu machen und die üblicherweise noch dominierenden organischen Lösungsmittel durch Wasser als ungefährliches Lösungsmittel zu ersetzen. So können mit niedrig molekularen Bindemitteln, die Doppelbindungen enthalten und somit einer oxidativen Trocknung zugänglich sind, z. B. pflanzlichen Ölen, Beschichtungsstoffe konzipiert werden, die von Haus aus nur noch einen geringen Lösungsmittelanteil zur Verarbeitung brauchen (High-Solid-Produkte); jedoch nach dem jetzigen Stand der Technik müssen diese Beschichtungsstoffe mit Trockenstofflösungen versetzt werden, wobei im Trockenstoff enthaltene Lösungsmittelanteile überflüssig und von der Art und den daraus resultierenden Eigenschaften sogar unerwünscht sind.

Das gleiche gilt für Beschichtungsstoffe mit wasserverdünnbaren Bindemitteln, wie z. B. wäßrigen Alkydharzen, wo die organischen Lösungsmittel möglichst eliminiert und durch Wasser ersetzt werden sollen; jedoch bringt die notwendige Verwendung der z.Zt. eingesetzten flüssigen Trockenstoffe unnötig organische Lösungsmittel und Emulgatoren in den Beschichtungsstoff.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wirksubstanz zu finden, die es ermöglichen, metallorganische Trockenstoffe ohne Lösungsmittel und andere unerwünschte Begleitstoffe und dennoch voll wirksam in einen Beschichtungsstoff einzubringen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Verfahren der eingangs genannten Art vor, daß die Trockenstoffe vor dem Einbringen in den Beschichtungsstoff an als Träger dienende und in den Beschichtungsstoff einzubringende Feststoffpartikel mit einer Primärteilchengröße von 0,002 bis 3000 µm angelagert werden und daß die so gebildete Wirksubstanz in die flüssigen Bestandteile des Beschichtungsstoffes eingemischt wird.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die in der Literatur diskutierten Schwierigkeiten, die bei der Verwendung von sogenannten Sikkativpulvern auftraten, dann vermieden werden, wenn die metallorganischen Trockenstoffe vor dem Einbringen in den Beschichtungsstoff an Feststoffpartikel angelagert werden und die so hergestellte Wirksubstanz in die flüssigen Bestandteile des Beschichtungsstoffes eingemischt wird. Als Träger für den Trockenstoff kommen in erster Linie Feststoffpartikel in Frage, die in dem Beschichtungsstoff als Feststoffbestandteile gebräuchlich sind, wie z. B. Füllstoffe, Pigmente oder dergleichen. Es können aber auch Feststoffpartikel als Träger verwendet werden, die sich nach dem Einmischen in den flüssigen Bestandteil des Beschichtungsstoffes auflösen. In beiden Fällen werden keine unerwünschten Substanzen in den Beschichtungsstoff eingeschleppt.

Die Wirksubstanz gemäß der Erfindung läßt sich wegen des Fehlens von flüchtigen, brennbaren organischen Lösungsmitteln gefahrlos lagern, transportieren und handhaben, da Gesetze und Verordnungen, denen bei den herkömmlichen flüssigen Trockenstoffen Beachtung geschenkt werden muß, wie z. B. das Bundesemissionsschutzgesetz, die Verordnung zur Lagerung von brennbaren Flüssigkeiten, das Wasserhaushaltsgesetz, die Gefahrengutverordnung, hier keine Anwendung finden.

Bei Zugrundelegung gleicher wirksamer Metallanteile ergaben flüssige metallorganische Trockenstoffe und erfindungsgemäß beschriebene Trockenstoffe in fester Form in Beschichtungsstoffen mit organischen Lösungsmitteln die gleichen Trockenzeiten. In wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffen sind die pulverförmigen Trockenstoffe gemäß der Erfindung, bei denen die metallorganische Verbindung an einer Trägerstoffoberfläche sitzt, im Vergleich zu flüssigen metallorganischen Trockenstoffen bei gleichem Metallgehalt je nach Lagerzeit der Trockenstoffe, der Art der eingesetzten Metalle, sowie den Lagerzeiten des Beschichtungsstoffes reaktiver oder zumindest gleich reaktiv hinsichtlich der trocknungsbeschleunigenden Wirkung. Bei dem vergleichenden Einsatz von flüssigen metallorganischen Trockenstoffen für wäßrige Systeme auf Kobaltbasis wurden bei Produkten verschiedener Hersteller bei gleichem Metallgehalt unterschiedliche Wirksamkeiten in wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffen festgestellt. Im Vergleich zu pulverförmigen Trockenstoffen gemäß der Erfindung war die Trockenzeit vergleichbar oder bis zu 15% schlechter. Wurden die Beschichtungsstoffe nach zwei Monaten noch einmal hinsichtlich ihrer Trockenzeit untersucht, so konnten unabhängig vom Hersteller der flüssigen Trockenstoffe bei gleichem Metallgehalt Trocknungsunterschiede bis zu 25% beobachtet werden. Es zeigte sich jedoch, daß bei Verwendung des erfindungsgemäß beschriebenen Trockenstoffpulvers die Trocknung unter gleichen Bedingungen schneller erfolgte, der Trockenstoff somit reaktiver war.

