DE102010012020A1 - Lacquer spraying tin comprises aerosol-water lacquer mixture comprising lacquer based on aqueous alkyd- or polyurethane resin dispersion, propellant gas mixture consisting of dimethyl ether and drying accelerator - Google Patents

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Abstract

Lacquer spraying tin comprises an aerosol-water lacquer mixture comprising: a lacquer based on a commercially available aqueous alkyd- and/or polyurethane resin dispersion (35-70 parts by weight); a propellant gas mixture (35-70 parts by weight) consisting of dimethyl ether (at least 75 wt.%); and a drying accelerator (0.1-5 parts by weight) comprising cellulose acetobutyrate, a thermoplastic acrylate, methacrylate resin or nitrocellulose.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lacksprühdose mit einer Aerosol-Wasserlack-Mischung, enthaltend 35 bis 70 Gewichtsteile eines Lacks, basierend auf einer handelsüblichen wässerigen Alkyd- und/oder PU-Harzdispersion, 35 bis 70 Gewichtsteile einer Treibgasmischung, die zu wenigstens 75 Gew.-% aus Dimethylether besteht, sowie 0,1 bis 5 Gewichtsteile eines Trocknungsbeschleunigers.The invention relates to a paint spray can with an aerosol-water-paint mixture containing 35 to 70 parts by weight of a paint, based on a commercial aqueous alkyd and / or PU resin dispersion, 35 to 70 parts by weight of a propellant mixture containing at least 75 wt .-% of dimethyl ether, and 0.1 to 5 parts by weight of a drying accelerator.

Aerosol-Wasserlack-Mischungen auf Basis handelsüblicher, wässeriger Alkyd- und/oder PU-Harzdispersionen haben seit einiger Zeit Eingang in die Sprühlacktechnologie gefunden. Sie werden vor allem im Dekorationsbereich eingesetzt. Da sie frei von aromatischen Lösungsmitteln sind, haben sie schnell Akzeptanz gefunden und gelten als umweltfreundlich.Aerosol-water-paint mixtures based on commercially available, aqueous alkyd and / or PU resin dispersions have for some time been used in the spray-paint technology. They are mainly used in the decoration sector. Because they are free of aromatic solvents, they have quickly found acceptance and are considered environmentally friendly.

Ein Nachteil dieser wässerigen Alkydharzdispersionen ist allerdings ihre lange Trocknungsdauer, welche in der Regel etwa 150 h beträgt. Dies bedeutet, dass damit beschichtete Oberflächen erst nach etwa 150 h soweit getrocknet sind, dass sie als grifffest gelten können. Vor allem in den ersten Stunden und Tagen nach der Ausbringung des Lacks besteht eine erhebliche Empfindlichkeit nicht nur gegenüber Berührung, sondern auch gegenüber Staubeinwirkung.However, a disadvantage of these aqueous alkyd resin dispersions is their long drying time, which is generally about 150 hours. This means that surfaces coated with it only have dried to the extent that they can be considered to be grip-proof after about 150 hours. Especially in the first hours and days after the application of the paint, there is considerable sensitivity not only to contact but also to dust.

Auf der anderen Seite haben sich gerade Alkydharze für Wasserlackmischungen aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit, Dauerhaftigkeit und Oberflächeneigenschaften bewährt.On the other hand, alkyd resins for water-based paints have proved their worth because of their environmental friendliness, durability and surface properties.

Aus der EP 0 387 659 A1 sind Aerosol-Wasserlack-Formulierungen auf Alkydharzbasis bekannt. Diese Mischungen enthalten Kobaltnaphthenat als Sikkativ. Es hat sich aber gezeigt, dass insbesondere bei Aerosol-Wasserlack-Mischungen Kobaltnaphthenat nicht den Trocknungseffekt hat, der ihm zugeschrieben wird. Die vorstehend erwähnte Trocknungszeit bis zur Grifffestigkeit von 150 h wird mit dem Zusatz von Kobaltnaphthenat erzielt.From the EP 0 387 659 A1 For example, alkyd resin based aerosol water-based formulations are known. These mixtures contain cobalt naphthenate as siccative. However, it has been shown that cobalt naphthenate does not have the drying effect attributed to it, in particular in the case of aerosol-water-paint mixtures. The above-mentioned drying time up to the grip strength of 150 hours is achieved with the addition of cobalt naphthenate.

