AT232164B - Verfahren zur Erhöhung der Benetzbarkeit von anorganischen Pigmenten - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Erhöhung der Benetzbarkeit von anorganischen Pigmenten 
Die Einarbeitung eines Pigmentes in ein Bindemittel kann man bekanntlich dadurch erleichtern, dass man dem Pigment oder dem Bindemittel ein geeignetes Netzmittel zusetzt. Um eine gute Wirksamkeit des Netzmittels zu erreichen, muss dieses in der Bindemittellösung emulgierbar oder löslich sein. So verwendet man z. B. als Netzmittel für Wasser Meta- und Pyrophosphat, für leinölähnliche Bindemittel Stearinsäure und Leinölfettsäuren. Auch aliphatische Diamine und deren Oleate werden für bestimmte Bindemittel empfohlen. 



   Häufig werden diese Stoffe durch ein geeignetes Verfahren auf das Pigment aufgebracht. Netzmittel wirken meist spezifisch, d. h. nur in bestimmten Bindemitteln. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erhöhung der Benetzbarkeit von anorganischen Pigmenten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine wässerige Paste des Pigmentes mit einer wässerigen oder alkoholischen Lösung bzw. einer Dispersion mindestens eines Cyclohexylammoniumsalzesder Phosphorsäure und/oder Borsäure behandelt.

   Erfindungsgemässe Cyclohexylammoniumsalze entsprechen der allgemeinen Formel : 
 EMI1.1 
 worin Ri für den Cyclohexylrest,   R2   für Wasserstoff oder den Cyclohexylrest oder den Rest eines Alkyls mit mindestens sechs C-Atomen und A für ein Anion der Meta-, Pyro-, Ortho-Phosphorsäure oder der 
 EMI1.2 
 : Cyc1ohexylammoniummetaphosphat, Dicyc1ohexylammonium-pyrophosphat, Monocyclohexylheptylammoniumphosphat,   Dicyclohexylammoniumborat.   Das Aufbringen des Cyclohexylammoniumsalzes auf das Pigment erfolgt in üblicher Weise, indem man z. B. eine wässerige oder alkoholische Lösung oder Dispersion des Salzes mit dem Pigment innig vermischt und das Lösungsmittel entfernt. Bei der Verwendung von wässerigen Lösungen hat sich ein Zusatz von Ammoniak als vorteilhaft herausgestellt. Als Pigment kann jedes normale Pigment verwendet werden, z.

   B. Zinkweiss, Lithopone, Titanweiss, Cadmiumrot und-gelb usf. Für eine gute Wirksamkeit werden z. B. etwa 0, 05-0, 2 g Salz je 100 g Pigment eingesetzt. Am einfachsten ist es, eine wässerige Lösung des Cyclohexylammoniumsalzes der wässerigen Paste des Pigmentes vor dem Trocknen zuzugeben. 



   Das Cyclohexylammoniumsalz verbleibt nahezu quantitativ beim Pigment, wenn die Trockentemperatur die Zersetzungstemperatur des Salzes nicht übersteigt. Das Cyclohexylammoniumsalz begünstigt den nachfolgenden Mahlprozess und fördert die Benetzung des Pigmentes sowohl durch   öl- oder   harz-, wie wasserhaltige Bindemittel. Wahrscheinlich beruht diese Wirkung, speziell die von Cyclohexylammoniumphosphat darauf, dass von diesem die in den Pigmenten noch vorhandenen Salze in schwer lösliche Verbindungen verwandelt werden (z. B.   Zn in Zink-Alkyl-ammoniumphosphat).   Die gebildeten Salze können nicht mehr über die wässerige Phase (die Wasserhülle des Pigmentes) mit den Netzmitteln des Bindemittels (den Leinölfettsäuren bzw. andern Bindemittelsäuren) reagieren. Nur die physikalische Adsorption findet dann noch statt.

   Obiger Wirkungsmechanismus erklärt, warum die Wirkung von z. B. 



  Cyclohexylammoniumphosphat nicht auf ein Bindemittel beschränkt ist. 



