DE2247695B2

DE2247695B2 - Verfahren zur Herstellung von pulvrigen Beschichtungsmaterialien

Info

Publication number: DE2247695B2
Application number: DE2247695A
Authority: DE
Inventors: James William Detroit Garner; Ivan Hsieh-An Pontiac Tsou
Original assignee: Grow Group Inc
Current assignee: Grow Group Inc
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1981-02-26
Also published as: AR193540A1; CA979605A; FI59608C; GB1400861A; ES406232A1; BR7206756D0; JPS4852851A; AU4373272A; FI59608B; FR2156587A1; FR2156587B1; DE2247695A1; SE390973B; BE788826A; US3737401A; AU474188B2; NL7213381A; IT965286B; ZA725705B; PH9874A

Description

30

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von pulvrigen Beschichtungsmaterialien.

Die Verwendung von pulvrigen Beschichtungsmaterialien, beispielsweise von Fulverfarben (»Pulverlakken«), hat in den letzten Jahren immer mehr zugenommen. Obgleich die Verwendung von Beschichtungsmitteln in Pulverform viele Vorteile gegenüber flüssigen Beschichtungsmaterialien hat, ergeben sich Nachteile durch die derzeitigen Herstellungsverfahren für Beschichtungen in Pulverform, insbesondere für Pulverfarben.

Gegenwärtig werden pulvrige Beschichtungsmaterialien durch Verfahren hergestellt, die ein mechanisches Zerkleinern einschließen, nämlich das Mahlen von Stücken fester Farbe oder der Komponenten fester Farbe. Die Beschaffung der für das Mahlen erforderlichen Ausrüstung erfordert einen großen materiellen Aufwand, der sich noch dadurch vergrößert, daß die übliche Ausrüstung für die konventionelle Herstellung von Farben oftmals für diesen Zweck nicht geeignet ist. Zweitens erlaubt die mechanische Zerkleinerung keine genaue Kontrolle über die Korngröße und die Verteilung der Korngrößen der Pulverfarbe. Drittens werden durch Mahlen keine glatten gerundeten Partikel, sondern vielmehr scharfkantige und unregelmäßige Partikel erzeugt. Diese unregelmäßig geformten Partikel setzen die Wirksamkeit des Verfahrens bei der Verwendung des elektrostatischen Sprühens herab, weil höhere Spannungen notwendig werden, die eine größere Gefahr des Auftretens elektrischer Lichtbogen nach sich ziehen. Bei der Verwendung von Pulverfarben hängen die Eigenschaften der erzeugten Beschichtung oft sehr von den physikalischen Eigenschaften des Pulvers, wie z. B. Größe und Form der Partikel, Homogenität der Mischung und Gleichförmigkeit der Korngröße ab.

Aus der DE-OS 20 08 711 ist ein Verfahren zur Herstellung von pigmentiertem Kunstharzpulver bekannt, bei dem man eine Kunstharzlösung in Wasser einbringt und dabei durch Löslichkeitserniedrigung das Pulver ausscheidet

Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Pulver stark zum Verkleben neigen, deswegen zusammenbacken und an den Wandungen des Reaktionsgefäßes haften.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Pulverfarben aus den verschiedensten Materialien, wie sie auch für die Herstellung der üblichen flüssigen Farben verwendet werden, das die obengenannten Nachteile nicht aufweist und wobei die hergestellten Pulverfarben die gewünschten physikalischen Eigenschaften bezüglich Kornform und -größe sowie Homogenität der Mischung und Farbenkonstanz aufweisen sollen. Ferner soll zur Durchführung dieses Verfahrens die übliche Ausrüstung für die Herstellung von flüssigen Farben, gegebenenfalls mit nur geringen Änderungen oder Ergänzungen durchführbar sein.

Erfindungsgemäß wird dies auf die in den Ansprüchen dargestellte Art und Weise erreicht

Nach der beovrzugten Durchführungsform des Verfahrens wird der flüssigen Farbe eine um etwas geringere als die Koagulation auslösende Menge der Koaguiationsflüssigkeit zugegeben und die Mischung dann mit einer weiteren Menge der Koagulationsflüssigkeit bis zur erfolgten Koagulation des größten Teils des Farbkörpers vermischt.