Auch ist Kobaltnaphthenat als Zusatz zu Lackmischungen inzwischen in die Diskussion gekommen, zum einen als nicht erwünschter Schwermetallzusatz, zum anderen wegen eines potentiellen Krebsrisikos.In addition, cobalt naphthenate has now come into the discussion as an additive to paint mixtures, on the one hand as an unwanted heavy metal additive and on the other hand because of a potential cancer risk.

Unter diesen Umständen besteht ein erheblicher Bedarf an Trocknungsmitteln, mit denen die Trocknungszeit von Alkydharzbeschichtungen bis zum Erreichen der Grifffestigkeit signifikant verkürzt werden kann.Under these circumstances, there is a considerable need for desiccants that can significantly shorten the drying time of alkyd coatings until the grip strength is achieved.

Überraschend wurde gefunden, dass eine Aerosol-Wasserlack-Mischung in Lacksprühdosen der eingangs genannten Art nach dem Ausbringen erheblich schneller trocknet, wenn sie als Trocknungsbeschleuniger Celluloseacetobutyrat, ein thermoplastisches Acrylatharz oder Methacrylatharz oder Nitrocellulose enthält.Surprisingly, it has been found that an aerosol water-based paint mixture in paint spray cans of the type mentioned above dries considerably more quickly after application if it contains cellulose acetobutyrate, a thermoplastic acrylate resin or methacrylate resin or nitrocellulose as the drying accelerator.

Dies gilt insbesondere für handelsübliche wässerige Alkydharzdispersionen, aber auch für Harzdispersionen auf PU-Basis oder Mischungen der beiden.This applies in particular to commercially available aqueous alkyd resin dispersions, but also to resin dispersions based on PU or mixtures of the two.

Mit den erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleunigern werden Verkürzungen der Trocknungszeit von Lackbeschichtungen von 50% (Celluloseacetobutyrat und Acrylat-/Methacrylatharze) bis hin zu 99% (Nitrocellulose) erzielt. Nitrocellulose ist der bevorzugte Trocknungsbeschleuniger.With the drying accelerators according to the invention, reductions in the drying time of paint coatings of 50% (cellulose acetobutyrate and acrylate / methacrylate resins) up to 99% (nitrocellulose) are achieved. Nitrocellulose is the preferred drying accelerator.

Die erfindungsgemäße Aerosol-Wasserlack-Mischung enthält 35 bis 70 Gewichtsteile, vorzugsweise 40 bis 60 Gewichtsteile eines Lacks, basierend auf einer handelsüblichen, wässerigen Alkyd- und/oder PU-Harzdispersion. Beispielsweise können solche Lacke eingesetzt werden, wie sie von der Firma Aarolac AG in der Schweiz vertrieben werden.The aerosol-water-paint mixture according to the invention contains 35 to 70 parts by weight, preferably 40 to 60 parts by weight of a varnish, based on a commercially available, aqueous alkyd and / or PU resin dispersion. For example, such paints can be used as are sold by the company Aarolac AG in Switzerland.

Die Mischung enthält weiterhin 35 bis 70 Gewichtsteile einer Treibgasmischung, die zu wenigstens 75 Gew.-% aus Dimethylether besteht. Vorzugsweise macht die Treibgasmischung 40 bis 60 Gewichtsteile aus und insbesondere etwa 50 Gewichtsteile. Bevorzugtes Treibmittel ist Dimethylether, das insbesondere 100% der Treibgasmischung/-anteile ausmachen kann.The mixture further contains 35 to 70 parts by weight of a propellant gas mixture which consists of at least 75 wt .-% of dimethyl ether. Preferably, the propellant mixture makes up 40 to 60 parts by weight, and more preferably about 50 parts by weight. Preferred propellant is dimethyl ether, which in particular can make up 100% of the propellant gas mixture / fractions.