Ferner verlieren offensichtlich die flüssigen metallorganischen Trockenstoffe je nach Hersteller bei der Lagerung einen Teil ihrer Wirksamkeit. Die lange gelagerten flüssigen metallorganischen Trockenstoffe zeigten im Beschichtungsstoff unterschiedliche, aber tendenziell schlechtere Trocknungsergebnisse als frisch verwendete flüssige Trockenstoffe, eine Erscheinung, die bei Lagerung des Trockenstoffpulvers gemäß der Erfindung nicht beobachtet werden kann. Diese bei der Verwendung von kobalthaltigen flüssigen Trockenstoffen auftretenden Fakten wurden hinsichtlich der teilweise verlängerten Trockenzeit im Vergleich zu den Trockenstoffpulvern gemäß der Erfindung auch bei anderen flüssigen Trockenstoffen, z. B. auf Mangan-, Blei-, Zirconiumbasis, in wäßrigen Systemen festgestellt.

In wäßrigen Beschichtungsstoffen liegen die oxidativ trocknenden Bindemittel je nach chemischem Aufbau und Art der Herstellung in wasserlöslicher oder wasseremulgierter Form vor. Wenn sich beide Formen auch in der Art der Verteilung des Bindemittels im Wasser unterscheiden, so gilt auch für beide, daß der pH-Wert zwischen 7 und 10 liegt. Hervorgerufen wird dieser pH-Wert durch die Verwendung von Aminen und/oder Ammoniak. Werden diesen flüssigen Beschichtungsstoffen flüssige metallorganische Trockenstoffe zugesetzt, so beginnt die Hydrolyse der Metallseife; das Metallion oxidiert durch vorhandenen Sauerstoff und ergibt mit Aminen und/oder Ammoniak eine stabile Komplexverbindung, die die Fähigkeit, Sauerstoff zu übertragen und somit die Trocknung zu beschleunigen, verloren hat. Wenn es sich hierbei auch um eine langsam verlaufende Reaktion handelt, kann festgestellt werden, daß frisch hergestellte wäßrige Beschichtungsstoffe bestimmte Trocknungszeiten haben; nach einigen Wochen jedoch verlangsamt sich der Trocknungsvorgang stark, und nach einem noch längeren Zeitraum tritt je nach Trockenstofftyp, Art des Beschichtungsstoffes und Sauerstoffangebot keine Trocknung mehr ein. Diese Erscheinungen konnten bei allen marktüblichen flüssigen metallorganischen Trockenstoffen in unterschiedlicher Geschwindigkeit beobachtet werden. Beim Einsatz des erfindungsgemäß beschriebenen Trockenstoffpulvers zeigt sich demgegenüber eine wesentlich bessere Stabilität der Trockenstoffwirkung im Beschichtungsstoff. Offensichtlich unterliegen die an dem Trägerstoff angelagerten Metallseifen aufgrund des Herstellungsverfahrens und des umgebenden Mediums nicht so schnell den beschriebenen Vorgängen (Hydrolyse, Oxidation, Komplexbildung) zur Reduzierung der Trockenstoffwirkung bis hin zur Inaktivierung.

Die bei einigen metallorganischen flüssigen Trockenstoffen auftretende, unterschiedliche Wirksamkeit bei der Lagerung liegt vermutlich darin, daß sich im System Metallseife/Emulgator/Lösungsmittel und gegebenenfalls geringe Mengen Wasser schon hydrolytische Vorgänge abgespielt haben, die je nach Alter unterschiedlich fortgeschritten waren. Werden solche flüssigen metallorganischen Trockenstoffe wäßrigen Beschichtungsstoffen zugesetzt, so reagiert im alkalischen Medium, wie vorher beschrieben, das Metall mit dem immer in Anteilen vorhandenen Sauerstoff spontan zur höherwertigen Form, die komplexiert und dann die Fähigkeit der Sauerstoffübertragung verloren hat. Die Wirksamkeit solcher flüssigen metallorganischen Trockenstoffe hängt somit stark vom Alter vor Zugabe und vom Sauerstoffangebot im Beschichtungsstoff ab. Dieses Nachlassen der Trocknungswirkung hat das Trockenstoffpulver gemäß der Erfindung nicht.

