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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Beschichtungschemikalientechnologie und betrifft spezieller einen wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelack und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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HINTERGRUND
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Ein Amino-Einbrenn-Emaillelack ist ein Decklack, welcher eine dekorative Funktion auf einer Metalloberfläche aufweist und welcher gewonnen wird durch Mahlen und Mischen von Alkyd-Harz, Amino-Harz, Pigment, 200-Petrol Lösungsmittel und Xylen; er ist hell in der Farbe, glänzend und fest, und besitzt eine gute Flexibilität, Schlagfestigkeit und Wasserbeständigkeit und kann als Decklack einer Alkyd-Grundierung dienen, zur Verwendung als dekorative Beschichtung einer Metalloberfläche. Allerdings hat er einen geringen Sicherheitsfaktor, einen hohen Emissionsgrad an leicht flüchtigen organischen Verbindungen während der Herstellung und dem Auftragen, und er ist entflammbar und explosiv während des Transports, dem Auftragen oder der Herstellung und bereitet daher größere Schwierigkeiten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft die Lösung des im Stand der Technik auftretenden Problems und stellt einen wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelack und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereit.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft das Bereitstellen eines wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks, welcher zu 40–60 Gew.-% wasserverdünnbares Alkyd-Harz, zu 10–25 Gew.-% wasserverdünnbares Amino-Harz, zu 10–20 Gew.-% Pigment und zu 15–30 Gew.-% Wasser aufweist.
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Optional kann der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin 0,3–0,8 Gew.-% wasserlösliches Feuchtemittel, 0,3–0,8 Gew.-% wasserlösliches Dispersionsmittel und 0,3–0,8 Gew.-% Antiabsenkmittel aufweisen.
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Optional kann der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack weiterhin 0,3 Gew.-% Trocknungsmittel aufweisen.
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Optional ist das wasserlösliche Feuchtemittel des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelack als Organosilikon-Feuchtemittel, das wasserlösliche Dispersionsmittel als Organosilikon-modifiziertes Dispersionsmittel und das Antiabsenkmittel als anorganisches Bentonit ausgebildet.
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Optional besteht das Trockenmittel des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks aus 0,1 Gew.-% Kobaltisooktoat, 0,1 Gew.-% Zirkonisooktoat und 0,1 Gew.-% Manganisooktoat.
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Optional ist das Pigment des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks als Titandioxid, rotes Eisenoxid, Scharlachpulverpigment oder Aktivkohle ausgebildet.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Bereitstellen eines Herstellungsverfahrens des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks:
Ein erstes Rühren unter Zugabe von 40–60 Gewichtsanteilen eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes und 10–25 Gewichtsanteilen eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes in ein Rührgerät und Rühren für 10–20 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 600–800 U/min;
Ein zweites Rühren unter Zugabe von 10–20 Gewichtsanteilen eines Pigments in das zuvor gerührte wasserverdünnbare Alkyd-Harz und das wasserverdünnbare Amino-Harz und Rühren für 15–30 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 1200–1400 U/min;
Ein Mahlen durch Platzierung des während des zweiten Rührens erzeugten Materials in eine Sandmühle und Mahlen, um eine Partikelgröße von kleiner 40 μm zu erreichen; Ein drittes Rühren unter Zugabe von 15–30 Gewichtsanteilen Wasser in das gemahlene Material und Rühren für 20–40 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 1200–1400 U/min.
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Optional umfasst das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks die Zugabe von 0,3–0,8 Gewichtsanteilen eines wasserlöslichen Feuchtemittels und 0,3–0,8 Gewichtsanteilen eines wasserlöslichen Dispersionsmittels während des ersten Rührens und umfasst zudem die Zugabe von 0,3–0,8 Gewichtsanteilen eines Antiabsenkmittels während des dritten Rührens.
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Optional umfasst das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks der vorliegenden Erfindung weiterhin ein viertes Rühren unter Zugabe von 0,3 Gewichtsanteilen eines Trocknungsmittels zu dem zuvor im dritten Rühren erzeugten Material, wobei das Rühren 3–10 Minuten andauert.