Im Gogensatz zu den bisherigen bekannten Verfahren zur Herstellung von Pulverfarben, bei denen ein fester Farbkuchen oder feste Farbkomponenten zur Erzeugung eines Pulvers gemahlen wurden, geht man erfindungsgemäß von einer konventionellen flüssigen Farbe aus, aus der das Farbpulver durch Koagulation oder Ausfällung des Farbkörpers gewonnen wird. Zur Durchführung des Verfahrens wird die Lösungsmittelfraktion der Farbe so gewählt, daß sie mit einer Koagulationsflüssigkeit, die kein Lösungsmittel für den Farbkörper ist, mischbar ist. Zur Regelung der Korngröße des auszufällenden Pulvers ist die Geschwindigkeit, mit der die flüssige Farbe und die Koagulationsflüssigkeit miteinander vermischt werden, sowie die Vollständigkeit des Vermischungsgrades der beiden Flüssigkeiten von großer Bedeutung. Es wurde gefunden, daß die Korngröße der erzeugten Partikel umgekehrt proportional zu der Geschwindigkeit ist, mit der das Lösungsmittel der Farbe verdünnt wird und daß die Korngrößenverteilung direkt abhängig ist von der Vollständigkeit der Vermischung. Je langsamer nämlich die Farbe im Zeitraum vom Beginn oder kurz vor Beginn der Koagulation oder Ausfällung verdünnt wird, um so größer sind die erzeugten Partikel der Pulverfarbe, und je weniger vollständig die Vermischung der Koagulationsflüssigkeit und der flüssigen Farbe ist, um so weiter ist die Korngrößenverteilung im hergestellten Pulver.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Verfahrensschema mit möglichen zusätzlichen Verfahrensschritten,

F i g. 2 und 3 typische Farbsystemdiagramme mit Flüssigkeiten a und b zur Ermittlung des Prozentsatzes des zuzufügenden Lösungsmittels,

Fig.4 die Korngrößenverteilung für Farbpulver gemäß der in F i g. 2 markierten Punkte.

Für konventionelle flüssige Farben ist die Wahl des Lösungsmittels bestimmt durch die Anwendungsart der Farbe und deren Bedingungen. Da Pulverfarbe ein im wesentlichen lösungsmittelfreies Beschichtungsmaterial

ist, berührt die Benutzung irgendwelcher Lösungsmittel während der Herstellung der Pulverfarbe nicht deren Verwendung. Folglich kann die Wahl eines Lösungsmittels nach den genauen Erfordernissen für die Herstellung von Pulver mit den erwünschten physikalischen Eigenschaften erfolgen. Der Ausdruck »Pulver« bedeutet in diesem Zusammenhang im allgemeinen eine Menge feiner Farbpartikel, die im wesentlichen frei von Lösungsmitteln sind, sonst jedoch einen vollständigen Farbkörper aus Bindemittel und gegebenenfaiis Pigment darstellen. Das Farbpulver kann in trockener Form vorliegen oder aber durch eine Flüssigkeit, die für diese Partikel kein Lösungsmittel ist, benetzt sein. Das Pulver mag entweder hydrophil oder hydrophob sein. Bei der Herstellung des Pulvers mag es, wie weiter unten ausgeführt wird, entweder zu einem trockenen Pulver getrocknet oder als feuchtes Pulver mit einer Flüssigkeit, die für den Farbkörper ein Nichtlösungsmittel ist, benetzt bleiben. Diese letztere Form wird bevorzugt für Anwendungsgebiete, in denen die Farbe in Form einer Schlemme aufgetragen wird, da dann eine Trocknung des Pulvers während der Herstellung wegfallen kann.

Der erste Verfahrensschritt besteht in der Herstellung üblicher Farben unter Benutzung eines der für das Verfahren möglichen Lösungsmittel, wie weiter unten beschrieben. Die gemeinsame Eigenschaft dieser Lösungsmittel, die für die Herstellung von Pulverfarben geeignet sind, besteht darin, daß sowohl der Farbkörper als auch die Ausfällungs- bzw. Koagulationsflüssigkeit darin gut lösbar sein muß.

Der zweite wesentliche Verfahrensschrittt besteht in der plötzlichen und gleichmäßigen Verdünnung der Farbe in einem Medium, das mit dem Lösungsmittel der Farbe mischbar ist und ein Nichtlösungsmittel für den Rest der Farbe — die Pigmente und Bindemittel — darstellt.

Weitere Verfahrensschritte sind nicht zwingend, wie z. B. das Wasrhen und Weiterbearbeiten der ausgefallenen Pulverfarbe durch eines der vielen bekannten Verfahren.

