DE102014013455A1 - Topf-Konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe auf Siliconatbasis - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine verbesserte topfkonservierungsfreie Dispersionsfarbe auf der Basis von Siliconaten für den Innen- und Außenbereich mit verbesserten Eigenschaften.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine verbesserte Dispersionsfarbe auf der Basis von Siliconaten für den Innen- und Außenbereich mit verbesserten Eigenschaften.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Dispersionsfarben auf Silikatbasis bekannt, welche für die Beschichtung mineralischer Untergründe nach DIN 18363 verwendbar sind. Diese Silikatfarben enthalten als Bindemittel bzw. Co-Bindemittel üblicherweise Wasserglas, insbesondere Kaliwasserglas, welches seinerseits durch Reaktion von Quarzsand mit Alkalicarbonaten bzw. Hydroxyden hergestellt wird. EP1297079B1 beschreibt beispielsweise eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe auf der Basis von derartigem Wasserglas. Bei der Anwendung hat sich jedoch gezeigt, dass eine Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften wünschenswert wäre. Insbesondere der häufig notwendige Zweitauftrag der Farbe sowie die Ausbesserung einzelner Stellen sind schwierig zu bewerkstelligen. Es besteht daher Bedarf an Topf-Konservierungsmittelfreien Dispersionsfarben mit verbesserten Verarbeitungseigenschaften.
  • Überraschenderweise hat sich bezeigt, dass die nachfolgend beschriebene Dispersionsfarbe diese Aufgabe löst. Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe wird im Patentanspruch 1 definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß besteht die Dispersionsfarbe aus 2–30% Polymerdispersion, maximal 20% Cobindemittel (z. B. Silikonharzemulsion, Kieselsol, Siloxan), 10–60% Pigment und/oder Füllstoff, maximal 0,5–5% eines Siliconates als Additiv sowie zu 100% ergänzte Anteile an Wasser. Bei dem Siliconat handelt es sich um ein Alkali- oder Erdalkalialkylsiliconat, w. z. B. Natrium-, Kalium-, oder Calciummethylsiliconat. Das am meisten bevorzugte Siliconat ist Kaliummethylsilikonat. Der Anteil des Siliconates liegt zwischen 0,5 und 5% Siliconat, bevorzugt zwischen 1 und 3%, besonders bevorzugt bei 1,5%.
  • Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe benötigt keinerlei Konservierungsstoff als Zusatzmittel. Die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben haben eine ausgezeichnete Lagerstabilität von deutlich über 6 Monaten, selbst wenn der Siliconatzusatz im unteren Bereich liegt. Für die Verwendung im Außenbereich können der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zusätzlich biozide Stoffe, wie beispielweise Algizide und Fungizide zugesetzt werden.
  • Die Dispersionsfarbe wird durch das Siliconat und ggf. durch zusätzliche wasserlösliche Hydroxyde, w. z. B. NaOH, KOH oder Ca(OH)2 auf einen pH-Bereich von 8 bis 12 eingestellt. Bevorzugt liegt der pH-Wert im Bereich von 9–11. Als Alkali- oder Erdalkalialkylsiliconate werden Substanzen der allgemeinen Formel R-Si(OH)2OMA bzw. [R-Si(OH)2O]2ME bezeichnet, worin MA für ein Alkalimetall (z. B. Lithium, Natrium, Kalium), ME für ein Erdalkalimetall (z. B. Magnesium oder Calcium) steht und R für einen Alkylrest, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, nButyl, i-Butyl, oder t-Butyl, steht. Wegen seiner kommerziellen Zugänglichkeit ist Kaliummethylsiliconat besonders bevorzugt. Das Alkali bzw. Erdalkalialkylsiliconat reagiert mit dem Kohlendioxid aus der Luft zu einem Alkylsiliconharz und dem entsprechenden Alkali- bzw. Erdalkalicarbonat.
