DE10225979A1 - Coating agent, use and coated substrate surface - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel für Cellulose-haltige Substratoberflächen mit einer Flüssigphase und Bindemittel, wobei das Beschichtungsmittel plättchenförmige Pigmente und einen Haftvermittler umfasst, wobei die plättchenförmigen Pigmente korrosionsbeständig und für UV-Licht undurchlässig sind und wobei der Haftvermittler eine Bindung zwischen Pigment, Bindemittel und der Cellulose-haltigen Substratoberfläche bewirkt. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels sowie beschichtete Cellulose-haltige Substratoberflächen.The invention relates to a coating agent for cellulose-containing substrate surfaces with a liquid phase and binder, the coating agent comprising platelet-shaped pigments and an adhesion promoter, the platelet-shaped pigments being corrosion-resistant and impermeable to UV light, and wherein the adhesion promoter is a bond between pigment, binder and the Cellulose-containing substrate surface causes. The invention further relates to the use of the coating composition according to the invention and coated cellulose-containing substrate surfaces.
Description
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel für Cellulose-haltige Substratoberflächen mit einer Flüssigphase und Bindemittel. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Beschichtungsmittels sowie mit dem Beschichtungsmittel beschichtete Substratoberflächen. The invention relates to a coating agent for cellulose-containing Substrate surfaces with a liquid phase and binder. The invention relates furthermore the use of the coating agent and with the coating agent coated substrate surfaces.
Holz wird in der Freibewitterung oberflächlich stark verändert und erhält dadurch ein ungleichmässiges Aussehen, welches sich in braunen Flecken und später in ungleichmässiger Vergrauung manifestiert. Ungeschütztes Holz wird langfristig durch Witterungseinflüsse völlig zerstört. Die Zerstörung von Holz durch Witterungseinflüsse ist unter anderem auf Wasser oder Feuchtigkeit, Ultraviolettes Licht, Sauerstoff, Pilze und tierische Schädlinge zurückzuführen. Wood is superficially changed in outdoor weathering and is preserved uneven appearance, which is reflected in brown spots and later in uneven graying manifested. Unprotected wood will last through Weather conditions completely destroyed. The destruction of wood by Weather influences include water or moisture, ultraviolet Attributed to light, oxygen, fungi and animal pests.
Aus dem Artikel "Natural finishes for exterior timber," in Pigment and Resin Technology, April 1986, S. 10 ff., ist bekannt, daß Holz, welches Regen und Sonnenlicht ausgesetzt wird, seine ursprüngliche Farbe verliert. Dies ist teilweise auf die Extraktion wasserlöslicher Komponenten zurückzuführen, insbesondere jedoch auf den Abbau von Lignin und anderer Komponenten im Holz durch den Einfluß des UV-Strahlungsanteils im Sonnenlicht. In der Praxis zeigt sich immer wieder, dass Schäden vor allem auftreten, wenn mehrere Einflüsse gleichzeitig wirksam sind. From the article "Natural finishes for exterior timber," in Pigment and Resin Technology, April 1986, p. 10 ff., It is known that wood, which rain and Exposed to sunlight, loses its original color. This is partly due to attributed to the extraction of water-soluble components, but especially on the degradation of lignin and other components in the wood by the influence of UV radiation component in sunlight. In practice, it always shows that Damage occurs especially when several influences are effective at the same time.
Aus der EP 0 113 150 ist bekannt, Holz oder Holzfasern enthaltende Substrate mit einem oxidativ trocknenden Beschichtungsmittel auf Basis von Alkydharzen zu beschichten. It is known from EP 0 113 150 to include substrates containing wood or wood fibers an oxidatively drying coating agent based on alkyd resins coat.
In der WO 91/04305 wird eine wasserabstoßende Beschichtungszusammensetzung beschrieben, die u. a. wasserlösliche Metallkomplex-Vernetzer enthält. Hierbei handelt es sich insbesondere um Ammoniumzirkoniumcarbonat. Zusätzlich können die Beschichtungen zur weiteren Hydrophobierung Wachse enthalten. Diese Beschichtungszusammensetzung bietet jedoch nachteiligerweise keinen Schutz von Holz gegenüber UV-Licht. WO 91/04305 describes a water-repellent coating composition described the u. a. contains water-soluble metal complex crosslinker. in this connection it is particularly ammonium zirconium carbonate. In addition, you can the coatings contain waxes for further hydrophobization. This However, coating composition disadvantageously offers no protection from Wood versus UV light.
Eine transparente hydrophobe Holzbeschichtungsdispersion, basierend auf organofunktionellen Silanen, wird in der WO 93/08006 beschrieben, die jedoch aufgrund der Transparenz keinen zufriedenstellende Langzeitschutz gegenüber UV- Licht bietet. A transparent hydrophobic wood coating dispersion based on organofunctional silanes, is described in WO 93/08006, however due to the transparency no satisfactory long-term protection against UV Light provides.
In Holzbeschichtungsmaterialien werden auch UV-Absorber, beispielsweise transparente Eisenoxide [Symposium Fa. Sachtleben, UV-Schutzmittel 2000] eingesetzt, welche einen Teil des UV-Lichtes vom Holz abhalten, jedoch keinen vollständigen und lang währenden Schutz vor UV-Licht bieten. Weitere UV- Schutzmittel sind sterisch gehinderte Amine (HALS) der Fa. Ciba Geigy [Symposium Fa. Sachtleben, UV-Schutzmittel 2000]. In wood coating materials there are also UV absorbers, for example transparent iron oxides [symposium by Sachtleben, UV protection agent 2000] used, which keep part of the UV light from the wood, but none provide complete and long-lasting protection against UV light. More UV Protective agents are sterically hindered amines (HALS) from Ciba Geigy [symposium Sachtleben, UV protection agent 2000].
Aus der WO 98/22539 sind ferner nanoskalige Kern-Hülle-Si-Teilchen als UV- Lichtabsorber bekannt. Die Teilchen weisen einen Durchmesser von weniger als 500 nm auf. Durch geeignete Dicken des Si-Kernes und der Umhüllung kann die UV- Absorption dieser Teilchen auf das eingestrahlte UV-Licht angepaßt werden. Gegenüber der Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung des sichtbaren Bereiches (400-700 nm) verhalten sich diese Teilchen transparent. WO 98/22539 also describes nanoscale core-shell Si particles as UV Light absorber known. The particles have a diameter of less than 500 nm on. By suitable thicknesses of the Si core and the coating, the UV Absorption of these particles can be adapted to the incident UV light. Compared to the wavelength of electromagnetic radiation of the visible Range (400-700 nm) these particles behave transparently.
Plättchenförmige Metallpigmente vermögen sich in einer Beschichtung parallel zum Substrat zu orientieren. Bei ausreichend hoher Pigmentierungshöhe kann eine vollständige Abdeckung gegenüber dem Substrat erreicht werden. Platelet-shaped metal pigments can be in a coating parallel to Orient substrate. With a sufficiently high pigmentation level, a full coverage against the substrate can be achieved.
Aluminiumpigmente ohne korrosionsbeständige Beschichtung eignen sich dabei nicht für eine Beschichtung von Holz für Außenanwendungen, da durch den Einfluß von Feuchtigkeit in dem Holz die Aluminiumpigmente mit der Zeit korrodieren und sich schließlich zu Aluminiumoxid auflösen. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn die Aluminiumpigmente der Beschichtung noch einen dekorativen Effekt verleihen sollen, da die Korrosion mit einer optischen Vergrauung einhergeht. Aluminum pigments without a corrosion-resistant coating are suitable not for a coating of wood for outdoor applications, because of the influence of moisture in the wood corrode the aluminum pigments over time and eventually dissolve into alumina. This is particularly disadvantageous if the aluminum pigments of the coating still have a decorative effect lend because the corrosion is accompanied by an optical graying.