Es hat sich gezeigt, dass Dimethylether als Lösungsvermittler zwischen der Alkydharzdispersion bzw. PU-Harzdispersion einerseits und dem Trocknungsbeschleuniger andererseits fungiert. Insbesondere Nitrocellulose ist mit handelsüblichen wässerigen Alkydharzdispersionen ohne einen solchen Lösungsvermittler nicht mischbar.It has been shown that dimethyl ether acts as a solubilizer between the alkyd resin dispersion or PU resin dispersion on the one hand and the drying accelerator on the other hand. In particular, nitrocellulose is immiscible with commercial aqueous alkyd resin without such a solubilizer.

Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff „Nitrocellulose” sowohl Schiessbaumwolle als auch Collodiumwolle verstanden, also Cellulosetrinitrat wie Cellulosedinitrat bzw. beliebige Mischungen hieraus. According to the invention, the term "nitrocellulose" is understood to mean either gun-cotton or collodion wool, ie cellulose trinitrate, such as cellulose dinitrate or any desired mixtures thereof.

Es wird angenommen, dass der trocknende Effekt von Nitrocellulose, der schon bei recht geringen Zusatzmengen einsetzt, auf der fehlenden Kompatibilität mit Alkydharzen beruht. Der Nitrocelluloseanteil steigt an die Oberfläche der Beschichtung und bildet dort eine dünne, schnell härtende Schicht aus, die innerhalb weniger Stunden grifffest ist.It is believed that the drying effect of nitrocellulose, which starts even at fairly low levels, is due to the lack of compatibility with alkyd resins. The nitrocellulose moiety rises to the surface of the coating where it forms a thin, fast-curing layer which is tack-resistant within a few hours.

Wegen der fehlenden Kompatibilität der wässerigen Harzdispersion mit dem Trocknungsbeschleuniger ist es sinnvoll, den Trocknungsbeschleuniger selbst gelöst in einem Verdünnungsmittel zuzusetzen. Bei diesem Verdünnungsmittel handelt es sich um für den jeweiligen Trocknungsbeschleuniger geeignete organische Lösungsmittel, insbesondere Alkylacetate, wie n-Butylacetat, Propylenglykolmethyletheracetat, Aceton und niedrige Alkohole, wie n-Butanol oder Propanol. In der Regel beträgt der Anteil des Trocknungsbeschleunigers in diesem Verdünnungsmittel weniger als 50 Gew.-% und insbesondere weniger als 40 Gew.-%. Der Anteil bei Nitrocellulose beträgt vorzugsweise 2 bis 40 Gew.-% und insbesondere 4 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Verdünnung.Because of the lack of compatibility of the aqueous resin dispersion with the drying accelerator, it makes sense to add the drying accelerator itself dissolved in a diluent. This diluent is suitable for the particular drying accelerator organic solvents, in particular alkyl acetates such as n-butyl acetate, propylene glycol methyl ether acetate, acetone and lower alcohols such as n-butanol or propanol. In general, the proportion of the drying accelerator in this diluent is less than 50 wt .-% and in particular less than 40 wt .-%. The proportion of nitrocellulose is preferably from 2 to 40% by weight and in particular from 4 to 30% by weight, based on the weight of the dilution.