   Cyclohexylaminverbindungen der verschiedensten Art wurden für den erfindungsgemässen Zweck bereits verwendet. Sie zeigen jedoch gegenüber den Cyclohexylammoniumsalzen der Phosphor- oder Borsäure, selbst bei Anwendung in grossen Mengen einen geringeren Einfluss der Benetzung des ZinksulfidPigmentes. Die   erfindungsgemässen   Verbindungen wirken auch wesentlich stärker auf die Viskosität einer Anreibung des Zinksulfid-Pigmentes in Leinöl. Man benötigt daher weniger Öl, um mit der gleichen Menge Pigment eine bestimmte Viskosität zu erreichen. In Wasser findet man nur mit Cyclohexylammoniumphosphat eine stark verbesserte Benetzung. Grössere Zusätze von z. B. Cyclohexylammoniumdicyclohexylphosphorsäureester behindern sogar die Benetzung durch Wasser. 

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   An Hand von technologischen Vergleichsversuchen sei der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. 



    Vergleichversuche :   
Die Herstellung des Präparates erfolgt nach der brit. Patentschrift Nr. 763, 367. 
 EMI2.1 
 Cyclohexylammoniumphosphat in Wasser gelöst, versetzt. Nach dem Trocknen wurde das Präparat gemahlen. 



   Benetzungsverhalten der Präparate :
Das Benetzungsverhalten der Präparate in   Leinölfimis   wurde bei Handanreibung beurteilt. Auf 100 g Pigment wurden 25 g Leinölfirnis vorgegeben. 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> 



  Nr. <SEP> Zusatz <SEP> zum <SEP> Pigment <SEP> Benetzung
<tb> 1 <SEP> 0,25% <SEP> Cyclohexylammoniumdicyclohexyplphosphorsäureester <SEP> gengend
<tb> 2'0, <SEP> 50% <SEP> " <SEP> genügend <SEP> 
<tb> 3 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0/, <SEP> Di <SEP> mangelhaft
<tb> 4 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> % <SEP> unbefriedigend <SEP> 
<tb> 5 <SEP> 0, <SEP> 15% <SEP> Cyclohexylammoniumphosphat <SEP> gut <SEP> 
<tb> 
   Viskositätsmessungen :   
Die Viskosität wurde im Rotationsviskosimeter gemessen. Angegeben wird der Ölbedarf zur Streichfähigkeit bei gleicher Viskosität. 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> 



  Nr. <SEP> t <SEP> Zusätze <SEP> 1 <SEP> Ölbedarf <SEP> zur <SEP> Streicht./100 <SEP> g <SEP> Pig.
<tb> i
<tb> 1 <SEP> 0, <SEP> 25% <SEP> Phosphorsäureester <SEP> 101 <SEP> g <SEP> 
<tb> 4 <SEP> 2, <SEP> 0% <SEP> 96g <SEP> 
<tb> 5 <SEP> I <SEP> 0, <SEP> 15% <SEP> Cyclohexylammoniumphosphat <SEP> 88 <SEP> g
<tb> 
 
Die Salze des Phosphorsäureesters beeinflussen die Öladsorption nicht so günstig wie Cyclohexylammoniumphosphat. Mit Cyclohexylammoniumphosphat wird im Gegensatz zum Ester schon mit kleinsten Mengen der grösste Effekt erreicht. 



   Benetzungsverhalten in Wasser :
Bei entsprechenden Benetzungsversuchen in Wasser zeigte sich, dass die Benetzbarkeit mit der Zusatzmenge an Phosphorsäureester abnahm, hingegen bei Cyclohexylammoniumphosphat zunahm. Das kann nicht anders erwartet werden, da der Ester wenig Affinität zu Wasser hat, dagegen grössere zu Öl. 



     Beispiel l :   100 ml einer   4,1%gen   Lösung von Cyclohexylamin in Wasser werden mit etwa 1,6 ml 60% iger Phosphorsäure bis zum pH-Wert 7 neutralisiert. Es entsteht eine   5, 3%ige Lösung   von Cyclohexylammoniumphosphat. Zu dieser werden   3,     7 ml 25%igen   Ammoniaks zugesetzt. Von dieser Lösung gibt man   1, 06 ml   zu einer wässerigen Paste enthaltend 100 g Lithopone   (30%   Lithopone in der wässerigen Aufschleimung). Das Pigment wird bei höchstens 180   C getrocknet und in einer Stiftmühle gemahlen. Die so aufgebrachte Menge an Cyclohexylammoniumphosphat liegt bei 0, 05 g pro 100 g Pigment. 