Ein sehr bedeutender Aspekt ist die Haftung der Metallpigmente in der Beschichtung. Plättchenförmige Metallpigmente stellen immer eine Störung der Beschichtung dar. Dies kann insbesondere bei Einwirkung von Wasser zu Haftungsproblemen führen. In der DE 198 20 112 ist beschrieben, wie derartige Haftungsprobleme von Effektpigmenten durch eine geeignete Oberflächenmodifizierung gelöst werden können. Die Oberflächenmodifizierung wird mit bifunktionellen Additiven durchgeführt. Diese verfügen einerseits über geeignete Ankergruppen zur Anbindung an das Effektpigment und anderseits über geeignete endständige funktionelle Gruppen, die eine Anbindung an das Bindemittel des Lackes ermöglichen. A very important aspect is the adhesion of the metal pigments in the coating. Platelet-shaped metal pigments always represent a disturbance in the coating. This can lead to adhesion problems, especially when exposed to water. DE 198 20 112 describes how such liability problems of Effect pigments can be solved by a suitable surface modification can. The surface modification is done with bifunctional additives carried out. On the one hand, these have suitable anchor groups for connection to the effect pigment and on the other hand via suitable terminal functional Groups that allow a connection to the binder of the paint.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen zuverlässigen und langfristigen Bewitterungsschutz für Cellulose-haltige Oberflächen, insbesondere Holz- und Holzfasern-haltige Substrate, bereitzustellen. The object of the present invention is to provide a reliable and long-term Weather protection for cellulose-containing surfaces, especially wood and Substrates containing wood fibers.
Insbesondere soll ein Beschichtungsmittel zur Herstellung einer Beschichtung, die einen langandauernden Schutz gegenüber UV-Licht liefert, bereitgestellt werden. In particular, a coating agent for producing a coating is said to provides long-lasting protection against UV light.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Beschichtungsmittel für Cellulose-haltige Substratoberflächen mit einer Flüssigphase und Bindemittel gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel umfasst plättchenförmige Pigmente und einen Haftvermittler, wobei die plättchenförmigen Pigmente korrosionsbeständig und für UV-Licht undurchlässig sind und wobei der Haftvermittler eine Bindung zwischen plättchenförmigen Pigmenten, Bindemittel und der Cellulose-haltigen Substratoberfläche bewirkt. The object on which the invention is based is achieved by a coating agent for Cellulose-containing substrate surfaces with a liquid phase and binder according to Claim 1 solved. The coating agent according to the invention comprises platelet-shaped pigments and an adhesion promoter, the platelet-shaped Pigments are corrosion-resistant and impermeable to UV light and the Adhesion promoter a bond between platelet-shaped pigments, binders and causes the cellulose-containing substrate surface.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 24 angegeben. Advantageous developments of the invention are in subclaims 2 to 24 specified.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die Verwendung eines Beschichtungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 24 zur Beschichtung von Cellulose-haltigen Subtratoberflächen, vorzugsweise von Holz, Holzspäne enthaltenden Materialien, insbesondere Baumaterialien, oder Papier oder Papier-haltigen Materialien, gelöst. The object is further enhanced by the use of a coating agent one of claims 1 to 24 for coating cellulose-containing Subtrate surfaces, preferably of wood, materials containing wood chips, in particular building materials, or paper or paper-containing materials, solved.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch 26 angegeben. A preferred development of the invention is specified in dependent claim 26.
Die Aufgabe wird ferner durch eine Cellulose-haltige Substratoberfläche, die mit einem Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 24 beschichtet ist, gelöst. The object is further achieved by a cellulose-containing substrate surface, which a coating agent according to one of claims 1 to 24 is coated, solved.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Anspruch 28 angegeben. A preferred embodiment is specified in claim 28.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel stellt einen äußerst wirksamen UV- Schutz bereit. Durch die Verwendung von Pigmenten, die für UV-Licht undurchlässig sind, wird zuverlässig die Cellulose-haltige Oberfläche eines Substrates, beispielsweise von Holz, gegenüber UV-Licht vollständig geschützt. Das Beschichtungsmittel weist dabei einen Gehalt an plättchenförmigen Pigmenten auf, der zu einer vollständigen Bedeckung der zu schützenden Substratoberfläche führt. Dabei ordnen sich die sich die plättchenförmigen Pigmente vorzugsweise aneinander angrenzend und/oder in überlappender Form, d. h. schuppenartig, auf der Substratoberfläche an. The coating agent according to the invention provides an extremely effective UV Protection ready. By using pigments that are opaque to UV light are the cellulose-containing surface of a substrate, for example of wood, completely protected against UV light. The Coating agent contains platelet-shaped pigments, which leads to a complete covering of the substrate surface to be protected. The platelet-shaped pigments are preferably arranged one next to the other adjacent and / or in an overlapping form, d. H. scale-like, on the Substrate surface.
Allgemein eignen sich korrosionsbeständige, opake, plättchenförmige Pigmente, die sowohl für sichtbares Licht als auch für UV-Licht undurchlässig sind. Generally, corrosion-resistant, opaque, platelet-shaped pigments are suitable are opaque to both visible light and UV light.
Durch die Verwendung eines Haftvermittlers, der eine Bindung zwischen plättchenförmigen Pigmenten, Bindemittel und der Cellulose-haltigen Substratoberfläche bewirkt, werden die plättchenförmigen Pigmente überraschend zuverlässig auf der Substratoberfläche fixiert. Es hat sich gezeigt, daß eine unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels hergestellte Beschichtung über einen Zeitraum von mehreren Jahren, beispielsweise von mehr als fünf bis sechs Jahren, unter Freibewitterungsbedingungen außerordentlich stabil bzw. beständig ist. Diese überraschende Stabilität der Beschichtung wird auf den ausgebildeten Verbund zwischen den plättchenförmigen Pigmenten, der Cellulosehaltigen Oberfläche und dem Bindemittel zurückgeführt. By using an adhesion promoter that creates a bond between platelet-shaped pigments, binders and cellulose-containing Causes substrate surface, the platelet-shaped pigments are surprising reliably fixed on the substrate surface. It has been shown that one under Use of the coating agent according to the invention Coating over a period of several years, for example more than five to six years, extremely stable under outdoor weather conditions or is stable. This surprising stability of the coating is due to the trained bond between the platelet-shaped pigments, the Cellulose-containing surface and the binder returned.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel eignet sich hervorragend sowohl als Grundierung, auf welche eine oder mehrere farbgebende Beschichtung(en) nachträglich aufgebracht werden kann bzw. können, als auch als Deckanstrich für Cellulose-haltigen Oberflächen. The coating composition according to the invention is extremely suitable both as Primer on which one or more color coating (s) can or can be applied later, as well as a top coat for Surfaces containing cellulose.
Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels hergestellte Beschichtung stellt sowohl einen äußerst wirksamen Schutz der Oberfläche des Cellulose-haltigen Substrates gegenüber UV-Strahlung als auch gegenüber Schädigung durch Nässe dar. Darüber hinaus hat sich überraschend gezeigt, daß es in einer solchen Beschichtung nicht zu einer Rissbildung bei Ausdehnung des Cellulose-haltigen Substrates, beispielsweise von Holz, aufgrund thermischer Einflüsse oder durch Quellung aufgrund einer Aufnahme von Feuchtigkeit oder Wasser kommt. The one produced using the coating agent according to the invention Coating provides both an extremely effective protection of the surface of the Cellulose-containing substrate against UV radiation as well as against Damage caused by wetness. In addition, it has surprisingly been found that it in such a coating does not lead to cracking when the Cellulose-containing substrate, for example of wood, due to thermal Influences or swelling due to absorption of moisture or Water is coming.