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Der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack der vorliegenden Erfindung verwendet Wasser als Lösungsmittel, wodurch die Produktionskosten gegenüber Anstrichen, die Öl als Lösungsmittel verwenden, um rund 60% reduziert werden und der hergestellte Emaillelack einen deutlich verbesserten Sicherheitsfaktor aufweist und die Emissionen an leicht flüchtigen organischen Komponenten während der Herstellung, des Transports und des Auftragens deutlich reduziert werden. Der Flammpunkt des Emaillelacks erreicht den Flammpunkt von ungefährlichen Chemikalien. Die technischen Indikatoren des Emaillelacks erreichen und überschreiten die Indikatoren von Haushaltsprodukten. Der Anstrich kann als spezialbehandelter Anstrich genutzt und als Grundierung für eine Vielzahl von öligen Produkten verwendet werden und erfüllt somit voll und ganz die Ansprüche an Sicherheit, Umweltverträglichkeit und bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine Vielzahl anderer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann aus dem Studium der detaillierten Beschreibung der nachfolgenden bevorzugten Ausführungsvarianten entnehmen. Zur Darstellung der bevorzugten Ausführungsbeispiele umfasst die vorliegende Offenbarung eine Anzahl von beigefügten Figuren, welche jedoch nicht beschränkend auf die vorliegende Erfindung zu verstehen sind, wobei:
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1 ein Ablaufdiagramm des Herstellungsverfahrens eines wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vielzahl anwendbarer und kombinierbarer Konzepte bereit, welche im Kontext der vorliegenden Erfindung umfasst sind. Die nachfolgenden spezifischen Ausführungsbeispiele beschreiben exemplarisch und darstellerisch Ausführungsvarianten, sind jedoch nicht limitierend zu verstehen. Andere Ausführungsbeispiele können genutzt und/oder Änderungen an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden ohne vom Inhalt oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Nachfolgend wird die Erfindung detailliert durch Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren und Ausführungsbeispiele beschrieben:
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt das Bereitstellen eines wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks umfassend 40–60 Gew.-% wasserverdünnbares Alkyd-Harz, 10–25 Gew.-% wasserverdünnbares Amino-Harz, 10–20 Gew.-% Pigment und 15–30 Gew.-% Wasser.
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Das im Amino-Einbrenn-Emaillelack der vorliegenden Erfindung verwendete Pigment ist vorzugsweise Titandioxid, rotes Eisenoxid, Scharlachpulverpigment oder Aktivkohle.
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Weiterhin weist der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack ein wasserlösliches Feuchtemittel von 0,3–0,8 Gew.-%, ein wasserlösliches Dispersionsmittel von 0,3–0,8 Gew.-% und ein Antiabsenkmittel von 0,3–0,8 Gew.-% auf. Die Zugabe von Feuchtemittel und Dispersionsmittel erlaubt dem wasserverdünnbaren Alkyd-Harz, dem wasserverdünnbaren Amino-Harz und dem Pigment eine hinreichende Befeuchtung mit Wasser und dadurch eine verringerte Dispersionszeit, es verbessert zudem den Glanz, die Tönungskraft und die Deckkraft, die Farbentwicklung und die Farbgebung, es verhindert das Fluten und Fließen, die Flokkulation und die Sedimentation. Die Zugabe des Antiabsenkmittels verbessert die Viskosität des Anstrichs und verhindert das Absenken während des Aushärtens oder Aufbaus des Anstrichs.
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Vorzugsweise ist das wasserlösliche Feuchtemittel als Organosilikon-Feuchtemittel, das wasserlösliche Dispersionsmittel als Organosilikon-modifiziertes Dispersionsmittel und das Antiabsenkmittel als ein anorganisches Bentonit ausgebildet. Das anorganische Bentonit ist ein hydrophiles und oleophobes Bentonit, welches über anorganische Verbindungen als Austauschmittel zwischen Montmorillonit-Zwischenschichten verfügt und welches sich von einem hydrophoben und oleophilen organischen Bentonit unterscheidet. Es ist weitverbreitet in der Farb- und Beschichtungstechnologie. Entsprechende Feuchtemittel, wie hydrophile Acryl-Polymere und Dispersionsmittel (wie Polyacrylate und Polyphosphate) mit den vorgenannten Eigenschaften sind aus dem Stand der Technik bekannt und können ebenfalls in der vorliegenden Erfindung nützlich eingesetzt werden.
