DE1519295A1

DE1519295A1 - Tonerdehaltige Dispersionsanstrichmittel

Info

Publication number: DE1519295A1
Application number: DE19651519295
Authority: DE
Inventors: Leon Aguadisch; Jacques Charrier; Claude Miguet
Original assignee: Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain
Current assignee: Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain
Priority date: 1964-06-15
Filing date: 1965-06-15
Publication date: 1970-09-17
Also published as: SE318046B; BE665390A; FR1407140A; ES313868A1; NL6507611A; US3386934A; GB1088923A

Description

Produiis Ohimiques PEOHIiTEI-SABiT-GOBAIiJ 16, avenue Matignon, Paris Se, Frankreich

betreffend

"Tonerdehaltig;e DisOersionsanstrichmittel ".

Je Erfindung bezieht sich auf tonerdehaltige Anstrichmittel. Im allgemeinen werden für Anstriche Pigmente wie Zinkoxyd, Lithopone, Titandioxyd und Zusätze wie Oalciumcarbonat und dergleichen verwendet. Diese Pigmente und Verschnittmittel verleihen den Anstrichmitteln die zur Verarbeitung und Anwendungerforderlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften.

Titandioxyd tefc ein ausgezeichnetes Deck- oder Trübung s vermöge η (opacifiant power), ,jedoch besitzen die erhaltenen Anstrichmittel nur eine mittelmässige Abriebfestigkeit, tfetterfestigkeit und Erosioasbeständlgkeit. In Anstrichen auf der Basis von Polymer-Dispersionen kann dieses Pigment nicht allein verwendet werden, sondern nur zusammen mit VerstUrkungsraitbeln. Ausserdem ist dienes Pigment sehr teuer.

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Kalkstein und ausgefälltes Oalciuaicarbonat haben in behandeltem als auch in nicht behandeltem Zustand nur ein geringes Deckverraögen. Die Beständigkeit gegen Abnutzung der erhaltenen Anstriche ist gut, jedoch ist die Wetterfestigkeit nur gering. Die Anstriche sind nur sehr schwach thixotrop.

Durch die Verwendung von Glimmer erhalten die Anstrichmittel zwar eine gute Wetterfestigkeit, ihre anderen Eigenschaften werden Jedoch praktisch nicht verbessert.

Die Nachteile von Kaolin, Talkum und .Bariumsulfat für diesen Verwendungszweck sind dem Fachmann bekannt.

Es ist das Ziel des erfindungsgemassen Verfahrens, die oben erwähnten Nachteile bei der Herstellung von Anstrichmitteln auf der Basis von Öl oder Kunststoffen zu überwanden, insbesondere für Anstriche auf der Basis von Polymer-Dispersionen, wie z.B. Polymeren und/oder öopolymeren von Vinylderivaten oder Butadien-Styrol-Oopolymeren und dergleichen.

Es wurde festgestellt, dass man Anstrichmittel von besonderer Wetterfestigkeit und Abriebfestigkeit sowie von ausgezeichneter Deckkraft erhält, wenn mau eine Tonerde-Mischphase anwendet, die weniger als 30$, vorzugsweise weniger als 20?έ <X-Tonerde enthält,

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mit einer spezifischen Oberfläche -gemessen durch Stickstoff-Adsorption- von 20 bis 250 m /g, einer Mikroporosität entsprechend einer Adsorption von 3 bis 30 cm^ Tetrachlorkohlenstoff je 100 g Tonerde und einer Korngrösse von unter 65 /U, vorzugsweise unter 20/U. Han erhält z.B. ausgezeichnete Ergebnisse bei Verwendung von Tonerde mit einer spezifischen Oberfläche von 30 bis 90 m /g und einer solchen Korn

verteilung, dass 75 bis 90^ kleiner als 10/U sind.

G-emäss der Erfindung stellt man die Kornverteilung der Tonerde nach der Art des herzustellenden Anstrichs in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche des aIuminiumoxyds ein. So wird man für Innenanstriche Tonerde grösserer Feinheit verwenden als für Aussenanstriche oder rutschfeste Anstriche. Andererseits darf bei einer sehr geringen Korngrösse der Tonerde zur Erreichung des Deckvermögens und der Beständigkeit gegen Abnutzung, die die erfindungsgeraässen Anstriche auszeichnen, die spezifische Oberfläche gering sein, Bei einer gröberen Kornfraktion muss zur Erreichung der oben aufgeführten guten Eigenschaften eine Tonerderaischphase mit einer grösseren spezifischen Oberfläche verwendet werden.

Gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung kann man gewisse Eigenschaften der Tonerde verbessern, indem man diese vorher einer Oberflächenbehandlung unterwirft: insbesondere, indem man die Tonerde mit einem die Affinität

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des Pigmentes beeinflussenden anorganischen oder organischen Stoff überzieht, so dass dadurch das Pigment oleophil oder hydrophil wird. So kann man die Tonerde gegebenenfalls an einen beliebigen Zeitpunkt ihrer Herstellung mit organischen Säuren überziehen, z.B. mit Stearinsäure, Ölsäure oder Jiaphtensäure. Ausserdem können im Hinblick auf die Affinität von Amid-, Amin- oder Hydroxylgruppen zu Aluminiumoxyd .Bindemittel verwendet werden, die solche Gruppen als zusätzliche Hilfsmittel enthalten.

Erfindungsgemäss kann die Tonerde allein verwendet werden, z.B. in Stuckmörtel; es/Lst jedoch vorteilhafter, sie zusammen mit Titandioxyd oder anderen Pigmenten zu verwenden. Im Hinblick auf das relativ hohe Deckvermögen der verendeten Tonerde können die Anstrichmittel mit verhältnismässig geringen Mengen Titandioxyd angesetzt werden.

Mit Hilfe der erflndungsgemäss definierten Tonerden erhält man Anstrichmittel, die zahlreiche Vorzüge haben und zwar: verbesserte Deckkraft, mechanische Eigenschaften und Beständigkeit gegen Abnutzung, Wetterfestigkeit und Weisse. Im Hinblick auf ihre Anwendung weisen die erhaltenen Anstriche ausgezeichnete thixotrope Eigenschaften auf und lassen sich sehr gut aufbürsten. Die aufgebrachten Anstriche sind härter als die üblichen, ausserdem sind sie glatt und gut überziehend.

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Wenn der niedrige Brechungsindex I'i3 ν Aluminiumoxyd als Zuschlagsstoff erscheinen lässt, so

nähert sein ausgezeichnetes Deckvermögen es sehr den Pigmenten. Bs ist also weit mehr als ein übliches· Verschnitt- oder Streckmittel.

Die Tonerde kann erfindungsgemäss zur Herstellung von Anstrichmitteln auf der Basis von öl und/oder synthetischen Produkten verwendet werden. Sie kann eingeschlossen werden in Anstrichmittel auf der Basis von Dispersionen von Polymeren, wie unter anderem Homopolymeren und/oder Oopolymeren von Derivaten wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acryläerivaten oder Styrol-Butadien-Mischpolymeren.

Mit der erfindungsgemäss definierten Tonerde kann man dauerhafte Anstriche erhalten; sie können angewandt werden, indem man die Dispersion ansetzt mit Volum-Konzentratioimdes Pigments (PVO), die grosser als üblich sind und die ungefähr der kritischen Volum-Konzentration des Pigments entsprechen; mit den auf diese Weise hergestellten Anstrichmitteln erhält man sehr gute Ergebnisse.

Ua die Eigenschaften der erfindungsgemäss mit Tonerde pigmentierten Anstrichmitteln zu bestimmen, wurden Ansätze* hergestellt mit 20 bis 70 Vol-# Pigment.

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Als Beispiel werden Ansätze von Anstrichstoffen mit bestimmten Bindemitteln angegeben. Für jedes verwendete Bindemittel wird die entsprechende Zusammensetzung des Anstrichmittels aufgeführt, und zwar einerseits mit gefälltem Galciumcarbonat und andererseits mit Tonerde für eine Konzentration von 40 bzw. oO Vol-,% Pigment für Innenanstriche bzw. Aussenanstriche; alle Ansätze sind eingestellt auf 55 Grew.-% Trockensubstanz.

Wie in der Industrie der Anstrichmittel üblich versteht man auch hier unter "Volumkonzentration des Pigments" die Anzahl Volumteile Pigment, die in 10ö Volumteilen des Gemisches Pigment + Trocken-Bindemittel enthalten sind.

In den Beispielen wurde Tonerde mit folgenden

Daten verwendet:

Röntgen-Analyse: Hauptmenge ist Tonerde-Mischphase mit 8 bis 10$ tf-Phase.
Spezifische Oberfläche 70 m²/g

Volumen der Mikroporen unter 0,1 /U 11,4 cm /100 g Durchschnittliche Kornverteilungϊ

20 - 65 /^u 0,25 %

10 - 2OyU 11_;5 %

Die spezifische Oberfläche wurde bestimmt durch Stickstoff-Adsorption nach dem von S. BRUMAÜER, i>. H. EMMET und E. TELLEH in Journal of the American Chemical Society 1938, Band 60, S. 309 u. f. beschriebenen Verfahren.

Das Volumen der Mikroporen wurde gemessen durch die Anzahl cm Tetrachlorkohlenstoff, die in 2 h bei 20 0 in einer gesättigten Atmosphäre von 100 g Tonerde adsorbiert wurden.