Gemäß F i g. 1 werden das Bindemittel und das Pigment nach einem üblichen Herstellungsverfahren für Farben hergestellt Die Lösungsmittelfraktion der flüssigen Farbe ist hier mit Flüssigkeit a bezeichnet Der Ausdruck »Bindemittel« ist hier für alle Elemente der Farbe benutzt, die in der Flüssigkeit a löslich sind. Analog bezeichnet der Ausdruck »Pigment« alle die Komponenten, die in der Flüssigkeit a nicht lösbar sind. Das Pigment muß bis zu einer genügend kleinen Korngröße vermählen sein, um eine homogene Suspension in der Flüssigkeit a zu ergeben. Obgleich von der Flüssigkeit a in der Einzahl gesprochen wird, ist festzustellen, daß diese eine Mischung von Lösungsmitteln sein kann.

Außer der Wahl des Lösungsmittels für die flüssige Farbe ist es für die Herstellung eines Pulvers gewünschter Qualität ebenfalls notwendig, den Gehalt des Lösungsmittels in der Farbe einzustellen, d. h., zur Erzielung der optimalen Eigenschaften des herzustel- !enden Pulvers bei größter Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens die Farbe vor der Ausfällung dünner oder dicker zu machen. Somit besteht der einzige Unterschied der Farbe gegenüber den herkömmlichen Farben in der Menge und der Art des f>5 Lösungsmittels.

Nach der Herstellung der Farbe können durch einen weiteren, jedoch nicht unbedingt notwendigen Verfahrensschritt die Eigenschaften des herzustellenden Pulvers beeinflußt werden, indem man die flüssige Farbe langsam und gleichmäßig mit einer Flüssigkeit b vermischt, bis eine erforderliche Konzentration der Flüssigkeit b in der Mischung vorhanden ist Wird eine möglichst feinkörnige Pulverfarbe gewünscht ist es zweckmäßig, die Konzentration der Flüssigkeit b fast bis zu dem Punkt zu erhöhen, bei dem Koagulation eintritt was durch die gestrichelte Linie 8 der F i g. 2 angedeutet ist Jedoch kann die Konzentration der Flüssigkeit b bei gleichmäßiger Vermischung auf keinen Fall über die Koagulationslinie 4 der Fig.2 hinaus gehen, da sonst vorzeitige Koagulation eintreten würde.

Nachdem gegebenenfalls die Flüssigkeit b in der beschriebenen Weise zugefügt ist wird die Farbe mit hoher Geschwindigkeit mit einem weiteren Quantum der Flüssigkeit b vermischt und verdünnt Dieser Schritt ist wichtig für die Erzielung der gewünschten Eigenschaften der Farbpartikel. Nachdem die Vorbedingungen bezüglich Farbe und Lösungsmittel erfüllt sind, hängt die Größe und Größenverteilung der Farbpartikel von der Art und Geschwindigkeit der Verdünnung und Koagulation ab.

Gemäß einer dritten und bevorzugten Verfahrensvariante, die gut geeignet ist für eine kontinuierliche Herstellung und die eine stärkere Beeinflussung der Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung ermöglicht als die beiden vorbeschriebenen Verfahren, besteht darin, daß die Flüssigkeit b in einem Behälter in die Flüssigkeit b (z. B. Wasser) unterhalb des Farbzulaufs eingegeben wird und mit Hilfe eines (Rotationsflügel) Mischers hoher Geschwindigkeit gerührt wird. Eine Austrittsdüse für die Farbmischung ist unter der Oberfläche der Flüssigkeit b in der Nähe des Mischerflügels angeordnet wo die Umwälzung der Flüssigkeit b das Maximum erreicht Die Farbmischung a wird dann unter hohem Druck durch die Düse in die bewegte Flüssigkeit b eingespritzt Ein solches Einspritzen führt zu einer fast augenblicklichen Aufteilung des Farbstroms in kleine Tropfen. Das in diesen Tropfen enthaltende Lösungsmittel wird, da es mit der Flüssigkeit b mischbar ist, den Tropfen entzogen und verursacht die Koagulation des Tropfens in kleine Farbkörperpartikel, die, da sie in der Flüssigkeit b nicht lösbar sind, das Pulver bilden.