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Weiterhin weist der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 0,3 Gew.-% Trockenmittel auf. Die Zugabe eines Trockenmittels kann die Oxidation, die Polymerisation und die Trocknung des Farbfilms beschleunigen. Es kann zudem die Aushärtung der Farbe und die Filmbildungszeit verringern, die Stärke und Beständigkeit gegenüber Auflösung im Wasser des Farbfilms verbessern, die Dispersion des Pigments und die Viskoseelastizität der Farbe verbessern. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht das Trockenmittel aus 0,1 Gew.-% Kobaltisooktoat, 0,1 Gew.-% Zirkonisooktoat und 0,1 Gew.-% Manganisooktoat.
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Nach einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt das Bereitstellen eines Herstellungsverfahrens des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks. So zeigt 1 einen Ablauf des Herstellungsverfahrens des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks gemäß der Erfindung. Wie in 1 dargestellt, umfasst das Herstellungsverfahren Folgendes:
Ein erstes Rühren S1100 unter Zugabe von 40–60 Gewichtsanteilen eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes und 10–25 Gewichtsanteilen eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes in ein Mischgerät und Rühren für 10–20 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 600–800 U/min;
Ein zweites Rühren S1200 unter Hinzufügen von 10–20 Gewichtsanteilen eines Pigments in das zuvor gerührte wasserverdünnbare Alkyd-Harz und das zuvor gerührte wasserverdünnbare Amino-Harz und Rühren für 15–30 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 1200 bis 1400 U/min;
Ein Mahlen S1300 durch Zuführen des beim zweiten Rühren erzeugten Materials in eine Sandmühle und Mahlen um eine Partikelgröße von kleiner 40 μm zu gewährleisten;
Ein drittes Rühren S1400 unter Zugabe von 15–30 Gewichtsanteilen Wasser zu dem gemahlenen Material und Rühren für 20–40 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 1200–1400 U/min.
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Während des ersten Rührens S1100 können vorzugsweise 0,3–0,8 Gewichtsanteile eines wasserlöslichen Feuchtemittels und 0,3–0,8 eines wasserlöslichen Dispersionsmittels ergänzt werden. Besonders bevorzugt ist das wasserlösliche Feuchtemittel ein Organosilikon-Feuchtemittel und das wasserlösliches Dispersionsmittel ein Organosilikon-modifiziertes Dispersionsmittel.
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Während des zweiten Rührens S1200 ist das verwendete Pigment Titandioxid, rotes Eisenoxid, Scharlachpulverpigment oder Aktivkohle.
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Während des dritten Rührens S1400 werden 0,3–0,8 Gewichtsanteile eines Anti-Absenkmittels zugeführt. Das Anti-Absenkmittel ist als ein anorganisches Bentonit ausgebildet.
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Weiterhin umfasst das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ein viertes Rühren S1500 unter Zugabe von 0,3 Gewichtsanteilen eines Trockenmittels in das beim dritten Rühren erzeugte Material und Rühren für 3–10 Minuten. Das Trockenmittel besteht aus 0,1 Gew.-% Kobaltisooktoat, 0,1 Gew.-% Zirkonisooktoat und 0,1 Gew.-% Manganisooktoat.
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Basierend auf dem wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelack und der Herstellungsmethode desselben in der vorliegenden Erfindung können zahlreiche Faktoren optional ausgewählt werden und eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen entworfen werden. Daher sind die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele lediglich exemplarisch, jedoch nicht einschränkend im Schutzumfang zu verstehen. Zur detaillierten Beschreibung der Erfindung werden folgende Ausführungsbeispiele zur besseren Verständlichkeit ausgewählt:
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Ausführungsbeispiel 1
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Der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack umfasst in diesem Beispiel 40 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes, 20 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes, 20 Gew.-% Pigment und 20 Gew.-% Wasser.