Eine bevorzugte Aerosol-Wasserlack-Mischung enthält 35 bis 60 Gew.-% des Lacks basierend auf einer handelsüblichen, wässerigen Alkyd- und/oder PU-Harzdispersion, 35 bis 60 Gew.-% Dimethylether und 1 bis 5 Gew.-% Verdünnungsmittel mit darin gelöster Nitrocellulose. Die Gewichtsprozente beziehen sich jeweils auf die gesamte Aerosol-Wasserlack-Mischung. Zweckmäßigerweise liegt der Gehalt an Nitrocellulose selbst im Bereich von 0,2 bis 2 Gew.-%.A preferred aerosol-water-paint mixture contains 35 to 60 wt .-% of the paint based on a commercial, aqueous alkyd and / or PU resin dispersion, 35 to 60 wt .-% dimethyl ether and 1 to 5 wt .-% diluent with dissolved nitrocellulose. The percentages by weight in each case relate to the entire aerosol water-based mixture. Conveniently, the content of nitrocellulose itself is in the range of 0.2 to 2 wt .-%.

Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung von Nitrocellulose zur Herstellung von schnell trocknenden Aerosol-Wasserlack-Mischungen auf Basis wässeriger Alkyd- und/oder PU-Harzdispersionen.Finally, the invention relates to the use of nitrocellulose for the production of fast-drying aerosol-water-paint mixtures based on aqueous alkyd and / or PU resin dispersions.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Rezepturen näher erläutert. Bei sämtlichen Prozentangaben handelt es sich um Gew.-%.

Figure 00050001
The invention is further illustrated by the following formulas. All percentages are by weight.
Figure 00050001

Bei Dowanol PMA handelt es sich um Propylenglykolmethyletheracetat, Degalan PM 381 ist ein Polymethracrylatharz. Collodiumwolle E400 ist ein Cellulosedinitrat. Aarospray Aqua 0635 Feuerrot ist eine wässerige Alkydharzdispersion der Firma Aarolac. NC steht für Nitrocellulose, AC für das Polymethacrylatharz und DME für Dimethylether.Dowanol PMA is propylene glycol methyl ether acetate, Degalan PM 381 is a polymethacrylate acrylate. Collodion wool E400 is a cellulose nitrate. Aarospray Aqua 0635 Flame Red is an aqueous alkyd resin dispersion from Aarolac. NC stands for nitrocellulose, AC for the polymethacrylate resin and DME for dimethyl ether.

Der Trocknungsbeschleuniger wurde in dem angegebenen Lösungsmittel gelöst und dann in der angegebenen Menge dem wässerigen Alkydharz zugesetzt. Beim Zusatz ergab sich jeweils eine Ausflockung aufgrund fehlender Kompatibilität. Bei Zugabe von Dimethylether bildete sich eine homogene Phase aus.The drying accelerator was dissolved in the indicated solvent and then added in the indicated amount to the aqueous alkyd resin. The addition resulted in a flocculation due to lack of compatibility. Upon addition of dimethyl ether, a homogeneous phase formed.

Die Aerosol-Wasserlack-Mischung wurde aus üblichen Lacksprühdosen auf eine Oberfläche bei 21°C in einer Schichtdicke von etwa 30 μm ausgebracht. Für den nicht modifizierten Lack ergab sich Grifffestigkeit nach 150 h, bei Modifikation mit dem Polymethracrylat nach 72 h, bei Zusatz von Nitrocellulose, je nach Konzentration innerhalb von 7 h 30 min., 3 h und 1 h 40 min. Tests zeigten, dass die Oberflächen der Beschichtung einen hohen Anteil an Trocknungsbeschleuniger aufwiesen. The aerosol-water-paint mixture was applied from conventional paint spray cans on a surface at 21 ° C in a layer thickness of about 30 microns. For the unmodified varnish, the grip strength was 150 h, when modified with the polymethacrylate after 72 h, with the addition of nitrocellulose, depending on the concentration within 7 h 30 min., 3 h and 1 h 40 min. Tests showed that the surfaces of the coating had a high proportion of drying accelerator.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0387659 A1 [0005] EP 0387659 A1 [0005]

Claims (11)