Beispiel 1

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nsätze mit einer Dispersion von Vinylacetat-Malelnsäureester-Oopolymeren,

PVO 40$ *	PVO 60% *
Anstrichmittel	Anstrichmittel
C0,Ga Al_eO_	00 Oa Al₂O,

xitandioxyd (Rutil) 22 19,5 15 12

ausgefällter Kalk

Korngrösse iOyu 14 - 28,5

'■Tonerde (entsprechend den

° obigen Angaben) - 18,5 - 34

te !aspersion mit 55% Trocken- ·

»substanz . . 37 33 22,5 18 **

» Hilfsmittel ~~ "^ ~' ~" *

Sewichtsverhältnis
Pigaent-Bindemittel Einzelne Hilfestoffe; Tripolyphosphat 10%

37	33
27	29
100,00	100,00
1,85	2,2
1,95	1,74
0,15	0,14
0,65	0,57
0,75	0,70

22,5	18
34	36
100,00	100,00
3,66	4,89
2,10	1,64
0,09	0,07
0,55	Ό, 42
0,92	0,70

Quecksilberhaltiges baktericides Mittel

äexylenglycol

iiatrium-öarboxymethylcellulose cn

Lösung) 19,50 17,70 19,90 23,88 -»

4.00 8,15 10,45 9,29 5g.

insgesamt 27,00 29.00 34,00 36,00 <D

- PYO = Volumkonzentration 4c Pigmente

Beispiel 2 AnsSt»* nit einer Dispersion von Vinylacetat-Aorylaster-Oopolymeran.

PVO 4Ol PVO 60g

Anstrichmittel Anstrichmittel

GO₃Ca ^A12°3 00,0a

	Titandioxyd (Rutil)	22	,00	19,	,5	15	,5	12	,00
	Ausgefällter 'Kalk Korngrösse 10yU	14	,93	—		28,		-	,89
	Tonerde (entsprechend den obigen Angaben)	_		18,	► 5	-	,5	34
O	Dispersion mit 55$ Trocken substanz	35	,95	31		21 ,		17	,64
O CD	Hilfsmittel	29	,14	31		35	,00	37	,07
OO CO		100	,63	1OO_:	,00	100	_t66	100	,44
OO	G-ewiehtsverhältnis Pigment-Bindemittel	1	,75	2	,2	3		4	,70
to -»α	Einzelne Hilfsstoffe:		,47				,12		,34
<*>	Tripolyphosphat 10$	1	,08	1	,75	2	,09	1	,81
	NH₄OH 2OS	0	0	,13	0	,56	0
	Quecksilberhaltiges baktericides Mittel	0	Ό	,58	0	,93	0
	Hexylenglycol	0	0	,70	0	,00	0
	Natrium-Garboiymethylcellulose ( 3$-ige Lösung)	19	21	,64	20	,30	27
	rfasser	6	6	,20	11	6

insgesamt 29,00 31,00 33,00 37,00 J3

3cispiel 3

ünsätze mit einer Dispersion von Vinylacetat-Homopolymeren.

PVC 40% PVO 60?o

Anstrichmittel Anstrichmittel

32	28,5
32	33,5
100,00	100,00
1,85	2,2
1,95	1,74
0,14	0,13
0,65	0,53
0,78	0,70
19,52	18,70
3,96	11,65

00,0a

Titandioxyd (Rutil) 22 19,5 15 12

Ausgefällter Kalk

Korngrö'sse iOyu 14 - 28,5

Tonerde (entsprechend

den obigen Angaben) ' 18,5 - 34

Dispersion mit 60% Trockensubstanz . 32 28,5 19,5 15,5

ο Hilfsmittel 32 33,5 37 38,5

co 100,00 100,00 100,00 100,00

^ Grewichtßverhältnis

oo Pigment-Bindemittel · 1,85 2,2 3,66 4,89

Il Einzelne Hilfestoffet

«° Tripolyphosphat 10,^ 1,95 1,74 2,12 1,64

ω ώώ,,ΟΗ 20g ' 0,14 0,13 0,07 0,05

Quecksilberhaltiges

bactericides Mittel 0,65 0,58 0,56 0,44

Hexylenglycöl · 0,78 0,70 0,95 0,70

Katrium-öarboacymethylcellulose

■ - ■ Lösung) 19,52 18,70 19,90 24,40

Nasser 3,96 11,65 13,40 11,27

insgesamt 32,00 33,50 37,00 38,50 or

mit einer Dispersion von Styrol»Butadien-Oopolymeren.

