DE1592821B2 - Verfahren zur Verhütung von Anlaufen und Farbändefungen der Oberfläche von Bronze- und Aluminiumpulvern - Google Patents

Description

Temperatur auf 66⁰C zugemischt werden, und danach Bronzepulver in einer Menge von 1 bis 75 Gewichtsteilen unter fortlaufender Vermischung zugeführt werden, wobei anschließend 1 bis 50 Gewichtsteile Wasser und 0,1 bis 25 Gewichtsteile Lithiumsulfat unter gleichzeitigem Erhitzen auf 74° C zugemischt werden und nach Abkühlen auf Zimmertemperatur das Wasser vom Bronzepulver abgetrennt sowie das Bronzepulver auf einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 0,3% getrocknet wird.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, Bronze- und Aluminiumpigmente herzustellen, die anlaufbeständig und großtechnisch verwendbar sind, wenn sie als Metallpigmente in der Witterung ausgesetzten Farben und als Druckpigmente eingesetzt werden, wenn die Drucksache (der bedruckte Körper) häufig mit Händen angefaßt wird und anschließend durch Berührung mit Schweiß trübe oder blind wird oder wenn sie mit Trübungen oder Blindwerden verursachende Chemikalien in der Luft oder mit Substraten mit solchen negativen Wirkungen in Berührung kommen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man insbesondere Bronze- und Aluminiumpulveroberflächen, die sich für die Aufbringung weiterer Überzüge besonders gut eignen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Lösung verwendet, die neben dem löslichen Acetat und dem löslichen Silikat das Natriumoder Kaliumsalz einer anorganischen oder organischen Säure enthält. Besonders geeignet ist eine Natriumsilikatlösung mit einem Verhältnis von

1% Na₂O: 2,40% SiO₂,

die Salze schwacher Säuren, wie z. B. von Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure, Oxalsäure, Apfelsäure u. dgl., enthalten kann.

Um die Benetzung des Bronze- und Aluminiumpulvers zu erleichtern und zu verbessern, kann eine geringe Menge eines Netzmittels verwendet werden, beispielsweise ein handelsüblicher Alkylarylpolyätheralkohol.

Nach ausreichendem Mischen und unter dem Einfluß von Wärme ist bei bestimmten Pulvern in der Regel der Zusatz einer geringen Menge eines wasserlöslichen Lithiumsalzes, wie z. B. Lithiumsulfat, erforderlich. Die dabei erhaltene Mischung wird getrocknet, gesiebt und in manchen Fällen poliert, wie dies bei der technischen Bronzepulverherstellung üblich ist. Ein weiterer kleiner Zusatz, bestehend aus Stearinsäure, einem Epoxyd oder, je nach dem Verwendungszweck, einer anderen geeigneten Chemikalie, wird mit dem Poliermittel zugegeben.

Die erfindungsgemäß bevorzugt verwendete Behandlungslösung besteht aus 10 bis 90 Gewichtsteilen Wasser, 2 bis 25 Gewichtsteilen Natrium- oder Kaliumacetat, 0,5 bis 2,0 Teilen eines Netzmittels (z. B. eines Alkylarylpolyätheralkohols), und 0,1 bis 50,0 Teilen löslichem Silikat. Hierzu werden 1 bis 75 Teile Bronzepulver zugesetzt. Die Mischung wird zur Erzielung besserer Ergebnisse 5 bis 60 Minuten bis auf etwa 74° C erhitzt, und dann wird bei bestimmten Bronzepulvern kurz vor Beendigung des Mischvorgangs ein wasserlösliches Lithiumsalz (z. B. Lithiumsulfat) zugesetzt.

Das Endprodukt wird gekühlt, getrocknet und gesiebt. Ein niedermolekulares, wasserlösliches, organisches, aliphatisches Lösungsmittel, wie Essigsäureäthylester, Aceton, Methyläthylketon oder Propylalkohol, kann in beliebiger Menge zwischen 10 und 40 Teilen während oder vor dem Absetzen zugegeben werden. Das fertig sedimentierte Produkt wird getrocknet und gesiebt.

Es ist günstig, das lösliche Silikat mit verdünntem Natrium- oder Kaliumacetat zu mischen, bevor mit dem Bronzepulver gemischt wird, welches eine Teilchengröße von 0,015 bis 0,147 mm oder sogar bis hinauf zu 0,083 mm aufweisen kann,
ίο Die Erfindung wird durch die folgenden speziellen Beispiele erläutert.