Die koagulieren Partikel schwimmen normalerweise wegen der Bewegung der Flüssigkeit auf deren Oberfläche als Schaum. Da weitere Flüssigkeit b dem Behälter zugeführt wird, wird das geschäumte Pulver in dem Maße, wie es entsteht, durch einen Überlauf abgeführt. Da die frische Flüssigkeit b in den Behälter unterhalb der Farbdüse zugeführt wird, fließt die Mischung aus Flüssigkeit b und dem Lösungsmittel der Farbe (Flüssigkeit a) ebenfalls über den Überlauf ab, wodurch · eine Erhöhung der Konzentration des Lösungsmittels in der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit vermieden wird.

Diese kontinuierliche Art des Verfahrens stellt die bevorzugte Durchführungsform für die kontinuierliche Herstellung des pulvrigen Materials dar.

Nach Eintritt der Koagulation werden die Pulverpartikel aus der Flüssigkeitsmischung durch Filtration oder durch ein anderes Verfahren zur Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten entfernt.

Zur Vermeidung einer Agglomeriation der Partikel, d. h. des Verklumpens zahlreicher kleiner Partikel zu größeren, ist es wünschenswert, eventuelle Reste des Lösungsmittels {oder der Flüssigkeit a) aus dem

feuchten Pulver auszuwaschen. Hierfür kann entweder frische Flüssigkeit b oder eine andere Flüssigkeit verwendet werden, die mit der Flüssigkeit a mischbar ist und für das Farbpulver ein Nichtlösungsmittel darstellt. Diese andere Flüssigkeit kann die Transportflüssigkeit für das Pulver sein, wenn das Pulver feucht gepackt wird, wie weiter unten beschrieben.

Die Mischung der Flüssigkeiten a und b bzw. die zum Waschen des Pulvers benutzte Flüssigkeit kann in einem geschlossenen System im Umlauf geführt werden. Der große Vorteil dabei ist, daß wenig oder kein Lösungsmittel an die Atmosphäre verloren geht und so eine Vergiftung der Luft vermieden wird. Es gibt daher keine anderen Grenzen in der Wahl der Lösungsmittel als die, die durch die Eigenschaften der zu erzeugenden Pulverfarbe gegeben sind. Das erlaubt die wirtschaftliche Verwendung von Lösungsmitteln, welche für flüssige Farben unannehmbar wären.

Falls das Pulver später in flüssiger Form verwendet werden soll, kann es ohne Trocknen gelagert und verpackt werden, da das Pulver bereits feucht ist.

Wenn das Pulver in trockener Form verwendet werden soll, wie das bei elektrostatischem Sprühen oder im Wirbelbettverfahren der Fall ist, kann das Pulver in irgendeiner bekannten Weise, z. B. in einem Luft- oder Sprühtrockenverfahren getrocknet werden.

Zur Kontrolle der im Verfahrensschritt der Koagulation entstehenden Korngrößen ist es notwendig, die Farbmischung und die physikalischen Bedingungen der Koagulation einzustellen. Die F i g. 2 und 3 zeigen typische Diagramme, die für die Bestimmung der Zusammensetzung der Farbe oder Farbmischung zweckmäßig und für die Erzielung einer vorbestimmten Korngrößenverteilung notwendig sind. Die X-Achse zeigt den Gehalt an Farbkörper in Gewichtsprozenten, in dem sowohl der im Lösungsmittel bzw. in der Flüssigkeit a lösbare Teil enthalten ist Der lösbare Teil besteht üblicherweise aus Weichmachern, Harzen und anderen organischen Verbindungen; der unlösliche Teil besteht aus den Pigmenten.

Es ist nicht wesentlich, daß die Farbe einen nicht lösbaren Teil enthält, wenn jedoch ein solcher vorhanden ist, können dessen Teilchen als Kerne für die Absetzung der lösbaren Komponente während der Koagulation dienen und so die Homogenität der Mischung fördern. Die zweite — die V-Achse zeigt in Gewichtsprozenten den Anteil an Lösungsmittel, das hier als Flüssigkeit a bezeichnet wird. Während es normalerweise am einfachsten ist, ein einziges Lösungsmittel zu benutzen, ist für einige Materialien eine Mischung von mehr als einem Lösungsmittel für die Herstellung eines.Pulvers mit bestimmter Korngrößenverteilung erwünscht. Die dritte — die Z-Achse zeigt den Anteil an Koagulationsflüssigkeit, die als Flüssigkeit b bezeichnet wird. Auch die Flüssigkeit b kann aus einer einzigen Flüssigkeit oder einer Kombination mehrerer Flüssigkeiten bestehen. Während die Flüssigkeit a für mindestens einen Teil des Farbkörpers ein Lösungsmittel sein muß, darf die Flüssigkeit b kein Lösungsmittel oder muß mindestens ein sehr schlechtes Lösungsmittel für jeden der Bestandteile des Farbkörpers sein. Ferner müssen die Flüssigkeiten a und b miteinander mischbar sein, und je leichter sie sich miteinander mischen lassen, um so einfacher wird die Kontrolle der Partikelgröße des koagulierenden Pulvers.