PVO 40% PYO

iltandioxyd (Rutil

ausgefällter Kalk
Korngrö'sse 1Q/U

Jonerde (entsprechend
denjobigen Angaben)

Dispersion mit 48$
Trockensubstanz

Hilfsmittel

Grewichtsverhältnis
Pigment-Bindemittel

Einzelne Hilfsstoffe:
Iripolyphosphat 10$ '
SE^OE. 20,3

Quecksilberhaltiges
baktericides Mittel

Hexylenglycol

liatrium-Oarbox-ymethyloellulose

{ ^l L)

CD — -,-,

y
{ 3^-lge Lösung)

passer

insgesamt

Anstrichmittel

0O₃Oa

22

14

40 24

1,96 0,16

0,65 0,78

100,00 100,00 1,85 2,2

19,56 16,28 0.89 7,06

24,00 26,50 Anstrichmittel

OO Ca 15 28,5

12

24,5 32	19,5 ^ 34,5
100,00	100,00
3,65	4,89
2,10 0,09	1,64 0,07
0,55 0,92	0,44 0,70
20,02 8,32	19,75 11,90

32,00

34,50

Bei den oben hergestellten Ansätzen wurde die Nass-Abriebfestigkeit mit Hilfe der "ReI"-Prüfvorrichtung bestimmt (bezogen bei HESEAROH EQUIPEMENT LTD.). Die Anstrichmittel wurden auf eine Holzfaserplatte mit einer scherzen Grundierung auf der Basis von Polyvinylacetat aufgebracht, ausser den Anstrichmitteln auf der Basis von Styrol-Butadien-Öopolymeren, die auf eine Grundierung auf der Basis von Styrol-Polymeren aufgebracht wurden. Auf dem Anstrich Hess man ein System von Nylonbürsten hin- und herreiben, das auf einem Antriebsschlitten angebracht war; das System wurde mit einera-Druck von 0,9 kg angewandt. Bs wird die Anazhl der Hin- und Herbewegungen aufgezeichnet, dl· ausgeführt werden mussten, bis eine Abnutzung zu beobachten war.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

laball·

009838/1973

Dispersion	Zusats	PVO 40 %	£VQ 60%
7iny la c etat -»	auegefällter Kalk	500 abgenutzt	100 abgenutzt
Sopolymer·«	Tonerde	2000 unbeschädigt	2000 unbeschädigt
Vinylaostat- Lcrylester-	ausgefällter Kklk	15OO beginnende Streifenbildung	1000 beginnende Abnutzung
^opolymerss	Tonerde	2000 unbeschädigt	1500 beginnende Abnutzung
Vinylacetat- iomopolyaersa	ausgefällter Kalk	2000 unbeschädigt	2000 unbeschädigt
Styrol- Butadien-	Tonerde	2000 unbeschädigt	2000 unbeschädigt
Jopolymeres	ausgefällter Kalk	1700 beginnende Abnutzung	1200 abgenutzt
Tonerde	2000 unbeschädigt	1200 abgenutzt

- 13 -

cd ro co cn

Bs können auch andere Tonerden verwendet werden, d.h. solche, die nicht ganz den Anforderungen gemäss der Erfindung entsprechen. In diesem Falle erhält man eine Verbesserung der Naß-Abriebfestigkeit, jedoch weisen diese Anstriche nicht ganz die oben aufgeführte Qualität auf.

Selbstverständlich können bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens Abänderungen vorgenommen werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentanspruch

1. Pigmenthaltige Dispersionsanstrichmittel auf der Basis von Öl oder Kunststoffen, insbesondere auf der Basis von Dispersionen von Polymeren und/oder Copolymeren von Vinylderivaten oder Butadien-Styrol-Oopolymeren, dadurch gekennzeichnet, dass als Pigment eine Tonerde-Mischphase mit weniger als 30j£ «(-Tonerde, einer spezifischen Oberfläche von 20 bis 250 m /g, einer Mikroporosität entsprechend einer Adsorption von 3 bis 30 cnr Tetrachlorkohlenstoff 3e 100 g Aluminiumoxyd und einer Korngrösse <65/U enthalten ist.

2. Dispersionsanstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an 0^-Aluminiumoxyd In der Tonerde weniger als 20$ beträgt.

3. 'Dispersionaanstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennz «lohnet, dass das Aluminiumoxyd eine Korngrösee <20 /a aufweist.

4. Diepersioneanetriohmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrösse des Aluminiumoxyds auf die spe-zifliohi Oberfläche abgestimmt 1st.

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5. Dispersionsanstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ eichnet, dass die verwendete grobe Kornfraktion der Tonerde eine grosse spezifische Oberfläche aufweist.

6. Dispersionsanstrichmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete feine Kornfraktion der Tonerde eine geringe spezifische Oberfläche aufweist.

7. Dispersionsanstrichmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerde mit einer oleophilen Substanz überzogen ist.

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