Die überraschend gute Wirkung beim Verfahren gemäß der Erfindung ist unter anderem wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die an den Oberflächen der Feststoffpartikel angelagerten Trockenstoffe großflächig mit dem Bindemittel des Beschichtungsstoffes in Berührung kommen und infolgedessen einen intensiven Kontakt mit diesem haben, so daß es verhältnismäßig schnell zu den erwünschten Grenzflächenreaktionen Trockenstoff-Bindemittellösung kommt. Der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung eingebrachte Trockenstoff reagiert auf jeden Fall wesentlich schneller, als die in der Literatur als ungeeignet erwähnten Sikkativpulver und mindestens ebenso schnell, wie die herkömmlichen, in organischen Lösungsmitteln gelösten Trockenstoffe.

Für das Anlagern der Trockenstoffe an die als Träger dienenden Feststoffpartikel werden die Trockenstoffe zunächst in einem geeigneten organischen Lösungsmittel gelöst, in gelöster Form mit den als Träger dienenden Feststoffpartikeln vermischt und anschließend durch Verdampfen des Lösungsmittels an die als Träger dienende Feststoffpartikel angelagert. Dabei handelt es sich um eine in erster Linie physikalische Bindung des Trockenstoffes an den Feststoffpartikeln, so daß unerwünschte Reaktionen zwischen den metallorganischen Trockenstoffen und den Feststoffpartikeln ausbleiben.

Alternativ können die Trockenstoffe auch erhitzt und auf die als Träger dienenden Feststoffpartikel aufgedampft werden. Hierfür sind natürlich in erster Linie solche Trockenstoffe geeignet, die sich leicht verdampfen lassen und sich durch Kondensation an den Oberflächen der Feststoffpartikel anlagern lassen.

Für die beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Wirksubstanz kommen als Trägerstoffe in erster Linie anorganische Pigmente oder Füllstoffe auf der Basis von Silikaten, Sulfaten, Carbonaten, Oxiden und Phosphaten sowie in Elementform in Frage, wobei diese Trägerstoffe eine Teilchengröße zwischen 0,002 und 200 µm aufweisen.

Alternativ kommen als Trägerstoffe organische Pigmente und Additive (Hilfsmittel) in Frage, die eine Primärteilchengröße von bis zu 40 µm haben, wenn sie in dem Lösungsmittel des Beschichtungsstoffes unlöslich sind, sowie eine Primärteilchengröße von bis zu 3000 µm aufweisen können, wenn sie in dem Lösungsmittel des Beschichtungsstoffes löslich sind. Gegebenenfalls kann der Trägerstoff auch ein mit organischen Produkten modifiziertes anorganisches Pulver sein.

Die Metalle der als Trockenstoff in Frage kommenden metallorganischen Verbindungen sind vorzugsweise Kobalt, Blei, Mangan, Eisen, Zirconium, Calcium, Barium, Zink, Cer oder Lithium, wobei diese Metalle allein oder in beliebiger Kombination zur Verwendung kommen. Der am Metall gebundene organische Rest des metallorganischen Trockenstoffes ist vorzugsweise eine Carbonsäure aus der durch Umsetzung mit einem Metall eine Metallseife gebildet wird.

Im folgenden werden das Verfahren gemäß der Erfindung und für das Verfahren geeignete Wirksubstanzen anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiele für die Herstellung geeigneter Wirksubstanzen:

Beispiel 1 Trockenstoff 1

Der Trockenstoff 1 ist zusammengesetzt aus:

100 Teile Calciumcarbonat (Calcit-Typ)

7,94 Teile Kobaltoctoat, Metallanteil: 1,2 Teile

wobei dieser Trockenstoff 1 wie folgt hergestellt wird:

In einem mit Rührwerk und Destilliervorrichtung versehenen, geschlossenen Gefäß werden 100 Teile Calciumcarbonat mit 20 Teilen Kobaltoctoat-Lösung, Festkörper: 39,7 Gewichtsprozente, und 10 Teile Toluol als hochviskose Mischung 30 Minuten intensiv gerührt. Anschließend wird bei 90°C das enthaltene Lösungsmittel unter leichtem Rühren verdampft. Das zurückbleibende Agglomerat wird in einer Kugelmühle zerkleinert und anschließend gesiebt. Der zum Einsatz kommende Trockenstoff 1 hat eine Teilchengröße von ≤ 40 µm.