Überraschenderweise verfügt die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels hergestellte Beschichtung über eine Dampfoffenheit bzw. Dampfdurchlässigkeit. Diese Dampfdurchlässigkeit ermöglicht die Abgabe von in dem Cellulose-haltigen Substrat oder zwischen der Substratoberfläche und der aufgebrachten Beschichtung befindlicher Feuchtigkeit. Somit wird äußerst vorteilhaft ein Druckaufbau unter der Beschichtung und mithin ein Abplatzen oder Ablösen der Beschichtung vermieden. Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels auf eine Substratoberfläche aufgebrachten dampfoffene Beschichtung weist folglich eine mikro- oder nanoporöse Struktur auf, die für Wasserdampf durchlässig ist. Surprisingly, using the invention Coating agent produced coating over a vapor openness or Vapor permeability. This vapor permeability enables the delivery of in the cellulose-containing substrate or between the substrate surface and the applied coating of moisture. This will be extremely beneficial a build-up of pressure under the coating and consequently flaking or peeling off Avoid coating. The using the invention Coating agent applied to a substrate surface vapor-open Coating consequently has a micro- or nanoporous structure which is suitable for Water vapor is permeable.
Bevorzugt ist, wenn die plättchenförmigen Pigmente Metallpigmente mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung sind. It is preferred if the platelet-shaped pigments contain metal pigments with a are corrosion-resistant coating.
Metallpigmente haben sich als sehr geeignet bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel erwiesen. Metallpigmente sind im Hinblick auf ihre Dicke und ihr UV-Reflexionsvermögen für UV-Licht undurchlässig. Darüber hinaus wird auch Wärmestrahlung von diesen Pigmenten reflektiert. Mithin werden Cellulose-haltige Substratoberflächen, beispielsweise Baumaterialien aus Holz oder Holzfasern, beispielsweise Span- oder Faserplatten, gegenüber UV-Licht und Wärmestrahlung (IR-Strahlung) geschützt. Durch die Reflexion der Wärmestrahlung kommt es zu einer geringeren thermischen Erwärmung des beschichteten Materials als ohne eine solche Beschichtung. Insofern eignet sich das beschichtete Material auch als Wärmeschutz- bzw. -dämmaterial. Als sehr geeignet haben sich korrosionsbeständig beschichtete Aluminiumpigmente erwiesen. Metal pigments have proven to be very suitable for the invention Coating agent proven. Metal pigments are in terms of their thickness and their UV reflectivity impervious to UV light. Beyond that too Heat radiation reflected from these pigments. As a result, they contain cellulose Substrate surfaces, for example building materials made of wood or wood fibers, for example chipboard or fiberboard, against UV light and heat radiation (IR radiation) protected. Due to the reflection of the heat radiation it happens less thermal heating of the coated material than without one such coating. In this respect, the coated material is also suitable as Thermal protection or insulation material. Have proven to be very suitable for corrosion coated aluminum pigments.
Weiterhin ist bevorzugt, daß die korrosionsbeständige Beschichtung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Aluminiumoxidschicht, Silikatschicht, vorzugsweise eine unter Verwendung von Sol-Gel-Verfahren hergestellte SiO2-Schicht (d. h. SiO2 × nH2O), Chromoxidschicht [EP 0 259 592], Acrylatschicht [EP 0 416 369], Aluminiumoxidschicht [DE 195 20 312] und übereinander angeordneten Schichten davon besteht. It is further preferred that the corrosion-resistant coating is selected from the group consisting of an aluminum oxide layer, a silicate layer, preferably an SiO 2 layer (ie SiO 2 × nH 2 O) produced using the sol-gel method, and a chromium oxide layer [EP 0 259 592], acrylate layer [EP 0 416 369], aluminum oxide layer [DE 195 20 312] and layers arranged one above the other.
Derartige Beschichtungen wurden vorzugsweise entwickelt, um korrosionsempfindliche Metallpigmente, wie Aluminium- oder Zinkpigmente, in wässrigen Formulierungen verwenden zu können. Such coatings were preferably developed to corrosion-sensitive metal pigments, such as aluminum or zinc pigments, in to be able to use aqueous formulations.
Ungeschützte Aluminiumpigmente beispielsweise reagieren unter Bildung von Wasserstoff (Gasung). Bei Aluminium sind dem Fachmann mehrere Verfahren bekannt, um die Pigmente mit schützenden dreidimensionalen Schutzschichten zu versehen. Unprotected aluminum pigments, for example, react to form Hydrogen (gassing). With aluminum, the person skilled in the art has several processes known to protect the pigments with protective three-dimensional layers Mistake.
Bevorzugt sind Beschichtungen aus Silikat. Im Sinne der Erfindung wird unter dem Begriff "Silikat" sowohl eine im wesentlichen rein kristalline SiO2-Beschichtung als auch insbesondere eine unter Sol-Gel-Verfahren hergestellte wasserhaltige SiO2- Schicht, d. h. SiO2 × nH2O verstanden, wie in A. Kiehl und K. Greiwe, Progress in Organic Coatings 37, 1999, 179 beschrieben. Coatings made of silicate are preferred. For the purposes of the invention, the term “silicate” is understood to mean both an essentially purely crystalline SiO 2 coating and in particular a water-containing SiO 2 layer, ie SiO 2 × nH 2 O, produced using the sol-gel process, as in A Kiehl and K. Greiwe, Progress in Organic Coatings 37, 1999, 179.
Insbesondere haben sich Metallpigmente als sehr geeignet erwiesen. Mit Oxidschichten, beispielsweise Aluminiumoxid, Chromoxid oder Silikat, vorzugsweise eine unter Verwendung von Sol-Gel-Verfahren hergestellte SiO2-Schicht (d. h. SiO2 × nH2O), beschichtete Metallpigmente, weisen in der Oxidschicht eine ausreichende Anzahl von Hydroxylgruppen auf, die mit einem Haftvermittler, wie die unten beschriebenen Metallkomplexe und/oder einem funktionellen Organosilan, reagieren oder wechselwirken können. In particular, metal pigments have proven to be very suitable. Metal pigments coated with oxide layers, for example aluminum oxide, chromium oxide or silicate, preferably an SiO 2 layer (ie SiO 2 × nH 2 O) produced using the sol-gel process, have a sufficient number of hydroxyl groups in the oxide layer which can react or interact with an adhesion promoter, such as the metal complexes described below and / or a functional organosilane.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Pigmentoberfläche zusätzlich durch geeignete Oberflächenmodifizierungsmittel - wie in der DE 198 20 112 A1 und der EP 10 84 198 A1 beschrieben - zu beeinflussen. So können insbesondere chemische Funktionalitäten auf die Oberfläche der vorstehend angegebenen korrosionsbeständigen Beschichtungen aufgebracht werden, die eine gute Anbindung der Pigmentoberfläche an den Metallkomplex und/oder das Bindemittel und damit eine verbesserte Haftfestigkeit des Metallpigmentes in der aufgebrachten Beschichtung ermöglichen. There is also the possibility of additionally passing through the pigment surface suitable surface modifiers - as in DE 198 20 112 A1 and EP 10 84 198 A1 described - to influence. So in particular chemical functionalities on the surface of the above corrosion-resistant coatings are applied, which is a good Linking the pigment surface to the metal complex and / or the binder and thus an improved adhesive strength of the metal pigment in the applied Allow coating.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildung können auch eingefärbte Aluminiumpigmente, wie sie in der DE 195 01 307 beschrieben sind, verwendet werden. Hier sind Farbpigmente in die Silikatbeschichtung eingelagert und somit an der Oberfläche des Aluminiumpigmentes fixiert. Diese Pigmente ermöglichen weitere farbliche Varianten der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung. In a further development according to the invention, colored ones can also be used Aluminum pigments as described in DE 195 01 307 are used become. Here, color pigments are embedded in the silicate coating and thus on fixed on the surface of the aluminum pigment. These pigments allow more color variants of the coating composition according to the invention.