B ei s ρ i e 1 1

Ein metallisches Bronzepulver mit einem Feinheitsgrad zwischen 0,147 und 0,074 mm, das aus Kupfer und Zink besteht, wird in ein Behandlungsbad der nachstehenden Zusammensetzung eingerührt:

Zusammensetzung ao	Bereich (Teile)	Vorzugsweise (Teile)
Wasser Natriumacetat ....... Lösliches Silikat a5 Bronzepulver	10 bis 90 2 bis 25 0,1 bis 50 1 bis 75	53,0 10,0 2,0 35,0

Die Bestandteile werden in der angegebenen Reihenfolge zugegeben. Das Bronzepulver wird bei höherer Temperatur zugesetzt, vorzugsweise bei 88⁰C. Nach 15- bis 30mi,nutigem Erhitzen wird die Mischung auf ungefähr 43° C abgekühlt. Überschüssiges Wasser wird abgezogen, und die Aufschlämmung wird getrocknet.
Die bevorzugt verwendete Natriumsilikatlösung enthält Na₂O und SiO₂ in prozentualen Verhältnissen zwischen 1:1,60 und 1: 3,75. Kaliumsilikatlösungen, die K₂O und SiO₂ im prozentualen Verhältnis von 1: 2,1 bis 1: 2,5 enthalten, können ebenfalls verwendet werden.

Metallische Teilchen, die aus Bronze oder Aluminium bestehen, entwickeln, wenn sie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, eine bessere Wärmebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Lichtechtheit, was die Verwendung dieser Metallpulver auf Gebieten und für Verwendungen möglich macht, bei denen Blind- oder Trübwerden und Oxydation sowie schlechte Wärmebeständigkeit und schlechte Lichtechtheit zu erwarten sind. Wenn beispielsweise gewöhnliche Bronzepulver Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylidenchlorid und anderen Kunststoffen einverleibt werden, die ein Trübwerden oder eine Oberflächenkorrosion infolge von Reaktionen mit diesen Harzen der Verarbeitungswärme oder freier aktiver Monomerer oder aktiver Chemikalien, die gebildet oder freigesetzt werden, verursachen können, so hat dies ein Nachdunkeln oder eine Farbänderung des Metallpulvers und anschließend einen Glanzverlust zur Folge. Auch ohne diese Zersetzung ist die Lichtechtheit ziemlich schlecht. Durch Überziehen mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden diese Reaktionsschwierigkeiten stark vermindert oder beseitigt.

Das Verfahren der Erfindung führt zu einem Metall, welches einen Siliciumdioxydüberzug aufweist, der manchmal einfach als Glas bezeichnet werden kann. Es wird angenommen, daß die Gegenwart von Acetat infolge dessen guter Filmbildungseigenschaften nützlich ist und eine bessere Überzugsbildung auf dem

behandelten Material ergibt. Auch wird angenommen, daß das Vorhandensein der Acetate eine Grundierung der Metalloberfläche liefert und eine bessere Bindung durch teilweise Reaktion mit dem Silikat schafft. Ob diese Bindung physikalisch oder chemisch ist, ist nicht genau bekannt. Die Überzugsbildung auf dem Metall scheint im Moment des Abkühlens nach dem Zusatz aller Bestandteile in die Zusammensetzung zu erfolgen, wenn die Silikate aus der Lösung auszufallen und sich auf dem Metall abzuscheiden beginnen. Die Gegenwart von Acetaten in der Zusammensetzung unterstützt auch die Wasserbeständigkeit des fertig überzogenen Metalls.

B ei sρ i e 1 2

70 Teile der im Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung werden mit 30 Teilen eines schneller als Wasser verdampfenden Lösungsmittels, wie Aceton, verdünnt. Überschüssiges Wasser und Lösungsmittel in der ao Mischung werden abgezogen, und die Aufschlämmung wird getrocknet.

Hierdurch werden die Trocknung stark erleichtert und der Glanz des Metallpulvers verbessert.