   Beispiel 2 : Die Behandlung des Pigmentes erfolgt genau wie in Beispiel l beschrieben. Als Pigment wird Zinksulfid verwendet. 



     Prüfungsmethoden :   Das hergestellte Präparat wird mit einem solchen ohne Zusatz an Cyclohexylammoniumphosphat verglichen. 



   Bechertest : 100 g Lithopone werden mit 25 g Leinöl in einem Becher von Hand gerieben. Als gut wird eine zügige Paste bezeichnet, schlecht ist eine krümelige Masse. 



   Ölbedarf zur Paste : Dies ist die Zahl, die besagt, wieviel g Öl pro 100 g Pigment benötigt werden, um eine Paste zu erhalten, die im Penetrometer eine Eindringtiefe von 25 mm ergibt. Das Pigment wird mit Leinöl (Säurezahl 5-7) in einem Planetenrührwerk angerieben und die entstandene Paste bei 30-50 at über einen Dreiwalzenstuhl gegeben. 



   Ölbedarf zur   Streichfähigkeit :   Dieser wird mit einem Rotationsviskosimeter ermittelt. Gleicher Ölbedarf ist dann vorhanden, wenn die Flächen zwischen der gemessenen Kurve (Schergeschwindigkeit als Funktion der Schubspannung) und der Schergeschwindigkeitsachse für zwei Anstrichfarben aus Lithopone 

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 und Leinöl (Säurezahl 5-7) gleich sind. Das Pigment wird von Hand angerieben und die Anstrichfarbe dreimal über den Einwalzenstuhl geschickt. 



    Prüfungsergebnisse :    
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Methode <SEP> Lithopone <SEP> 30% <SEP> Zinksulfid
<tb> ohne <SEP> Zusatz <SEP> mit <SEP> Zusatz <SEP> ohne <SEP> Zusatz <SEP> mit <SEP> Zusatz
<tb> Bechertest <SEP> ............ <SEP> genügend <SEP> gut <SEP> genügend <SEP> gut
<tb> Ölbedarf <SEP> (Paste)........ <SEP> 16 <SEP> 13 <SEP> 18 <SEP> 15
<tb> Ölbedarf <SEP> (Streichf.)..... <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 120 <SEP> 95 <SEP> 
<tb> 
 
Wesentlich verbessert waren ausserdem der Glanz, die Verstreichbarkeit und der Verlauf in Lackfarben sowie die Einarbeitbarkeit in Wasser. 



   Das behandelte Pigment setzte in drei verschiedenen Lackfarben (auf Kalkharz- [umfasst kalkgehärtete natürliche Harze, z. B. F. A. Henglein, Grundriss der Chemietechnik, Verlag Chemie, 1955, S. 707], Alkydharz-und Öl-Basis) wesentlich langsamer ab (nur etwa i-i so schnell) als das unbehandelte. Fester, nicht aufrührbarer Bodensatz wurde in keinem Fall beobachtet. 



   Unverändert waren : Farbton, Lichtechtheit, Trocknung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Erhöhung der Benetzbarkeit von anorganischen Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässerige Paste des Pigmentes mit einer wässerigen oder alkoholischen Lösung bzw. einer Dispersion mindestens eines Cyclohexylammoniumsalzes der Phosphorsäure und/oder Borsäure der allgemeinen Formel EMI3.2 in der R1 für einen Cyclohexylrest, R2 für Wasserstoff oder den Cyclohexylrest oder den Rest eines Alkyls mit mindestens 6 C-Atomen und A- für ein Anion der Meta-, Pyro-, Orthophosphorsäure oder Borsäure steht, gegebenenfalls unter Zusatz von Ammoniak behandelt und das Pigment anschliessend einer Trocknung und Mahlung unterwirft.