Die vorstehenden Beschichtungen umhüllen die Metallpigmente im wesentlichen vollständig, bevorzugt vollständig. Dadurch werden die Metallpigmente zuverlässig gegenüber korrodierenden Einflüssen, insbesondere vor Feuchtigkeit, geschützt. The above coatings essentially envelop the metal pigments completely, preferably completely. This makes the metal pigments reliable protected against corrosive influences, especially moisture.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Metallpigmente aus Metallen, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Aluminium, Zink, Zinn, Kupfer, Eisen, Titan, Stahl, und Legierungen davon, vorzugsweise Goldbronze, besteht, hergestellt. According to a further preferred embodiment, the metal pigments are made of Metals selected from the group consisting of aluminum, zinc, tin, Copper, iron, titanium, steel, and alloys thereof, preferably gold bronze, is made.
Als beschichtete Metallpigmente werden vorzugsweise beschichtete Pigmente aus Aluminium und dessen Legierungen und/oder Zink und dessen Legierungen verwendet. Besonders bevorzugt sind Aluminiumpigmente. Coated pigments are preferably used as coated metal pigments Aluminum and its alloys and / or zinc and its alloys used. Aluminum pigments are particularly preferred.
Derartige plättchenförmige Metallpigmente orientieren sich in der Beschichtung parallel zum Substrat. Die Dicke der Metallpigmente, die ca. 100 nm bis 500 nm beträgt, ist so hoch, daß weder UV- noch IR-Strahlung transmittiert werden kann. Durch die vorzugsweise schuppenförmige Anordnung der Metallpigmente nach dem Aufbringen des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels auf einem Cellulosehaltigen Substrat, wird daher ein praktisch vollständiger UV-Schutz des darunter liegenden Substrates erreicht. Insbesondere besitzen Aluminiumpigmente eine hohe IR-Strahlungsreflektivität. Dadurch kann die eingestrahlte Wärme gut an die Umgebung abgegeben werden. Die Beschichtung leidet weniger unter einer durch zu starke Temperaturwechsel bedingten Rißbildung, wie sie beispielsweise in "Lack auf Holz: Einflussgrössen und Wechselwirkungen", H. Pecina/O. Paprzycki, Curt R. Vincentz Verlag, Hannover, 1995, Hrsg. Ulrich Zorll, S. 114 beschrieben ist. Such platelet-shaped metal pigments are oriented in the coating parallel to the substrate. The thickness of the metal pigments, which is approximately 100 nm to 500 nm is so high that neither UV nor IR radiation can be transmitted. Due to the preferably scale-like arrangement of the metal pigments according to the Application of the coating agent according to the invention on a Cellulose-containing substrate, therefore, is a practically complete UV protection of the underneath lying substrate reached. In particular, aluminum pigments have a high level IR Strahlungsreflektivität. This allows the radiated heat to reach the Environment. The coating suffers less from one through strong temperature changes caused cracking, such as in "paint on Wood: Influences and Interactions ", H. Pecina / O. Paprzycki, Curt R. Vincentz Verlag, Hanover, 1995, ed. Ulrich Zorll, p. 114.
Die korrosionsbeständige Beschichtung der plättchenförmigen Pigmente aus den vorgenannten Materialien weist üblicherweise eine Schichtdicke in einem Bereich von 5 nm bis 400 nm, vorzugsweise von 10 nm bis 150 nm auf. The corrosion-resistant coating of the platelet-shaped pigments from the The aforementioned materials usually have a layer thickness in one area from 5 nm to 400 nm, preferably from 10 nm to 150 nm.
Solche plättchenförmigen Pigmente wurden bislang noch nicht in Holzschutzformulierungen eingesetzt. Such platelet-shaped pigments have not yet been used in Wood preservation formulations used.
Die erfindungsgemäß verwendeten beschichteten Metallpigmente, die für den UV- Schutz von Cellulose-haltigen Substraten verwendet werden, sind im wesentlichen kreisförmig oder oval und weisen vorzugsweise einen maximalen Durchmesser von 1 µm bis 250 µm, vorzugsweise von 5 µm bis 70 µm, auf. The coated metal pigments used according to the invention, which are used for the UV Protection of cellulose-containing substrates used are essential circular or oval and preferably have a maximum diameter of 1 µm up to 250 µm, preferably from 5 µm to 70 µm.
Die Verwendung von Metallpigmenten in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel bewirkt nach Aufbringung auf Holzmaterialien ein metallisches Aussehen. Derartig beschichtete und mithin gegenüber Witterungseinflüssen geschützte Holzmaterialien, beispielsweise Holzplatten, Bretter oder Holzpfosten, eignen sich hervorragend als Fassadenverkleidungen anstelle von Metallblechen, Stahlträgern, Eternitverkleidungen oder mineralischen Baustoffen. The use of metal pigments in the invention Coating agent causes a metallic after application to wood materials Appearance. Coated in this way and therefore against weather influences protected wood materials, such as wooden panels, boards or wooden posts, are ideal as facade cladding instead of metal sheets, Steel beams, Eternit cladding or mineral building materials.
Die moderne Architektur greift im Industriebau immer mehr auf den Baustoff Holz zurück. Dies äußert sich in der Verwendung von Schichtholzplatten, Waferboard, Sperrholzplatten bis hin zur Spanplatte. Gegenüber mineralischen Platten wie Eternit oder metallischen Platten wie Aluminium oder Zink müssen aus Holz bestehende Systeme in der Regel beschichtet werden. Die zur Zeit bekannten Beschichtungssysteme für Holzfassaden bieten einen Schutz für maximal 5 Jahre. Danach wird eine Nachbehandlung des Holzes nötig. Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel schützt Holz oder holzartige Substrate länger als 5 bis 6 Jahre in der Freibewitterung. Die mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel beschichteten Holzbaustoffe stehen mithin für den Einsatz im Industriebau zur Verfügung. Modern architecture increasingly uses wood as a building material in industrial construction back. This manifests itself in the use of plywood panels, wafer boards, Plywood panels to chipboard. Compared to mineral plates such as Eternit or metallic plates such as aluminum or zinc must be made of wood Systems are usually coated. The currently known Coating systems for wooden facades offer protection for a maximum of 5 years. Afterwards, a post-treatment of the wood is necessary. The invention Coating agent protects wood or wood-like substrates for more than 5 to 6 years outdoor exposure. The with the coating agent according to the invention coated wooden building materials are therefore available for use in industrial construction Available.
Ein großer Vorteil von derart geschützten Holzsystemen im industriellen Fassadenbau ist der geringere Preis des Gesamtsystems, verbesserte thermische Raumeigenschaften bei Verwendung der beschichteten Holzmaterialien, die Verfügbarkeit von Holz in holzreichen Gegenden und die Tatsache, daß Holz ein nachwachsender Rohstoff ist und daß die erfindungsgemäß beschichteten Baumaterialien Metall nur in sehr geringen Mengen beispielsweise in Form von Metallpigmenten enthalten. A great advantage of such protected wood systems in industrial Facade construction is the lower price of the overall system, improved thermal Room properties when using the coated wood materials Availability of wood in wood-rich areas and the fact that wood is a is a renewable raw material and that the coated according to the invention Building materials metal only in very small quantities, for example in the form of Contain metal pigments.