Beispiel 3

Für schwierigere Pulver wurde das folgende Verfahren angewendet: Es wurde gefunden, daß dann, wenn der Kupfergehalt über einen bestimmten Punkt anstieg, eine andere und umständlichere Behandlung erforderlich war, als sie im Beispiel 1 und 2 angegeben ist. Dieses Verfahren ist dann wie folgt:

Zusammensetzung

Wasser

Natriumacetat
Alkylarylpolyätheralkohol

Bereich
(Teile)

10 bis 90
2 bis 25

0,5 bis 2,0

Vorzugsweise (Teile)

40,0
8,0

1,0

Während des Mischens wird die Temperatur auf 60° C gebracht. Dann werden 5,4 Teile lösliches Natriumsilikat und 5,4 Teile Wasser zugesetzt, wobei diese beiden Bestandteile vorgemischt sind. Der Bereich dieser Bestandteile kann jeweils zwischen 0,1 und 50 Teilen liegen. Dann wird die Temperatur unter Mischen auf 66° C gebracht. Nun werden 27,0 Teile Metallpulver (Bereich 1 bis 75 Teile) zugesetzt. Das Mischen wird fortgesetzt, bis das Pulver gründlich benetzt ist, dann werden 12,0 Teile Wasser (Bereich 1 bis 50 Teile) und 2,1 Teile Lithiumsulfat (Bereich 0,1 bis 25 Teile) zugesetzt. Das Erhitzen und Mischen wird bis 74° C fortgesetzt, dann wird auf Zimmertemperatur abgekühlt. Überschüssiges Wasser wird im Vakuum oder durch ein Walzenquetschverfahren entfernt, dann wird unter Erhitzung weiter getrocknet bis auf mindestens 0,3% Feuchtigkeitsgehalt. Nach dem Trocknen erfolgte manchmal eine Polierbehandlung, die im Zusetzen von (gewöhnlich weniger als 1 %) Stearinsäure, einem Epoxyd oder einem geeigneten Mittel, je nach der beabsichtigten Verwendung, besteht.

Gemäß Beispiel 3 wird ein ausgezeichnet behandeltes Pulver auch bei wenig kupferhaltigen Pulvern erhalten auf Kosten einer geringfügigen Verschlechterung des Glanzes.

Beispiel 4

Der in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Zusammensetzung wird eine kleine Menge eines Netzmittels zugesetzt. Die bevorzugte Menge beträgt 0,1 %, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und ein Bereich von 0,001 bis 3 %, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, kann verwendet werden. Dieser Zusatz liefert gleichmäßigere und zusammenhängendere Überzüge auf den Bronze- und Aluminiumpulvern.

Beispiel 5

Es wird die gleiche Zusammensetzung wie im Beispiel 3 verwendet, mit folgenden Änderungen:

1. Es wird nicht erhitzt.

2. Da nicht erhitzt wird, ist das Benetzen des Metallpulvers schwieriger, und die Verwendung reichlicherer Netzmittelmengen ist erforderlich. Mengen bis hinauf zu 0,5% Alkylarylpolyätheralkohol, die bei sehr feinen Metallpulvern noch größer sein können, können erforderlich sein.

3. Ein Erhitzen ist nur bei der Trocknung erforderlich. Hierbei ist ein Temperaturbereich von 100 bis 232° C angezeigt. Die optimale Temperatur liegt zwischen etwa 150 und 177° C.

4. Bei Anwendung des hitzelosen Verfahrens (abgesehen von der im Trocknungsverfahren erforderlichen Erwärmung) werden den Metallen mit höherem Kupfergehalt, insbesondere denjenigen mit kleinerer Teilchengröße, nicht die gleichen guten Wärme- und Chemikalienfestigkeitseigen schäften verliehen wie bei der im Beispiele 3 beschriebenen Behandlung.

Dieses Beispiel erläutert die Notwendigkeit des Erhitzens des wäßrigen Bades gemäß der beanspruchten Verfahrensweise, um die erstrebte vorteilhafte Wirkung voll zu erreichen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Metallpulver wurden in einem Lichtechtheitsprüfer untersucht und zeigten nach 300 oder mehr Stunden keine Farbänderung, während das unbehandelte Produkt eine drastische Änderung nach 20 bis 30 Stunden zeigte.

Bei Einwirkung von Chlor oder Natriumchlorit oder anderen Bleichlösungen und verdünnter Natronlauge tritt keine starke Veränderung ein. Auch bei Einwirken von konzentrierter Salzsäure und gasförmigem Schwefelwasserstoff sowie von verdünnten NaOH-Lösungen ist die Zusammensetzung sehr stabil.

Das erfindungsgemäße Überzugsverfahren kann für der Witterung ausgesetzte Metallmöbel und Gegenstände aus Aluminium oder Bronze für Metalldächer, Metallboote, Fahrzeuge und Automobile u. dgl. verwendet werden.