Beispiel 2 Trockenstoff 2

Der Trockenstoff 2 ist zusammengesetzt aus:

100 Teile Bentonit, nachbehandelt mit Aminen (Typ: Bentone)

22,85 Teile Bleioctoat, Metallanteil: 9 Teile

wobei dieser Trockenstoff 2 wie folgt hergestellt wird:

In einem mit Rückwerk und Destilliervorrichtung versehenen, geschlossenen Gefäß werden 100 Teile Bentonit mit 50 Teilen Bleioctoatlösung, Festkörper: 45,7 Gewichtsprozente, und 1000 Teilen Toluol als hochviskose Mischung 25 Minuten intensiv gerührt. Anschließend wird bei 90°C das enthaltene Lösungsmittel unter leichtem Rühren verdampft. Das zurückbleibende Agglomerat wird in einer Kugelmühle zerkleinert und anschließend gesiebt. Der zum Einsatz kommende Trockenstoff 2 hat eine Teilchengröße von ≤ 40 µm.

Beispiel 3 Trockenstoff 3

Der Trockenstoff 3 ist zusammengesetzt aus:

100 Teile Methylcellulose

81,1 Teile Kobaltoctoat, Metallanteil: 12 Teile

wobei dieser Trockenstoff 3 wie folgt hergestellt wird:

In einem mit Rührwerk und Destilliervorrichtung versehenen, geschlossenen Gefäß werden 100 Teile Methylcellulose mit 100 Teilen Kobaltoctoatlösung, Festkörper: 81,1 Gewichtsprozente und 20 Teilen Testbenzin (Flammpunkt: 21°C) als hochviskose Mischung 30 Minuten intensiv gerührt. Anschließend wird bei 90°C das enthaltene Lösemittel unter leichtem Rühren verdampft. Das zurückbleibende Agglomerat wird in einer Kugelmühle zerkleinert und anschließend gesiebt. Der zum Einsatz kommende Trockenstoff 3 hat eine Teilchengröße von ≤ 2000 µm.

Nachfolgend werden Vergleichsversuche mit Beschichtungsstoffen beschrieben, die

  • A) nach dem Verfahren gemäß der Erfindung mit einer Wirksubstanz nach der Erfindung versetzt sind und
  • B) mit einem vergleichbaren lösungsmittelhaltigen Sikkativ versetzt sind:

Vergleichsversuch 1 Beschichtungsstoff 1A 45 Teile Wasserverdünnbares Alkydharz mit 46% Sojaöl, Wasserverdünnbarkeit über aminneutralisierte Carboxylgruppen, Lösungsmittel: Wasser, ohne organische Lösungsmittel

10 Teile Titandioxid

1 Teil Phthalocyaninblau

0,3 Teile Antiabsetzmittel (nachbehandeltes Bentonit)

10,8 Teile Trockenstoff 1 (Beispiel 1)

10,7 Teile Wasser Beschichtungsstoff 1B 45 Teile Alkydharz (wie Beschichtungsstoff 1A)

10 Teile Titandioxid

1 Teil Phthalocyaninblau

0,3 Teile Antiabsetzmittel (nachbehandeltes Bentonit)

10 Teile Wasser

10 Teile Calcit

1,5 Teile Kobaltoctoatlösung für wäßrige Systeme, käuflich, Metallgehalt in Lösung: 8%, lösungsmittel- und emulgatorhaltig

Das Mischen der einzelnen Komponenten erfolgt wie üblich, durch Rühren mit geeigneten Rühraggregaten, z. B. Dissolver; anschließend wurde eine zusätzliche Dispergierung auf einer Rührwerkskugelmühle angeschlossen.