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Das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks umfasst in diesem Beispiel das Zuführen von wasserverdünnbarem Alkyd-Harz und wasserverdünnbarem Amino-Harz in einen Rührtank und ein 15-minütiges Rühren bei einer Geschwindigkeit von 600 bis 800 U/min. Sodann erfolgt das Zuführen des Pigments zu dem zuvor gerührten wasserverdünnbaren Alkyd-Harz und dem wasserverdünnbarem Amino-Harz und ein 20-minütiges Rühren bei einer Geschwindigkeit von 1200–1400 U/min, um das Material leichter mahlbar zu machen. Es erfolgt danach das Zuführen des beim zweiten Rühren erzeugten Materials in eine Sandmühle und ein Mahlen, um eine Partikelgröße von kleiner 20 μm sicherzustellen. Schließlich erfolgt das Zuführen von Wasser zu dem gemahlenen Material sowie ein 20-minütiges Rühren bei einer Geschwindigkeit von 1200–1400 U/min und ein Verpacken, um ein fertiges Anstrichprodukt zu erhalten.
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Ausführungsbeispiel 2
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Der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack dieses Beispiels umfasst 50 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes, 10 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes, 10 Gew.-% eines Pigments und 30 Gew.-% Wasser.
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Das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks in diesem Beispiel ist das Gleiche wie in Ausführungsbeispiel 1.
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Ausführungsbeispiel 3
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Der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack dieses Beispiels umfasst 60 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes, 10 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes, 15 Gew.-% eines Pigments und 15 Gew.-% Wasser.
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Das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks in diesem Beispiel ist das Gleiche wie in Ausführungsbeispiel 1.
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Ausführungsbeispiel 4
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Der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack dieses Beispiels umfasst 40 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes, 15 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes, 13,5 Gew.-% Pigment, 30 Gew.-% Wasser, 0,5 Gew.-% des wasserlöslichen Feuchtemittels, 0,5 Gew.-% des wasserlöslichen Dispersionsmittels, 0,5 Gew.-% des Antiabsenkmittels und 0,3 Gew.-% Trockenmittel.
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Das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks umfasst in diesem Beispiel das Zuführen eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes, eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes, eines wasserlöslichen Feuchtemittels und eines wasserlöslichen Dispersionsmittels in einen Rührtank und ein 15-minütiges Rühren bei einer Geschwindigkeit von 600–800 U/min. Es umfasst zudem das Zuführen von Pigment zu dem zuvor gerührten Material und ein 20-minütiges Rühren bei 1200–1400 U/min, wodurch das Material einfacher zu mahlen ist. Sodann erfolgt die Zugabe des beim zweiten Rühren erzeugten Materials in eine Sandmühle und ein Mahlen, um eine Partikelgröße von kleiner 20 μm sicherzustellen. Schließlich erfolgt die Zugabe von Wasser und eines Antiabsenkmittels in das gemahlene Material, ein 20-minütiges Rühren bei einer Geschwindigkeit von 1200–1400 U/min und die Zugabe eines Trockenmittels sowie ein 5-minütiges Rühren. Schließlich erfolgt das Verpacken, um ein fertiges Anstrichprodukt zu erhalten.
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Ausführungsbeispiel 5
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Ein wasserverdünnbarer Amino-Einbrenn-Emaillelack gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ein wasserverdünnbares Alkyd-Harz zu 50 Gew.-%, ein wasserverdünnbares Amino-Harz zu 16,5 Gew.-%, 15 Gew.-% eines Pigments, 17 Gew.-% Wasser, 0,5 Gew.-% eines wasserlöslichen Feuchtmittels, 0,5 Gew.-% eines wasserlöslichen Dispersionsmittels, 0,5 Gew.-% eines Antiabsenkmittels und 0,3 Gew.-% eines Trockenmittels.
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Das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks dieses Ausführungsbeispiels ist das Gleiche wie in Beispiel 4.