Die Verwendung eines Netzmittels ergibt einen gleichmäßigeren Überzug rund um die einzelnen Teilchen und daher ein gleichmäßigeres und beständigeres Produkt. Auf Kosten der Gleichmäßigkeit kann es jedoch weggelassen werden.

Der Überzug scheint sich in dem Moment zu bilden, wo die Lösung nach dem Erhitzen auf höhere Temperaturen abgekühlt wird. Wenn der Kupfergehalt im Bronzepulver bis auf 100% reines Kupfer zunimmt, ist die Verwendung eines Lithiumsalzes, wie Lithium-

7 8

sulfat, erforderlich, wie im Beispiel 3 gezeigt wurde. aufzubringen, die anscheinend einen Schichten-Über-

Es wird angenommen, daß zwischen dem Kupfer und zug ergeben.

dem Lithiumsalz eine Reaktion eintritt. Ob diese Auch können weitere Überzüge mit allen dem Fach-Reaktion chemisch oder physikalisch ist, ist un- mann bekannten Mitteln aufgebracht werden, die den bekannt. 5 Metallüberzügen größeren Glanz sowie bessere che-

Die Acetate liefern eine bessere Wasserbeständigkeit. mische Beständigkeit und andere erwünschte Eigen-

Nach der Aufbringung des erfindungsgemäßen Über- schäften verleihen.

zugs ist es auch möglich, weitere Überzüge mit ver- Das erfindungsgemäße Verfahren scheint auch eine schiedenen Arten von Fettsäuren oder Talg, beispiels- Oberfläche zu liefern, die sich für zusätzliche Überweise mit Stearinsäure, Palmitinsäure und ölsäure, io züge, wie oben beschrieben, besonders eignet.

Claims (3)

1 2 eignet sich jedoch nicht für die Herstellung von ÜberPatentansprüche: zügen, bei denen der Glanz und die Farbe von Metallpulver erhalten bleiben soll. Nach den Angaben in der

1. Verfahren zur Verhütung von Anlaufen und USA.-Patentschrift 2 234 164 wird eine stabilisierte Farbänderungen der Oberfläche von Bronze- und 5 Metallpigmentpaste dadurch erhalten, daß man eine Aluminiumpulvern, dadurch geke η η ze ich- Fettsäure zusammen mit einem Kohlenwasserstoffnet, daß die Pulver in einem wäßrigen Bad, wel- verdünnungsmittel und einer organischen Verbindung ches ein lösliches Acetat und ein lösliches Silikat zur Stabilisierung der Paste verwendet. Aus der franenthält, erhitzt, dann daraus entfernt und getrock- zösischen Patentschrift 1 292 452 ist ein Verfahren zum net werden. io Beschichten von Metalloxyden, wie ZnO oder Blei-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- weiß, mit einem Silikat oder einem Monoalkylsilikonat zeichnet, daß 1 bis 75 Teile Metallpulver in ein Bad durch Erhitzen einer wäßrigen Suspension des Oxyds aus 10 bis 90 Teilen Wasser, 2 bis 25 Gewichts- mit Natriumsilikat oder dem Silikonat bekannt. Die teilen Natriumacetat und 0,1 bis 50 Gewichtsteilen österreichische Patentschrift 123 822 beschreibt ein Natriumsilikat gebracht werden. 15 Verfahren zur Herstellung sich nicht absetzender

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Pigmente durch Bildung eines Erdalkali- oder Schwerzeichnet, daß 10 bis 90 Gewichtsteile Wasser, 2 bis metallniederschlages oder durch Ausfällung von 25 Gewichtsteile Natriumacetat und V2 bis 2 Ge- Kieselsäure aus Wasserglas mit einer anorganischen wichtsteile eines Netzmittels vermischt und gleich- oder organischen Säure aus einem sauren Salz davon, zeitig auf 60° C erhitzt werden, darauf 12 bis 20 Aus der deutschen Patentschrift 832 466 ist eine in Was-100 Gewichtsteile einer 50: 50-Mischung von Na- ser emulgierbare, ein Metallpigment enthaltende Paste triumsilikat und Wasser unter gleichzeitiger Er- von hoher Haltbarkeit bei Lagerung unter Lufthöhung der Temperatur auf 66⁰C zugemischt abschluß beschrieben, die aus Metallschüppchen, werden und danach Bronzepulver in einer Menge einem flüchtigen Kohlenwasserstoff und mindestens von 1 bis 75 Gewichtsteilen unter fortlaufender 25 einer Fettsäure in Mischung mit Casein, Tallöl und Vermischung zugefügt werden, wobei anschließend einer wasserlöslichen Seife bildenden, alkalisch reagie-1 bis 50 Gewichtsteile Wasser und 0,1 bis 25 Ge- renden Verbindung oder einem Amin besteht. Diese wichtsteile Lithiumsulfat unter gleichzeitigem Er- Paste kann bis zu 0,5 % eines wasserlöslichen Silikats hitzen auf 74° C zugemischt werden und nach Ab- als Schutzmittel gegen Gasentwicklung enthalten,
kühlung auf Zimmertemperatur das Wasser vom 30 Alle vorstehend genannten Materialien eignen sich Bronzepulver abgetrennt sowie das Bronzepulver jedoch nur zur Erzeugung von Überzügen, die nur bei auf einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens Lagerung unter Luftabschluß haltbar sind.