Die Linie 4 der F i g. 2 entspricht für jede Mischung der flüssigen Farbe mit einem bestimmten Prozentsatz von Farbkörper Flüssigkeit a (oder Lösungsmittel) und Koagulationsflüssigkeit b dem Punkt, an dem die Koagulation einsetzt. Die Linie 6 entspricht dem Punkt, an dem der überwiegende Teil, beispielsweise etwa 95% des Farbkörpers bei langsamer Zugabe weiterer Anteile der Flüssigkeit b koaguliert haben. Entsprechend bedeutet in Fig.3 die Linie 5 den Koagulationsbeginn und die Linie 7 die faste vollendete, z. B. 95%ige Koagulation in einer anderen Farbmischung. Es ist erkennbar, daß, wenn der Anteil an Flüssigkeit a steigt, die den Beginn und die Vollendung der Koagulation bedeutenden Linien zusammenlaufen. Die Größe des Abstandes zwischen diesen Linien, wo wenig Flüssigkeit a vorhanden ist, hängt von der Art des Harzes oder des Feststoffkörpers ab. Im allgemeinen divergieren die beiden um so stärker, je komplexer das Bindemittelsystem ist, und je weiter die beiden Linien voneinander entfernt sind, um so langer dauert es für ein gegebenes System, diese Linie bei der Verdünnung durch die Flüssigkeit b zu überschreiten. Je mehr Zeit jedoch vom Beginn bis zur Vollendung der Koagulation benötigt wird, um so größer sind die entstehenden Pulverpartikel. Wenn es, wie es meist der Fall ist, wünschenswert ist. Partikel möglichst geringer Korngröße zu erzeugen, muß der Lösungsmittelgehalt erhöht (die Farbe verdünnt) werden. In dem Maße jedoch, in dem der Lösungsmittelgehalt der Farbe ansteigt, wird der Prozeß unwirtschaftlicher, da mehr Lösungsmittel verwendet und danach aus der Koagulationsflüssigkeit, der Flüssigkeit b, wiedergewonnen werden muß. Ferner kann, je mehr Lösungsmittel die Farbe enthält, um so weniger Farbkörper darin enthalten sein und um so geringer ist die Ausbeute an Pulverfarbe in einem gegebenen System. Es muß daher ein Gleichgewicht gefunden werden zwischen der erstrebten Produktionskapazität und der Partikelgröße des erzeugten Pulvers.

Es wurden beispielsweise gemäß dem in Fig.2 gezeigten System Proben hergestellt mit einem Lösungsmittelgehalt, der durch die Punkte 10,20,30,40 und 50 bezeichnet ist Es wurde jeweils das gleiche Farbsystem verwendet. Die durch Koagulation entstandenen Pulver wurden analysiert. Die resultierende Korngrößenverteilung ist in F i g. 4 gezeigt, wo 10' dem Pulver entspricht, das gemäß dem Punkt 10 der F i g. 2 hergestellt wurde, usw. Die logarithmisch geteilte Horizontalachse (μ) der F i g. 4 zeigt die Durchmesser der Pulverpartikel in μ, während die senkrechte Achse die Pulvermenge in Prozenten mit größerem Durchmesser als die angegebene Größe in μ anzeigt Es ist ersichtlich, daß, wenn Partikel mit Größen unter 30 μ erwünscht sind, eine Mischung gemäß Punkt 50 benutzt werden sollte. Entsprechend ist es nach Erstellung von Diagrammen gemäß Fig.2 oder 3 und Analyse der resultierenden Korngrößen gemäß F i g. 4 möglich, den optimalen Gehalt an Flüssigkeit a für ie Koagulation der Farbe zu bestimmen.

Diese Analyse kann für ein bestimmtes Verfahrenssystem und für vorbestimmte Flüssigkeiten a und b angewandt werden. Werden diese Faktoren verändert, so muß eine neue Berechnung erstellt werden.