  • Bei der Auswahl der Polymerdispersionen, die erfindungsgemäße 2–30% der Dispersionsfarbe ausmachen, können grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik bekannten Polymerdispersionen verwendet werden, welche auch für andere Dispersionsilikatsysteme benutzt werden. Hierunter fallen Polymere basierend auf Carbonsäurevinylester, insbesondere Vinylacetat, Vinylpropionat und Carbonsäurevinylester, sowie M-Vinylpyrrolidon und Derivate hiervon, ungesättigte Carbonsäuren, deren Ester und Amide sowie deren Anhydride, wie beispielsweise Ethylen und Propylen, sowie Acrylnitril. In bevorzugter Weise können ungesättigte Carbonsäuren wie beispielsweise Acryl- und Metacrylsäure und ungesättigte Carbonsäureester, beispielsweise Acryl- und Metacrylsäureester verwendet werden. Der Alkoholrest der Ester enthält typischerweise 1-12 Kohlenstoffatome und kann linear oder verzweigt sein, Cycloaliphaten oder Aromaten enthalten und zusätzlich oder alternativ durch Hydroxylgruppen, Halogenatome oder Epoxidgruppen substituiert sein. Die Verwendung von gemischten Polymeren, bestehend aus unterschiedlichen Monomeren, ist möglich. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Styrol und dessen Derivaten.
  • Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe enthält neben der Polymerdispersion und dem Siliconat 0–20% Cobindemittel, bevorzugt 2–5%, sowie 10–60% Pigment und/oder Füllstoff, bevorzugt 25–50%.
  • Als Pigment können dabei die üblichen Pigmentbeimischungen von Dispersionsfarben verwendet werden, wie beispielsweise Titandioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Kobaltblau, Phtalocyaninpigmente, Spinellpigmente sowie Nickel und Chromtitanate.
  • Als Füllstoffe werden insbesondere Silikate, Carbonate, Flußspat, Sulfate und Oxide zugegeben.
  • Weiterhin kann die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe zusätzliche Additive wie Dispergiermittel, Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel enthalten.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe für die Anwendung im Innen- und Außenbereich. Es hat sich herausgestellt, dass aufgrund der Abwesenheit von Konservierungsstoffen und Lösungsmitteln der Farbe für den Innenbereich keine allergischen Reaktionen ausgelöst werden, die von typischen Topfkonservierern ausgelöst werden.
  • Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe auf der Basis von Siliconaten eine Verringerung der Wasseraufnahme und der Wasserdurchlässigkeit eintritt. Diese Eigenschaften sind insbesondere beim Zweitauftrag erkennbar: Die topfkonservierungsfreien Dispersionsfarben aus dem Stand der Technik neigen zum „Aufbrennen” neigen, d. h. dem zweiten Farbanstrich wird zu schnell die Flüssigbestandteile entzogen, so dass es beim zweiten Anstrich zu erschwerter Verarbeitung, Streifenbildung und zu Verlaufsstörungen kommt. Der Effekt des „Aufbrennens” ist bei der erfindungsgemäßen Farbe nicht erkennbar. Der Zweitauftrag der Farbe kann daher deutlich gleichmäßiger erfolgen, insbesondere bei großen Flächen.
  • Insbesondere hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung der erfindungsgemäßen Farbe bis zu 30% der Polymerdispersion eingespart werden können, ohne dass die vorteilhaften Eigenschaften der Farbe verloren gehen.
  • Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe nach dem Auftrag eine deutlich bessere Nassabriebsfestigkeit aufweist.