Vorzugsweise werden als Metallpigmente Silikat-beschichtete Aluminium-, Zink-, Zinn-, Kupfer-, Eisen-, Titan-, Stahl-, oder Goldbronzepigmente verwendet. Silicate-coated aluminum, zinc, Tin, copper, iron, titanium, steel, or gold bronze pigments are used.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Haftvermittler ein Metallkomplex mit einem oder mehreren organischen Liganden, wobei der Metallkomplex als Zentralion(en) ein oder mehrere Metallkation(en) enthält, die aus der Gruppe, die aus B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Ti, Zr, V, Cr, Mo, Mn, Fe, Zn und Mischungen davon besteht, ausgewählt werden und der Metallkomplex wenigstens zwei funktionelle Gruppen oder Liganden aufweist, die mit Hydroxylgruppen einen Komplex bilden oder eine kovalente Bindung ausbilden oder durch Hydroxylgruppen unter Ausbildung einer Sauerstoff-Zentralkation-Bindung aus dem Komplex verdrängt werden. According to a preferred embodiment, the adhesion promoter is a metal complex with one or more organic ligands, the metal complex as Central ion (s) contains one or more metal cations (s) from the group consisting of B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Ti, Zr, V, Cr, Mo, Mn, Fe, Zn and mixtures thereof, be selected and the metal complex at least two functional groups or has ligands which form a complex with hydroxyl groups or a form covalent bond or by hydroxyl groups to form a Oxygen central cation bond are displaced from the complex.
Weiterhin ist bevorzugt, daß an dem einen Metallkation oder den mehreren Metallkationen des Metallkomplexes wenigstens zwei hydrolysierbare anorganische oder organische Liganden oder zwei Hydroxylionen koordiniert sind. It is further preferred that the one or more metal cations Metal cations of the metal complex at least two hydrolyzable inorganic or organic ligands or two hydroxyl ions are coordinated.
Als hydrolysierbare Liganden können anorganische Liganden, beispielsweise Halogeno, vorzugsweise Chloro, Carbonato, Hydrogencarbonato, etc., oder organische Liganden, beispielsweise Alkoxyliganden, wie bespielsweise Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, etc., verwendet werden. Inorganic ligands, for example, can be used as hydrolyzable ligands Halogeno, preferably chloro, carbonato, hydrogencarbonato, etc., or organic ligands, for example alkoxyl ligands, such as methoxy, Ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, etc. can be used.
Es ist ferner bevorzugt, daß wenigstens ein organischer Ligand an dem einen Metallkation oder den mehreren Metallkationen des Metallkomplexes über eine Carboxylgruppe oder mehrere Carboxylgruppen koordiniert ist. It is further preferred that at least one organic ligand on one Metal cation or the multiple metal cations of the metal complex via one Carboxyl group or several carboxyl groups is coordinated.
Hierfür haben sich insbesondere Fettsäuren mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen als sehr geeignet erwiesen. Es können Mono- oder Dicarbonsäuren oder aber auch Polycarbonsäuren verwendet werden. Fatty acids with 3 to 30 carbon atoms in particular have proven to be very useful for this proven suitable. It can be mono- or dicarboxylic acids or else Polycarboxylic acids are used.
Vorzugsweise ist wenigstens ein organischer Ligand hydrophob. At least one organic ligand is preferably hydrophobic.
Beispielsweise können Alkyl-, Aryl, Alkylaryl- und/oder Arylalkyl-Liganden verwenden werden. Vorzugsweise werden Wachse oder Fettsäuren mit wenigstens 9 weiter bevorzugt mit wenigstens 12 Kohlenstoffatomen sowie Silikone verwendet. For example, alkyl, aryl, alkylaryl and / or arylalkyl ligands will use. Waxes or fatty acids with at least 9 more preferably used with at least 12 carbon atoms and silicones.
Weiterhin ist bevorzugt, daß wenigstens ein organischer Ligand wenigstens eine funktionelle Gruppe aufweist, die mit optionalen Bestandteilen des Beschichtungsmittels reagieren kann. Dieser Ligand kann zusätzlich auch über die vorgenannten hydrophoben Eigenschaften verfügen. Somit kann es sich beispielsweise um eine Fettsäure mit einer reaktionsfähigen Gruppe bzw. Funktionalität handelt. Diese reaktionsfähige Gruppe bzw. Funktionalität kann mit Amino-funktionalisierten Silikonen umgesetzt werden, wodurch die Hydrophobizität des Liganden weiter verstärkt wird. It is further preferred that at least one organic ligand has at least one has functional group with optional components of the Coating agent can react. This ligand can also be added via the have the aforementioned hydrophobic properties. So it can for example a fatty acid with a reactive group or Functionality. This reactive group or functionality can be used with Amino-functionalized silicones are implemented, which increases the hydrophobicity of the ligand is further enhanced.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Metallkomplex durch
die folgende Schritte erhältlich:
- a) Neutralisieren einer Carboxylgruppen-haltigen Verbindung, die 3 bis 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 9 bis 24 Kohlenstoffatome, aufweist, mit einer flüchtigen basischen Stickstoffverbindung, vorzugsweise Ammoniak und/oder einer flüchtigen Aminverbindung,
- b) Zugeben wenigstens eines wasserlöslichen Salzes eines Metalls, das aus der Gruppe, die aus B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Ti, Zr, V, Cr, Mo, Mn, Fe, Zn und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird zu der Mischung aus Schritt (a),
- c) gegebenenfalls Zugeben einer flüchtigen basischen Stickstoffverbindung, vorzugsweise von Ammoniak und/oder einer flüchtigen Aminverbindung, zu der Mischung aus Schritt (b).
- a) neutralizing a compound containing carboxyl groups and having 3 to 30 carbon atoms, preferably 9 to 24 carbon atoms, with a volatile basic nitrogen compound, preferably ammonia and / or a volatile amine compound,
- b) adding at least one water-soluble salt of a metal selected from the group consisting of B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Ti, Zr, V, Cr, Mo, Mn, Fe, Zn and mixtures thereof becomes the mixture from step (a),
- c) optionally adding a volatile basic nitrogen compound, preferably ammonia and / or a volatile amine compound, to the mixture from step (b).
Im Schritt (a) kann als Carboxylgruppen-haltige Verbindung sowohl eine Mono-, Di- oder Polycarbonsäure als auch eine Mischung davon verwendet werden. In step (a), both a mono-, di- or polycarboxylic acid as well as a mixture thereof.
Vorzugsweise wird eine Monocarbonsäure verwendet. Als geeignet haben sich auch Carboxylgruppe(n)-haltiges Wachs, Fettsäure oder Siliconharz mit Carboxylgruppe erwiesen. Die Carboxylgruppe bewirkt eine Koordination der Carboxylgruppe(n)- haltigen Verbindung am Metallkation und mithin eine Fixierung in dem Komplex und somit in der aufgebrachten Beschichtung. A monocarboxylic acid is preferably used. Have also proven to be suitable Carboxyl group (s) containing wax, fatty acid or silicone resin with carboxyl group proved. The carboxyl group coordinates the carboxyl group (s) - containing compound on the metal cation and thus a fixation in the complex and thus in the applied coating.
Die verwendete Carboxylgruppe(n)-haltige Verbindung, vorzugsweise eine Monocarbonsäure, wird vorzugsweise mit Ammoniak oder einem flüchtigem Amin neutralisiert. Als flüchtiges Amin kann beispielsweise Aminomethylpropanol, Diethanolamin, Triethanolamin, etc. verwendet werden The carboxyl group (s) -containing compound used, preferably one Monocarboxylic acid, preferably with ammonia or a volatile amine neutralized. The volatile amine used can be, for example, aminomethylpropanol, Diethanolamine, triethanolamine, etc. can be used
Die in Schritt (a) hergestellte neutralisierte Mischung wird mit einem wasserlöslichen Metallsalz von B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Ti, Zr, V, Cr, Mo, Mn, Fe, Zn oder Mischungen davon in wässriger Umgebung gemischt, worauf ein Metallkomplex erhalten wird. The neutralized mixture prepared in step (a) is washed with a water-soluble Metal salt of B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Ti, Zr, V, Cr, Mo, Mn, Fe, Zn or mixtures of which mixed in an aqueous environment, whereupon a metal complex is obtained.