Lacksprühdose mit einer Aerosol-Wasserlack-Mischung, enthaltend 35 bis 70 Gewichtsteile eines Lacks, basierend auf einer handelsüblichen wässerigen Alkyd- und/oder PU-Harzdispersion, 35 bis 70 Gewichtsteile einer Treibgasmischung, die zu wenigstens 75 Gew.-% aus Dimethylether besteht, 0,1 bis 5 Gewichtsteile eines Trocknungsbeschleunigers, dadurch gekennzeichnet, das der Trocknungsbeschleuniger ein Celluloseacetobutyrat, ein thermoplastisches Acrylat- oder Methacrylatharz oder Nitrocellulose ist.Paint spray can with an aerosol-water-paint mixture containing 35 to 70 parts by weight of a paint, based on a commercial aqueous alkyd and / or PU resin dispersion, 35 to 70 parts by weight of a propellant mixture which consists of at least 75 wt .-% of dimethyl ether, 0.1 to 5 parts by weight of a drying accelerator, characterized in that the drying accelerator is a cellulose acetobutyrate, a thermoplastic acrylate or methacrylate resin or nitrocellulose. Lacksprühdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung eine handelsübliche, wässerige Alkydharzdispersion enthält.Paint spray can according to claim 1, characterized in that the mixture contains a commercially available, aqueous alkyd resin dispersion. Lacksprühdose nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsbeschleuniger Nitrocellulose ist.Paint spray can according to one of the preceding claims, characterized in that the drying accelerator is nitrocellulose. Lacksprühdose nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibgas Dimethylether ist.Paint spray can according to one of the preceding claims, characterized in that the propellant is dimethyl ether. Lacksprühdose nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsbeschleuniger der Mischung in einem Verdünnungsmittel zugesetzt wurde.Paint spray can according to one of the preceding claims, characterized in that the drying accelerator was added to the mixture in a diluent. Lacksprühdose nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdünnungsmittel Butylacetat, Propylenglykolmethyletheracetat, Aceton, Butanol und/oder Propanol enthält.Paint spray can according to claim 5, characterized in that the diluent contains butyl acetate, propylene glycol methyl ether acetate, acetone, butanol and / or propanol. Lacksprühdose nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdünnungsmittel bis zu 50 Gew.-% Trocknungsbeschleuniger enthält.Paint spray can according to claim 5 or 6, characterized in that the diluent contains up to 50 wt .-% drying accelerator. Lacksprühdose nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdünnungsmittel 4 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% Trocknungsbeschleuniger enthält.Paint spray can according to claim 7, characterized in that the diluent contains 4 to 40 wt .-%, preferably 10 to 30 wt .-% drying accelerator. Lacksprühdose nach einem der Ansprüche 5 bis 8 mit einer Aerosol-Wasserlack-Mischung, enthaltend 35 bis 60 Gew.-% eines Lacks, basierend auf einer handelsüblichen Alkyd- und/oder PU-Harzdispersion, 35 bis 60 Gew.-% Dimethylether als Treibgas und 1 bis 5 Gew.-% Verdünnungsmittel mit darin enthaltener Nitrocellulose.Paint spray can according to one of claims 5 to 8 with an aerosol-water-paint mixture containing 35 to 60 wt .-% of a paint, based on a commercial alkyd and / or PU resin dispersion, 35 to 60 wt .-% dimethyl ether as a propellant gas and 1 to 5% by weight of diluent with nitrocellulose contained therein. Lacksprühdose nach Anspruch 9 mit 0,2 bis 2 Gew.-% Nitrocellulose in der Aerosol-Wasserlack-Mischung.Paint spray can according to claim 9 with 0.2 to 2 wt .-% nitrocellulose in the aerosol-water-paint mixture. Verwendung von Nitrocellulose als Trocknungsbeschleuniger für wässerige Alkyd- und/oder PU-Harzdispersionen enthaltende Aerosol-Wasserlack-Mischungen.Use of nitrocellulose as a drying accelerator for aqueous alkyd and / or PU resin dispersions containing aerosol-water-paint mixtures.
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