Für eine bestimmte Farbe und bestimmte Flüssigkeiten a und b kann die Koagulation des Pulvers weitgehend durch die angewendete Verfahrensart bestimmt werden. Das wesentliche Kennzeichen der verschiedenen Verfahrensarten ist die Geschwindigkiet, mit der die flüssige Farbe vollständig mit der Flüssigkeit b vermischt wird. Diese ist wiederum bis zu einem gewissen Grad von der Tropengröße der flüssigen Farbe abhängig, da kleinere Tropfen sich schneller und

vollständiger vermischen als größere. Die Tropfengröße entspricht wiederum der Größe der entstehenden Partikel. Folglich sind die erzeugten Partikel um so kleiner, je schneller die Vermischung und je kleiner die Tropfengröße der Farbe ist.

Die durchschnittliche Korngröße des erzeugten Pulvers ist um so kleiner, je kleiner die Düsenöffnung bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Flüssigkeitsumwälzung ist. Entsprechend ist die durchschnittliche Korngröße der Pulverpartikel um so geringer, je höher der Druck ist. obgleich der Effekt nicht so ausgesprochen ist, als der durch die Größe der Düsenöffnung erzielbare. Auch der Rühreffekt hat Einfluß auf die Korngröße. Dieser Faktor ist jedoch von keiner größeren Bedeutung, vorausgesetzt, daß die Rührgeschwindigkeit genügend groß ist. Daraus folgt, daß ein unter Benutzung höheren Drucks und kleinerer Düsen für die Injizierung der Farbe in die Flüssigkeit b hergestelltes Pulver die gleiche Korngrößenverteilung hat, wie ein aus einer Farbe mit verhältnismäßig größerem Anteil an Flüssigkeit a unter geringerem Druck und mit einer größeren Düsenanordnung hergestelltes Pulver.

Eine Einengung der Farbarten, aus denen nach dem vorgeschlagenen Verfahren Pulver hergestellt werden können, ergibt sich aus der Tatsache, daß gewisse filmbildende Stoffe bzw. Weichmacher bei normalen Herstellungs- und Lagertemperaturen flüssig sind. Wenn Pulverfarbe hergestellt wird, die solche Weichmacher enthält und das Pulver in einem flüssigen Medium verbleibt, gibt es keine Schwierigkeiten. Daher betrifft die Beschränkung nicht Pulver, die in feuchtem Zustand gelagert und verwendet werden. Wenn es jedoch erforderlich ist, die solche Filmbildner enthaltende flüssige Farbe in ein trockenes Pulver zu verwandeln, neigt der flüssige Filmbildner dazu, die Partikel der Pulverfarbe klebrig zu machen oder verursacht deren Agglomeration dazu unbrauchbaren Massen. Dieses Problem kann teilweise gelöst werden durch Beschränkung der Menge der flüssigen Filmbildner bis auf einen vorbestimmten kritischen Prozentsatz. Wird z. B. Dioklylphthalat (DOP) in einer Farbe verwendet, wird das genannte Problem nicht auftreten, wenn nicht mehr als 10 bis 15% DOP im fertigen, trockenen Pulver enthalten sind, falls dieses bei Raumtemperatur hergestellt und gelagert wird.

In F i g. 1 ist die Herstellung der in dem vorgeschlagenen Verfahren zu benutzenden flüssigen Farbe als »Farbherstellung« bezeichnet und enthält die üblichen Verfahrensschritte für die Herstellung flüssiger Farbe, abgeändert nur in der Wahl des Lösungsmittels, der Flüssigkeit a, die mit der Flüssigkeit b mischbar sein muß. Die so hergestellte flüssige Farbe kann dann direkt in die Flüssigkeit b in die Koagulationskammer zugegeben werden, wie das durch den gestrichelten Pfeil 100 angedeutet ist, wobei weitere Flüssigkeit b, wie durch den Pfeil 102 angedeutet, zugegeben wird, oder die flüssige Farbe kann mit der Flüssigkeit b bis zur Erreichung eines Zustandes kurz vor der Koagulation vorgemischt und die Koagulation der Mischung dann durch Hinzufügung einer großen Menge von Flüssigkeit b ausgelöst werden, wie durch den Pfeil 104 angedeutet Für zahlreiche flüssige Farben kann als Flüssigkeit a zweckmäßig Aceton und als Flüssigkeit b Wasser benutzt werden.