0,3 % getrocknet wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Ver

fahren zur Verhütung des Anlaufens und der Ent-35 stehung von Farbänderungen der Oberfläche von

Bronze- und Aluminiumpulvern anzugeben, bei dem

die Glanz- und Farbeigenschaften der Bronze- und Aluminiumpulver nicht beeinträchtigt werden, die

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhütung insbesondere gegen das Anlaufen bzw. gegen Eintrüvon Anlaufen und Farbänderungen der Oberfläche 40 bung oder Mattwerden beständig sind. Ziel der Erfinvon Bronze- und Aluminiumpulvern, bei dem die dung ist es insbesondere, Metallpigmente herzustellen, Färb- und Glanzeigenschaften dieser Pulver nicht be- die großtechnisch verwendbar und anlaufbeständig einträchtigt werden. sind, ohne daß das fertige Produkt mit einem Schutz-

Bei Metallpigmenten, insbesondere Bronze- und überzug versehen werden muß.

Aluminiumpulvern, tritt das Problem auf, daß diese 45 Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch Pulver dann, wenn sie als Pigmente für der Witterung gelöst werden kann, daß man das Bronze- oder Aluausgesetzte Farben und als Druckpigmente für der miniumpulver in ein wäßriges Bad eintaucht, das lös-Witterung ausgesetzte Drucksachen verwendet werden liches Acetat und lösliches Silikat enthält, es darin er- oder mit Schweiß oder bestimmten Chemikalien in hitzt, anschließend daraus entfernt und trocknet.
Berührung kommen, matt und trübe werden. Deshalb 50 Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur konnten solche Pulver bisher nur unter solchen Bedin- Verhütung von Anlaufen und Farbänderungen der gungen eingesetzt werden, bei denen keine Mattierung Oberfläche von Bronze- und Aluminiumpulvern, das oder Trübung auftrat. dadurch gekennzeichnet ist, daß die Pulver in einem

Wenn derartige Pigmente in geformten, extrudierten wäßrigen Bad, welches ein lösliches Acetat oder ein oder kalandrierten Kunststoffen eingesetzt werden, 55 lösliches Silikat enthält, erhitzt, dann daraus entfernt führt die dafür erforderliche Hochtemperaturbehand- und getrocknet werden.

lung, beispielsweise von Polyäthylen, Polystyrolen und Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin-

Polycarbonaten, dazu, daß beispielsweise Bronze- dung werden 1 bis 75 Teile Metallpulver in ein Bad pulver trübe wird und sich in unerwünschter Weise aus 10 bis 90 Teilen Wasser, 2 bis 25 Gewichtsteilen grün verfärbt. Einige Harze, wie z. B. Vinyl- und Vi- 60 Natriumacetat und 0,1 bis 50 Gewichtsteilen Natriumnylidenpolymerisate und -mischpolymerisate, reagieren silikat eingeführt.

schon bei niedrigen Temperaturen mit Bronzepulvern, Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung

wobei diese matt werden. der Erfindung werden 10 bis 90 Gewichtsteile Wasser,

Aus der USA.-Patentschrift 2 913 419 ist ein Ver- 2 bis 25 Gewichtsteile Natriumacetat und 0,5 bis 2 Gefahren zur Herstellung eines dicken starren Überzugs 65 wichtsteile eines Netzmittels miteinander vermischt aus amorpher Kieselsäure, die chemisch gebunden und gleichzeitig auf 6O⁰C erhitzt, worauf 12 bis mehrwertige Metallatome enthält, auf einem fein- 100 Gewichtsteile einer 50: 50-Mischung von Natriumteiligen Kernmaterial beschrieben. Dieses Verfahren silikat und Wasser unter gleichzeitiger Erhöhung der