Die Metallgehalte der Trockenstoffe sind in den Beschichtungsstoffen 1A und 1B gleich. Folgende Trockenzeiten wurden nach DIN 53 150 ermittelt:

Vergleichsbeispiel 2 Beschichtungsstoff 2A 33 Teile Wasseremulgiertes Alkydharz mit 35% oxidativ trocknendem Öl, Verdünnungsmittel: Wasser, ohne organische Lösemittel

0,2 Teile Dimethyläthanolamin

15 Teile Titandioxid

3 Teile Chromoxid

4,1 Teile Trockenstoff 2 (Beispiel 2)

12,7 Teile Wasser Beschichtungsstoff 2B 33 Teile Alkydharz (wie Beschichtungsstoff 2A)

0,2 Teile Dimethyläthanolamin

15 Teile Titandioxid

3 Teile Chromoxid

3,3 Teile Bentonit, nachbehandelt

1,5 Teile Bleioctoatlösung für wäßrige Systeme, käuflich, Metallgehalt in Lösung: 20%, lösungsmittel- und emulgatorhaltig

12 Teile Wasser

Das Mischen der einzelnen Komponenten erfolgt, wie üblich, durch Rühren mit geeigneten Rühraggregaten, z. B. Dissolver; anschließend wurde eine zusätzliche Dispergierung auf einer Rührwerkskugelmühle angeschlossen.

Die Metallgehalte der Trockenstoffe sind in den Beschichtungsstoffen 2A und 2B gleich.

Folgende Trockenzeiten wurden nach DIN 53 150 ermittelt:

Vergleichsbeispiel 3 Beschichtungsstoff 3A 48 Teile Wasserverdünnbares Alkydharz mit 62% oxidativ trocknendem Öl, Wasserverdünnbarkeit über aminneutralisierte Carboxylgruppen, gelöst in Mischung Wasser/Butylglykol = 93/7

1,6 Teile Trockenstoff 3 (Beispiel 3)

30,61 Teile Wasser (darin wird Trockenstoff 3 verteilt) Beschichtungsstoff 3B 48 Teile Alkydharz (wie Beschichtungsstoff 3A)

1,33 Teile Kobaltoctoatlösung für wäßrige Systeme, käuflich, Metallgehalt in Lösung: 8%, lösungsmittel- und emulgatorhaltig

0,88 Teile Methylcellulose

30 Teile Wasser (darin wird Methylcellulose verteilt)

Das Mischen der einzelnen Komponenten erfolgt, wie üblich, durch Rühren mit geeigneten Rühraggragaten, z. B. Dissolver.

Die Metallgehalte der Trockenstoffe sind in den Beschichtungsstoffen 3A und 3B gleich.

Folgende Trockenzeiten wurden nach DIN 53 150 ermittelt:



Aus den oben wiedergegebenen Vergleichsversuchen ergibt sich, daß die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung eingebrachten Wirksubstanzen gemäß der Erfindung mindestens die gleichen, wenn nicht sogar bessere Effekte als die handelsüblichen Sikkative haben, ohne daß Lösungsmittel in das wäßrige Beschichtungsmittelsystem eingeschleppt wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Einbringen von lösungsmittelfreien, feinverteilten, metallorganischen Trockenstoffen, in einen flüssigen Beschichtungsstoff, der ein oxidativ trocknendes Bindemittel enthält dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenstoffe vor dem Einbringen in den Beschichtungsstoff an als Träger dienende und in den Beschichtungsstoff einzubringende Feststoffpartikel mit einer Primärteilchengröße von 0,002 bis 3000 µm angelagert werden und daß die so gebildete Wirksubstanz in die flüssigen Bestandteile des Beschichtungsstoffes eingemischt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenstoffe zunächst in einem geeigneten organischen Lösungsmittel gelöst werden, in gelöster Form mit den als Träger dienenden Feststoffpartikeln vermischt werden und anschließend durch Verdampfen des Lösungsmittels an die als Träger dienenden Feststoffpartikel angelagert werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenstoffe erhitzt und auf die als Träger dienenden Feststoffpartikel aufgedampft werden.
  4. 4. Wirksubstanz zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstoffe anorganische Pigmente oder Füllstoffe auf der Basis von Silikaten, Sulfaten, Carbonaten, Oxiden oder Phosphaten sind und diese Trägerstoffe eine Teilchengröße zwischen 0,002 µm und 200 µm aufweisen.
  5. 5. Wirksubstanz nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstoffe organische Pigmente und Additive (Hilfsmittel) sind und eine Primärteilchengröße von bis zu 40 µm haben, wenn sie in dem Lösungsmittel des Beschichtungsstoffes unlöslich sind, sowie eine Primärteilchengröße von bis zu 3000 µm aufweisen, wenn sie in dem Lösungsmittel des Beschichtungsstoffes löslich sind.
  6. 6. Wirksubstanz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff ein mit organischen Produkten modifiziertes anorganisches Pulver ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com