Nach der Koagulation oder Ausfällung kann das feuchte Pulver gesammelt und einer Filtrationsstufe zugeführt werden, wo in bekannter Weise das feuchte Pulver vom Flüssigkeitsgemisch getrennt wird und das Gemisch der Flüssigkeiten a und b in seine Komponenten für die Wiederverwendung getrennnt wird. Eine solche Trennung kann durch Destillation oder ein > anderes geeignetes Verfahren erfolgen. Das gefilterter Pulver kann entweder mit einem weiteren Quantum der Flüssigkeit b oder einer anderen Flüssigkeit, die für das Pulver ein Nichtlösungsmittel ist, gewaschen und das Pulver dann nach Korngrößen gesiebt werden. Partikel in unerwünschter Korngröße können in die Herstellungsstufe der flüssigen Farbe rückgeführt werden. Nach dem Sieben können die verwendbaren Fraktionen entweder naß oder nach Trocknung verpackt werden.

ι - B e i s p i e I A

Eine herkömmliche flüssige Farbe wurde hergestellt durch Mahlen von 25 g Kohlepigment, 50 g handelsüblichem Acryl-ester-Harz in Form einer 40%igen Lösung von Methylmethacrylat mit einer Glasübergangstempe-

-'Ii ratur von 100°C in Methyläthylketon und 125 g Aceton 40 Stunden in einer Stahlkugelmühle bis zur Erzielung eines Pigments von der Feinheit 7 nach der Vermahlungsskala gemäß Hegman gemahlen. Diese Mischung wurde zusammen mit 1000 g Aceton einem koagulierten

-i Harz beigegeben, das durch Mischung von 1500g Acryl-ester-Harz, bestehend aus einem Methylmethacrylat-Butylmethacrylat-Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur von 50° C und 4500 g Testbenzin hergestellt wurde. Nach einstündiger Vermischung in

in einem Lebensmittelmixer war die Farbe homogen. Unter weiterem Rühren der flüssigen Farbe wurde Wasser als Koagulationsflüssigkeit in Teilmengen von je 500 g zugegeben bis zum Beginn der Koagulation. Nun wurden plötzliche weitere 2000 g Wasser zum

)> Ausfällen des Pulvers zugegeben. Das Pulver wurde dann gesammelt, von der Flüssigkeitsmischung getrennt, gefiltert, gewaschen und getrocknet.

Beispiel B

4(i 50 g der gleichen flüssigen Farbe, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden von Hand in 300 g Wasser eingegeben, wobei das Wasser durch einen schneilaufenden Mischer gerührt wurde. Die koagulierte Farbe wurde dann gefiltert und an der Luft 16 Stunden

·»"> getrocknet. Die Siebanalyse zeigt, daß ungefähr 21% der Pulverpartikel eine Größe von weniger als 50 μ hatten.

Beispiel 1

"><> Eine flüssige Farbe wurde durch sechzehnstündiges Mahlen von 300 g Titandioxid mit 50 g Lampenruß, 25 g Talcum, 250 g thermoplastischem Harz, bestehend aus einer Mischung aus oxidiertem Tallölpech und Vinsolharz (fp~ 120° C) und 600 g Aceton in einer Stahlkugefmühle bis zur Erzeugung eines Pigments der Größe 7 nach Hegman hergestellt Zu dieser Dispersion wurden weitere 600 g des gleichen thermoplastischen Harzes und 400 g Aceton zugegeben und die Mischung bis zur Erzielung von Homogenität gerührt. Die flüssige Farbe

bo wurde dann mit einem Druck von 7 at durch eine Düse mit einem Durchmesser von 0,7 mm in einen 80 Liter Wasser enthaltenden 120-Liter-Behälter eingegeben, wobei das Wasser durch ein 15 cm langes, sägenartig gezahntes Rührblatt eines Hochleistungsmischers bei 2000 U/min gerührt wurde und wobei das Rührblatt und die Düse in enger Nachbarschaft unter der Wasseroberfläche angeordnet waren. Nach Filterung, Waschung und Trocknung des koagulierten Pulvers zeigte die

Analyse, daß mindestens 50% der Pulverfarbe aus Partikeln von weniger als 50 μ Größe bestand.