Es können dabei auch gemischte Metallkomplexe mit verschiedenen Kationen der vorgenannten Metalle hergestellt und bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels verwendet werden. Mixed metal complexes with different cations of the above-mentioned metals and in the manufacture of the invention Coating agent can be used.
Vorzugsweise werden Komplexe mit Si, Al, Zr und/oder Ti als Zentralkationen verwendet. Beispielsweise kann Ammoniumzirkoniumcarbonat als lösliches Metallsalz verwendet werden. Complexes with Si, Al, Zr and / or Ti as central cations are preferred used. For example, ammonium zirconium carbonate can be used as soluble Metal salt can be used.
Es können weiterhin die in dem Europäischen Patent 0 632 109 B1 offenbarten Kupplungsreagenzien, beispielsweise Zirkoniumaluminate, bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels verwendet werden. Diese Kupplungsreagenzien können nach EP 0 632 109 B1 unter der Bezeichnung MANCHEM® bei MANCHEM LIMITED, Ashton New Road, Clayton, Manchester, M11 4AT, England, bezogen werden. Furthermore, those disclosed in European Patent 0 632 109 B1 can be used Coupling reagents, such as zirconium aluminates, in the manufacture of the coating agent according to the invention can be used. This Coupling reagents can be named according to EP 0 632 109 B1 MANCHEM® at MANCHEM LIMITED, Ashton New Road, Clayton, Manchester, M11 4AT, England.
Des weiteren können auch die in dem Europäischen Patent 0 491 773 B1 beschriebenen Metallkomplex-Vernetzungsmittel bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels verwendet werden. Furthermore, those described in European Patent 0 491 773 B1 described metal complex crosslinking agent in the preparation of the coating agent according to the invention can be used.
Ein besonders geeigneter, stark hydrophobierter Metallkomplex ist der HF-200 Komplex, erhältlich bei der Fa. Böhme AG, Bernische Lack- und Farbenfabrik, Stationsstraße 37, 3097 Liebefeld, Schweiz. A particularly suitable, highly hydrophobicized metal complex is the HF-200 Complex, available from Böhme AG, Bernische Lack- und Farbenfabrik, Stationsstrasse 37, 3097 Liebefeld, Switzerland.
Der haftvermittelnde Metallkomplex bewirkt äußerst vorteilhaft sowohl eine Haftung zum Bindemittel, zu der Cellulose-haltigen Substratoberfläche als auch zur Oberfläche des plättchenförmigen Pigmentes, vorzugsweise Metallpigment, unter Ausbildung eines stabilen und beständigen Verbundes. The adhesion-promoting metal complex extremely advantageously causes both adhesion to the binder, to the cellulose-containing substrate surface as well as to Surface of the platelet-shaped pigment, preferably metal pigment, under Formation of a stable and stable network.
Der Mechanismus der überraschenden haftvermittelnden Wirkung des vorstehend beschriebenen Metallkomplexes ist noch nicht geklärt. Es wird vermutet, daß die Liganden des Metallkomplexes mit den Hydroxylgruppen der Cellulose in der Cellulose-haltigen Substratoberfläche umgesetzt werden. Es können bspw. Liganden des Metallkomplexes unter wässrigen Bedingungen hydrolysieren und zu am Zentralkation des Metallkomplexes koordinierten Hydroxylionen führen, die nachfolgend mit den Hydroxylgruppen der Cellulose kondensieren. Es ist aber auch möglich, Metallkomplexe zu verwenden, die bereits am Zentralkation koordinierte Hydroxylionen aufweisen. Diese am Zentralkation koordinierten Hydroxylionen können mit den Hydroxylionen der Cellulose unter Wasserabspaltung den Metallkomplex über eine Sauerstoffbrücke an die Cellulose binden. Auch können Metallkomplexe verwendet werden, bei denen die Hydroxylgruppe der Cellulose den Liganden aus dem Metallkomplex verdrängt. Der Metallkomplex kann auch über Wasserstoffbrückenbindungen an den Hydroxylgruppen der Cellulose gebunden werden. The mechanism of the surprising adhesion-promoting effect of the above described metal complex has not yet been clarified. It is believed that the Ligands of the metal complex with the hydroxyl groups of cellulose in the Cellulose-containing substrate surface are implemented. For example, ligands hydrolyze the metal complex under aqueous conditions and am Central cation of the metal complex lead to coordinated hydroxyl ions subsequently condense with the hydroxyl groups of the cellulose. It is also possible to use metal complexes that already coordinated at the central cation Have hydroxyl ions. These hydroxyl ions coordinated at the central cation can with the hydroxyl ions of cellulose with elimination of water Bind the metal complex to the cellulose via an oxygen bridge. Can too Metal complexes are used in which the hydroxyl group of the cellulose Ligands displaced from the metal complex. The metal complex can also over Hydrogen bonds bound to the hydroxyl groups of the cellulose become.
Die plättchenförmigen Pigmente weisen aufgrund ihrer Beschaffenheit Hydroxylgruppen an der Oberfläche bzw. an der Oberfläche der korrosionsbeständigen Beschichtung auf, die, wie vorstehend für die Wechselwirkung oder Umsetzung mit den Hydroxylgruppen der Cellulose beschrieben, analog mit dem Metallkomplex reagieren oder wechselwirken. The platelet-shaped pigments show due to their nature Hydroxyl groups on the surface or on the surface of the corrosion-resistant coating on the, as above for the interaction or described with the hydroxyl groups of cellulose, analogously with react or interact with the metal complex.
Vorzugsweise sind die plättchenförmigen Pigmente, bevorzugt Metallpigmente, mit wenigstens einer korrosionsbeständigen Beschichtung beschichtet, die reaktive Gruppen aufweist. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Oberfläche der plättchenförmigen Pigmente bzw. die Oberfläche von korrosionsbeständig beschichteten plättchenförmigen Pigmenten, beispielsweise von Silikat-beschichteten Metallpigmenten, mit reaktiven Orientierungsmitteln zu versehen, wie diese in der DE 198 20 112 beschrieben sind, deren Offenbarung hiermit unter Bezugnahme aufgenommen ist. Als Beispiele können OH-Gruppe, Silanolgruppe, Acrylatgruppe, Methacrylatgruppe, Aminogruppe, etc. angegeben werden. The platelet-shaped pigments, preferably metal pigments, are preferably included coated at least one corrosion-resistant coating, the reactive Has groups. Of course it is also possible to change the surface of the platelet-shaped pigments or the surface of corrosion-resistant coated platelet-shaped pigments, for example of silicate-coated To provide metal pigments with reactive orientation agents, such as those in DE 198 20 112 are described, the disclosure of which is hereby incorporated by reference is included. Examples include OH group, silanol group, acrylate group, Methacrylate group, amino group, etc. can be specified.
Derartig beschichtete plättchenförmige Pigmente, vorzugsweise Metallpigmente, reagieren leicht mit dem Haftvermittler, vorzugsweise Metallkomplex und/oder einem funktionalisiertem Organosilan (siehe unten), in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel. Platelet-shaped pigments coated in this way, preferably metal pigments, react easily with the coupling agent, preferably metal complex and / or one functionalized organosilane (see below) in the invention Coating agents.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Haftvermittler ein funktionalisiertes Organosilan RnSiX4-n sein, wobei n = 0 bis 2 ist und R für einen substituierten oder nichtsubstituierten organischen Rest, vorzugsweise Alkyl, Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl, und X für funktionelle Gruppen und/oder für substituierte oder nichtsubstituierte organische Reste steht, die mit Hydroxylgruppen Komplexe bilden und/oder mit Hydroxylgruppen unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reagieren und/oder durch Hydroxylgruppen unter Ausbildung einer Sauerstoff- Silicium-Bindung aus dem Organosilan verdrängt werden. Vorzugsweise wird ein Gemisch aus verschiedenen funktionalisierten Organosilanen verwendet. According to a further embodiment of the invention, the coupling agent can be a functionalized organosilane R n SiX 4-n , where n = 0 to 2 and R is a substituted or unsubstituted organic radical, preferably alkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl, and X is functional Groups and / or substituted or unsubstituted organic radicals which form complexes with hydroxyl groups and / or react with hydroxyl groups to form a covalent bond and / or are displaced from the organosilane by hydroxyl groups with the formation of an oxygen-silicon bond. A mixture of different functionalized organosilanes is preferably used.