  • Beispiele:
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden, beispielhaften Zusammensetzungen näher beschrieben (Alle Angaben erfolgen in Gewichtsprozent). Diese sollen jedoch keine Limitierung der Erfindung darstellen. Der Fachmann auf dem Gebiet kann, basierend auf der vorliegenden Beschreibung sowie seinem allgemeinen Fachwissen weitere Ausführungsformen der Erfindung ausarbeiten, ohne erfinderisch tätig werden zu müssen:
    1.1 Innenfarbe 1 1.2 Innenfarbe 2 1.3 Innenfarbe 3
    Polymerdispersion (Styrolacrylat) 10 7 7
    Pigment 20 10 8
    Füllstoffe 30 40 45
    Methylsiliconat 1,5 1,5 1,5
    Alkalihydroxid 0,5 0,5 0,5
    Additive 2 2 2
    Wasser 36 39 36
    2.1 Fassadenfarbe 1 2.2 Fassadenfarbe 2
    Polymerdispersion (Reinacrylat) 25 17
    Pigment 12 10
    Füllstoffe 38 35
    Methylsiliconat 1,5 1,5
    Alkalihydroxid 0,5 0,5
    Additive 2,5 3
    Wasser 20,5 33
    3.1 Siliconharzfarbe 1 3.2 Siliconharzfarbe 2
    Polymerdispersion (Reinacrylat) 10 15
    Siliconharzemulsion 10 5
    Pigment 12 12
    Füllstoffe 30 30
    Methylsiliconat 1,5 1,5
    Alkalihydroxid 0,5 0,5
    Additive 3 3
    Wasser 33 33
    4.1 Kieselsolfarbe 1 4.2 Kieselsolfarbe 2
    Polymerdispersion (Reinacrylat) 8 15
    Kieselsol 10 5
    Pigment 12 12
    Füllstoffe 30 30
    Methylsiliconat 1,5 1,5
    Alkalihydroxid 0,5 0,5
    Additive 2 2
    Wasser 36 34
  • Die Farben 1.1 bis 1.3 zeigen eine Lagerstabilität von deutlich mehr als 6 Monaten, sind ausgezeichnet verarbeitungsfähig und weisen nach DIN EN 13300 Deckvermögen mind. Klasse 2 bei 6 m2/l und Nassabrieb mind. Klasse 2 auf.
  • Die Farben 2.1 bis 4.1 zeigen eine Lagerstabilität von deutlich mehr als 6 Monaten, sind ausgezeichnet verarbeitungsfähig und weisen nach DIN EN 1062 Wasserdurchlässigkeit mind. Klasse W3, Wasserdampfdurchlässigkeit mind. Klasse V1 und eine ausgezeichnete UV- und Witterungs-Stabilität auf.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1297079 B1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN 18363 [0002]
    • DIN EN 13300 [0017]
    • DIN EN 1062 [0018]

Claims (13)

  1. Dispersions-Farbe für Innen und Außen enthaltend, a) 2–30% Polymerdispersion gerechnet als Feststoffanteil b) 10–60% Pigment und/oder Füllstoff, c) 0,5–5% Siliconat als Additiv und d) zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
  2. Farbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1,5% Siliconat enthält.
  3. Farbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ihr pH-Wert auf 8–12 eingestellt ist
  4. Farbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ihr pH-Wert auf 9–11 eingestellt ist
  5. Farbe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert mittels Siliconat eingestellt ist.
  6. Farbe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert zusätzlich mittels eines oder mehrerer wasserlöslicher Hydroxide eingestellt ist.
  7. Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass sie als weitere Additive Dispergiermittel, Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel enthält.
  8. Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Pigmente beispielsweise Titandioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Kobaltblau, Phtalocyaninpigmente, Spinellpigmente sowie Nickel- und Chromtitanate oder eine Mischung hiervon enthält.
  9. Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Füllstoffe Silikate, Carbonate, Flußspat, Sulfate und Oxide zugegeben oder eine Mischung hiervon enthält.
  10. Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerdispersion ausgewählt ist aus a) Carbonsäurevinylester, insbesondere Vinylacetat, Vinylpropionat und Carbonsäurevinylester, sowie M-Vinylpyrrolidon und Derivaten hiervon, b) ungesättigte Carbonsäuren, deren Ester und Amide sowie deren Anhydride, wie beispielsweise Ethylen und Propylen, c) Acrylnitril, Acryl- und Metacrylsäure Acryl- und Metacrylsäureester, wobei der Alkoholrest der Ester 1-12 Kohlenstoffatome enthält und linear oder verzweigt sein kann, Cycloaliphaten oder Aromaten enthalten kann und zusätzlich oder alternativ durch Hydroxylgruppen, Halogenatome oder Epoxidgruppen substituiert sein kann und d) Mischungen der vorgenannten Komponenten.
  11. Farbe nach mindestens einem der Ansprüche aus 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass sie max. 20% Co-Bindemittel gerechnet als Feststoffanteil enthält.
  12. Farbe nach mindestens einem der Ansprüche aus 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Filmkonservierung, wie beispielweise Algizide und Fungizide enthält.
  13. Verwendung der Farbe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 im Innenbereich oder nach Anspruch 1–12 im Außenbereich.
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