Beispiele 2 Lis 6

In dieser Beispielserie wurden 70 Gew.-% eines thermoplastischen Acrylpolymerharzes in 30 Gew.-% 2-Äthoxyäthanol gelöst. Dem Harz wurde kein Pigment zugegeben. Teilen dieser Lösung wurde gemäß Tabelle 1 Aceton zugegeben. Die so entstandenen Mischungen entsprechen den in F i g. 2 angegebenen. Als Flüssigkeit b wurde Wasser benutzt, diesen Mischungen gleichmä-

10

Big zugegeben, um die Mischungen in ein kurz vor der Koagulation liegendes Gleichgewicht gemäß den Punkten 11, 21, 31, 41, 51 der Linie 8 zu bringen. Dann wurde jede Farbe in einen Behälter gemäß Beispiel 3 eingegeben, wobei eine Düse von 1,65 mm Durchmesser benutzt und ein Druck von 56 at angewendet wurde. Die Umlaufgeschwindigkeit des Rührblattes betrug 3200 U/ min.

Das erzeugte Pulver wurde getrocknet. Die Analyse der Korngrößen und Korngrößenverteilung jedes Pulvers ist der F i g. 4 zu entnehmen.

Tabelle 1

Gewichtsprozente 70% Harz und 30% 2-Äthoxyäthanol	Aceton	Bezugspunkt in F i g. 2
80	20	12
66-2/3	33-1/3	22
50	50	32
33-1/3	66-2/3	42
20	80	52

Beispiel 7

Ein Lackpulver wurde hergestellt durch Auflösung von 45 kg eines handelsüblichen Petroleum-Kohlenwasserstoffharzes in 38 Litern Leinöl unter Erhitzung des Öls in 40 Minuten auf 290⁰C. Nach Abkühlung der Mischung auf 38° C wurden 450 g Cobaltonaphthenat (6%ig) zusammen mit 22,5 kg Testbenzin zugegeben und in sich vermischt. Diese Mischung wurde koaguliert unter Benutzung der Vorrichtung gemäß Beispiel 3. Der Druck betrug 56 at, die Düse hatte einen Durchmesser von 1,4 mm, der Behälter enthielt Isopropyl-Alkohol, der durch ein Rührblatt mit 2000 U/min gtrührt wurde. Das erzeugte Pulver wies nach Waschen und Trocknen Partikel mit Durchmessern zwischen 40 und 50 μ auf.

Einander zugeordnete mischbare Lösungsmittel und Koagulationsmittel sind in der Tabelle 2 angegeben. Die Zuordnungsbedingung ist, daß die Flüssigkeit a ein Lösungsmittel für mindestens einen Teil des Farbkörpers und mit der Flüssigkeit b mischbar sein muß, die ihrerseits ein Nichtlösungsmittel für jedes der Bestandteile des Farbkörpers sein muß.

Tabelle 2

Flüssigkeit a	Flüssigkeit b
(Lösungsmittel)	(Koagulationsmittel)
Xylol	Hexane oder parafinische
Toluol	Kohlenwasserstoffe
Ketone
Alkohole
Xylol	niedermolekulare Alkohole oder
Toluol	Ketone
Hexan
Wasser	wasserverdünnte mineralische Säure,
Alkohol	wie z. B. Salz- oder Phosphorsäure
Aceton	Wasser

Verwendung

Alkyd-, Polyester-, Styrol- und Vinyl Toluol
modifizierte Polyester

Kohlenwasserstoffharze, Firnisse wie z. ß. verharzte Ölfirnisse und Alkoholfirnisse

verwendbar für wasserlösliche Farben, insbesondere anionische Latices

von größter Bedeutung, weil wenig aufwendig und
einfach trennbar

Die Auswahl der Flüssigkeiten a und b richtet sich nach den eingesetzten Bindemitteln.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls Pigment enthaltenden pulvrigen Beschichtungsmaterialien durch Fällung einer Kunstharzlösung mit einem Medium, das mit dem Kunstharzlösungsmittel mischbar, aber kein Lösungsmittel für das Kunstharz ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzlösung plötzlich und gleichmäßig mit dem Medium verdünnt wird, indem man die Kunstharzlösung in das turbulent bewegte Medium eindüsL

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Medium in einem mit Rührer versehenen Gefäß vorlegt und die Kunstharzlösung in unmittelbarer Nähe des laufenden Rührers unterhalb der Oberfläche einbringt

3. Verfahren nach Anspruch 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kunstharzlösung vor dem Einbringen in das Medium mit dem Medium vormischt

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kunstharzlösung mit einer solche/i Menge an Medium vormischt, daß gerade noch keine Fällung eintritt.