Weiterhin ist bevorzugt, dass in dem Beschichtungsmittel als Haftvermittler ein Metallkomplex und ein funktionalisiertes Organosilan enthalten ist. It is further preferred that in the coating agent as an adhesion promoter Metal complex and a functionalized organosilane is included.
Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung von Metallkomplex und funktionalisiertem Organosilan zu einer weiteren Verbesserung der physikalischen Eigenschaften führt. It has been shown that the use of metal complex and functionalized Organosilane leads to a further improvement in the physical properties.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel kann sowohl auf wäßriger Basis, gegebenenfalls unter Zusatz von organischem Lösungsmittel, wie auch auf rein lösungsmittelhaltiger Basis aufgebaut werden. Besonders bevorzugt sind jedoch aus ökologischen Gründen wäßrige Systeme, die vorzugsweise im wesentlichen aus Wasser bestehen und nur geringfügige Mengen an organischem Lösungsmittel enthalten. The coating agent according to the invention can be based on water, optionally with the addition of organic solvent, as well as pure solvent-based base. However, are particularly preferred ecological reasons aqueous systems, which preferably consist essentially of There are water and only a small amount of organic solvent contain.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Weiterbildung werden Metallkomplexe mit Silicium-, Titan-, Zirkonium- und Aluminiumkationen als Zentralkationen verwendet. In a preferred development according to the invention, metal complexes are used Silicon, titanium, zirconium and aluminum cations used as central cations.
Es zeigte sich überraschenderweise, dass Metallkomplexe mit diesen Metallkationen eine besonders deutliche Verbesserung in Schnellbewittterungstests ergeben. Diese Metallkomplexe sind besonders gut geeignet, durch Reaktion mit den Hydroxylgruppen der Cellulose eine gute Haftung an der Substratoberfläche zu bewirken, an Funktionalitäten auf der Pigmentoberfläche anzubinden und gegebenenfalls mit den Bindemitteln in dem Beschichtungsmittel zu reagieren. Surprisingly, it was found that metal complexes with these metal cations result in a particularly significant improvement in rapid weathering tests. This Metal complexes are particularly well suited by reaction with the Hydroxyl groups of cellulose adhere well to the substrate surface cause to bind to functionalities on the pigment surface and optionally react with the binders in the coating composition.
Auf diese Weise wird ein ausgezeichneter Haftverbund zwischen allen Komponenten der Beschichtung erreicht. Insbesondere werden die plättchenförmigen Pigmente, vorzugsweise Metallpigmente, in der Beschichtung zuverlässig verankert. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn über den Metallpigmenten liegendes Bindemittel mit der Zeit unter UV- und Feuchtigkeitseinwirkung abgebaut werden sollte. This creates an excellent bond between all components the coating reached. In particular, the platelet-shaped pigments, preferably metal pigments, reliably anchored in the coating. This is This is particularly advantageous if there is a binder lying over the metal pigments the time should be reduced under the influence of UV and moisture.
Ein weiterer Effekt dieser Metallkomplexe ist eine zusätzliche Hydrophobierung der Beschichtung. Die Hydrophobierung wird weiter verbessert, wenn der Metallkomplex einen Liganden mit einem langkettigen verzweigten oder unverzweigten Alkylrest aufweist. Beispielsweise kann der Ligand eine Monocarbonsäure mit 9 oder mehr Kohlenstoffatomen sein wie z. B. mit 16 (Palmitinsäure) oder 18 Kohlenstoffatomen (Stearinsäure). Derartige Fettsäuren werden in durch Amine neutralisierter Form schon seit langem in Holzschutzbeschichtungen zur Hydrophobierung eingesetzt. Nachteilig hierbei ist bislang, daß diese Salze unter dem Einfluß von Wasser auf die Beschichtung mit der Zeit ausgewaschen werden können. Damit läßt die hydrophobierende Wirkung der Beschichtung mit der Zeit nach und Korrosionsprozesse setzen vermehrt ein. Another effect of these metal complexes is an additional hydrophobization of the Coating. The water repellency is further improved if the metal complex a ligand with a long-chain branched or unbranched alkyl radical having. For example, the ligand can be a monocarboxylic acid with 9 or more Be carbon atoms such as B. with 16 (palmitic acid) or 18 carbon atoms (Stearic acid). Such fatty acids are neutralized by amines has long been used in wood protection coatings for water repellency. A disadvantage of this has so far been that these salts under the influence of water on the Coating can be washed out over time. With that, the The coating becomes hydrophobic over time Corrosion processes are increasing.
Durch Komplexierung der vorzugsweise verwendeten Fettsäure über die Carboxylgruppe an dem Metallkation ist die Fettsäure in der Beschichtung fixiert und hydrophobiert zuverlässig die Substratoberfläche. By complexing the preferably used fatty acid over the The fatty acid is fixed in the coating and carboxyl group on the metal cation reliably hydrophobicizes the substrate surface.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform können die hydrophoben Eigenschaften der Metallkomplexe durch Umsatz von einem oder mehreren Liganden mit geeignet funktionalisierten Siliconölen oder -harzen verbessert werden. Bei den funktionalisierten Siliconölen handelt es sich beispielsweise um aminofunktionelle Siliconöle, Siliconharze oder carboxylfunktionelle Wachse. In a further embodiment according to the invention, the hydrophobic Properties of the metal complexes by turnover of one or more Ligands with suitably functionalized silicone oils or resins can be improved. The functionalized silicone oils are, for example amino-functional silicone oils, silicone resins or carboxyl-functional waxes.
Beispiele derartiger Silikonöle und Wachse sind: Dow-Corning® 2-9034 (nichtionogene Organosilikon-Emulsion), Baysilone® (erhältlich bei Bayer AG, Leverkusen, Deutschland), Crodasil-Reihe (erhältlich bei Croda Resins Ltd.), Silikophen-Reihe (erhältlich bei Tego, Essen, Deutschland), Ceridust, Licowax (erhältlich bei Clariant GmbH, Deutschland). Examples of such silicone oils and waxes are: Dow-Corning® 2-9034 (nonionic organosilicone emulsion), Baysilone® (available from Bayer AG, Leverkusen, Germany), Crodasil series (available from Croda Resins Ltd.), Silicophen series (available from Tego, Essen, Germany), Ceridust, Licowax (available from Clariant GmbH, Germany).
Unter Bindemittel, die in dem Beschichtungsmittel enthalten sind, werden herkömmliche Bindemittel, die mit bestimmten funktionellen Gruppen ausgestattet sind, verstanden. Dabei kann es sich beispielsweise um Monomerfunktionalitäten, wie beispielsweise Methacrylat- oder Acrylatgruppen, handeln. Geeignet sind weiterhin Bindemittel, welche über eine oder mehrere freie Carboxylgruppen und/oder Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen verfügen und mithin eine Umsetzung mit dem Metallkomplex und/oder dem funktionalisierten Organosilan ermöglichen. Among binders that are contained in the coating agent conventional binders equipped with certain functional groups are understood. This can be, for example, monomer functionalities, such as methacrylate or acrylate groups. Are suitable further binders which have one or more free carboxyl groups and / or hydroxyl groups and / or amino groups and therefore have one Implementation with the metal complex and / or the functionalized organosilane enable.