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Ausführungsbeispiel 6
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Der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst 60 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Alkyd-Harzes, 17,5 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Amino-Harzes, 10 Gew.-% eines Pigments, 15 Gew.-% Wasser, 0,5 Gew.-% eines wasserlöslichen Feuchtemittels, 0,5 Gew.-% eines wasserlöslichen Dispersionsmittels, 0,5 Gew.-% eines Antiabsenkmittels und 0,3 Gew.-% eines Trockenmittels.
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Das Herstellungsverfahren des wasserverdünnbaren Amino-Einbrenn-Emaillelacks dieses Ausführungsbeispiels ist das Gleiche wie in Beispiel 4.
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Der hergestellte wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack aus den vorgenannten Ausführungsbeispielen weist technische Indikatoren auf, welche die Indikatoren von Haushaltsprodukten erreichen und übertreffen. Die spezifischen Indikatoren und aktuellen Messwerte sind in Tabelle 1 abgebildet: Tabelle 1
| Gegenstandsname | Technische Indikatoren (Ölhaltiger Anstrich GB) | Aktuelle Messdaten eines wässrigen Anstrichproduktes |
| Zustand im Behältnis | Keine Agglomeration und hohe Gleichförmigkeit nach dem Rühren und Mischen | Keine Agglomeration und hohe Gleichförmigkeit nach dem Rühren und Mischen |
| Auslaufzeit (6# cup/s) | ≥ 40 | 80 |
| Feinheit/μm | ≤ 20 | 20 |
| Glanz/% | ≥ 90 | 95 |
| Härte (Pendel-Methode) | ≥ 0,25 | 0,25 |
| Flexibilität/mm | ≤ 1 | 1 |
| Schlagfestigkeit/kg·cm | ≥ 50 | 50 |
| Gitterschnittprüfung/Grad | ≤ 2 | 1 |
| Wasserfestigkeit | keine Blasenbildung nach 60 h | keine Blasenbildung nach 60 h |
| Ölbeständigkeit | keine Blasenbildung, keine Faltenbildung und keine Ablösung nach 48 h | keine Blasenbildung, keine Faltenbildung und keine Ablösung nach 48 h |
| Flammpunkt (/°C) | / | 70 |
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Der wasserverdünnbare Amino-Einbrenn-Emaillelack der vorliegenden Erfindung nutzt Wasser als Lösungsmittel, welches nicht nur die Emission an leichtflüchtigen organischen Komponenten deutlich reduziert, es weist auch verbesserte Sicherheitsmerkmale und Umweltfreundlichkeit auf, es reduziert zudem erheblich die Produktionskosten gegenüber den Herstellungsverfahren, die Petroleum als Lösungsmittel verwenden. Der Tabelle 1 kann zudem entnommen werden, dass ein Flammpunkt von 70° erreicht wird, womit der Anstrich einen Flammpunkt aufweist, welcher vergleichbar ist mit ungefährlichen Chemikalien, wodurch der Sicherheitsfaktor während der Produktion, beim Auftragen und beim Transport deutlich verbessert wird, und alle anderen technischen Indikatoren die Anforderungen der GB erreichen oder übertreffen.
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Die vorgenannten Ausführungsbeispiele sind lediglich zur Illustration gedacht und nicht begrenzend im Hinblick auf den Schutzumfang. Der Fachmann wird im Rahmen des Gedankens und des Umfangs der vorliegenden Erfindung zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele erkennen, wobei alle verwendeten Begriffe in ihrer breitesten sinnvollen Weise verstanden werden sollten, sofern es nicht anderweitig angegeben ist. Die Bezugszeichen, die verwendeten Ausdrücke und Beschreibungen sowie Figuren sind dem besseren Verständnis beigefügt und dienen nicht der Begrenzung des Schutzumfangs. Das Wort „umfassend” schließt nicht das Vorhandensein weiterer Substanzen oder Verfahrensschritte aus, welche nicht in den Ansprüchen ausgeführt sind. Obwohl die Figuren eine spezielle Schrittfolge des Verfahrens zeigen, versteht der Fachmann, dass diese Schrittfolge nicht zwingendermaßen eingehalten werden muss und das Verfahren auch in anderer Reihenfolge ausgeführt werden kann. Wörter wie beispielsweise „erstes”, „zweites” und „drittes” sind daher lediglich als Namen zu verstehen.