Vorzugsweise können die funktionellen Gruppen des Bindemittels mit der vorzugsweise funktionalisierten Oberfläche der Pigmente und/oder mit den Metallkomplexen unter Ausbildung von chemische Bindungen umgesetzt werden. Unter einer chemischen Bindung wird erfindungsgemäß eine kovalente Bindung, Ionenbindungen, Wasserstoffbrückenbindung oder Komplexbildung verstanden. Preferably, the functional groups of the binder with the preferably functionalized surface of the pigments and / or with the Metal complexes are implemented with the formation of chemical bonds. According to the invention, a chemical bond is a covalent bond, Understand ion bonds, hydrogen bonding or complex formation.
Des weiteren können auch die in der WO 93/08006 beschriebenen organofunktionellen Silane als Bindemittel verwendet werden. Furthermore, those described in WO 93/08006 can also be used organofunctional silanes can be used as binders.
Der Bindemittelanteil der Beschichtungszusammensetzung sollte nicht zu hoch gewählt werden, da andernfalls die Dampfdurchlässigkeit der Beschichtungen leiden könnte. The proportion of binder in the coating composition should not be too high should be chosen, otherwise the vapor permeability of the coatings will suffer could.
Eine gute Dampfdurchlässigkeit ist wichtig für lange Bewitterungszeiten, da andernfalls Beschichtungen durch unterwanderndes Wasser abplatzen können. Das Bindemittel ist vorzugsweise in Anteilen von 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels, in dem Beschichtungsmittel enthalten. Good vapor permeability is important for long periods of weather, because otherwise coatings can flake off due to infiltrating water. The Binder is preferably in proportions of 10 to 20 wt .-%, based on the Total weight of the coating agent contained in the coating agent.
Es können Bindemittel sowohl für wäßrige als auch für lösemittelhaltige Dispersionen verwendet werden. Besonders bevorzugt sind jedoch Bindemittel für wäßrige Systeme. Binders can be used for both aqueous and solvent-based dispersions be used. However, binders for aqueous are particularly preferred Systems.
Beispiele derartiger Bindemittel sind: Mowilith LDM Holzlasuren (Acrylatsystem erhältlich bei Clariant GmbH, Division CP, Am Unionspark 1, D-65843 Sulzbach am Taunus, Deutschland), Primal AC 337 (Acrylat Dispersion erhältlich bei Rohm & Haas, In der Kron 4, D-60489 Frankfurt, Deutschland) oder Necowel 6262, Necowel 2275, Necowel 2329 oder Necowel 5088 AMP (Polyurethan modifizierte Alkydharzdispersion; erhältlich bei Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH, Hildenstr. 16-18, Postfach 440, D-40721 Hilden, Deutschland). Examples of such binders are: Mowilith LDM wood glazes (acrylate system available from Clariant GmbH, Division CP, Am Unionspark 1, D-65843 Sulzbach am Taunus, Germany), Primal AC 337 (acrylate dispersion available from Rohm & Haas, In der Kron 4, D-60489 Frankfurt, Germany) or Necowel 6262, Necowel 2275, Necowel 2329 or Necowel 5088 AMP (polyurethane modified alkyd resin; available from Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH, Hildenstr. 16-18, P.O.Box 440, D-40721 Hilden, Germany).
Das Beschichtungsmittel weist vorzugsweise einen Feststoffgehalt von 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise bei 15 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels, auf. The coating composition preferably has a solids content of 10 to 35% by weight, preferably at 15 to 30 wt .-%, based on the total weight of the Coating agent.
Der Gehalt an Metallpigment in dem Beschichtungsmittel liegt bei 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise bei 4 bis 16 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels. The content of metal pigment in the coating composition is 2 to 20% by weight, preferably at 4 to 16 wt .-%, based on the total weight of the Coating agent.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von plättchenfömigen Pigmenten zu Bindemittel relativ hoch und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 : 5 bis 1 : 1, bezogen auf die jeweiligen Gewichtsanteile. The ratio of platelet-shaped pigments to binder is preferred relatively high and is preferably in a range from 1: 5 to 1: 1, based on the respective parts by weight.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Beschichtungsmittel Zusatzstoffe, wie beispielsweise Fungizide, Verdicker, Entschäumer, Hilfslösemittel, Antiabsetzmittel, weitere Hilfsbindemittel, etc., enthalten. Art und Menge dieser zugesetzten optional verwendeten Zusatzstoffe entsprechen dabei dem Stand der Technik. According to a further preferred embodiment, the coating agent can Additives such as fungicides, thickeners, defoamers, auxiliary solvents, Anti-settling agents, other auxiliary binders, etc. contain. Type and amount of this added additives used optionally correspond to the state of the Technology.
Zusätzlich können auch noch Insektizide und/oder Algizide zugegeben werden. Insecticides and / or algicides can also be added.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel ist vorteilhaft ein 1K-System (Einkomponentensystem), daß nach Applikation ohne Zugabe einer weiteren Komponente aushärtet. Die Aushärtung erfolgt nach Verflüchtigung inhibierender Zusatzstoffe wie beispielsweise Ammoniak oder flüchtige Amine. Der grundsätzliche Aufbau von 1K-Systemen ist dem Fachmann bekannt. The coating composition according to the invention is advantageously a 1-component system (One-component system) that after application without adding another Component cures. The hardening takes place after volatilization inhibiting Additives such as ammonia or volatile amines. The basic one The construction of 1K systems is known to the person skilled in the art.
Bei dem Cellulose enthaltenem Substrat handelt es sich vor allem um Holz oder holzartige Fasern. Die OH-Funktionen der Cellulose können dabei mit OH- Funktionen des Metallkomplexes unter Kondensation reagieren und stabile Bindungen ausbilden. The cellulose-containing substrate is primarily wood or woody fibers. The OH functions of cellulose can be Functions of the metal complex react under condensation and stable Form bonds.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung findet Verwendung als bewitterungsstabile Grundierung für die Beschichtung von Holz oder holzartigen Fasern. Die Erfindung betrifft mithin auch unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels hergestellte beschichtete Substrate und Substratoberflächen, wie beispielsweise beschichtete Holzplatten, Holzpfosten, beschichtete Baumaterialien aus Holz, etc. The coating composition according to the invention is used as weather-resistant primer for the coating of wood or wood-like Fibers. The invention therefore also relates to the use of the invention Coated substrates and substrate surfaces produced by coating compositions, such as coated wooden panels, wooden posts, coated Building materials made of wood, etc.
Äußerst vorteilhaft ist die Schichtdicke einer auf eine Substratoberfläche aufgebrachten erfindungsgemäßen Beschichtung mit etwa 10 µm bis 50 µm, vorzugsweise 20 µm bis 45 µm, weiter bevorzugt von 30 µm bis 45 µm, sehr dünn. Im Stand der Technik weisen deckende Beschichtungen eine Schichtdicke von 100 µm und mehr auf, die teuer sind und leicht abplatzen. Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel erlaubt vorteilhaft eine starke Einsparung an Beschichtungsmaterial. The layer thickness on a substrate surface is extremely advantageous applied coating according to the invention with about 10 μm to 50 μm, preferably 20 µm to 45 µm, more preferably from 30 µm to 45 µm, very thin. In the prior art, covering coatings have a layer thickness of 100 μm and more that are expensive and easily flake off. The invention Coating agent advantageously allows a large saving Coating material.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Beispiele weiter erläutert. Diese Beispiel sind jedoch keinesfalls als den Schutzumfang der Erfindung begrenzend anzusehen. The invention is explained in more detail below with the aid of a few examples. This However, examples are by no means limitative of the scope of the invention to watch.
2 g Montanwachssäure (erhältlich bei Fa. Clariant GmbH, Deutschland (s. o.)) und 0,6 g Silikonharzemulsion mit der Bezeichnung Silikophen P40/W (erhältlich bei Fa. Tego, Essen, Deutschland) werden unter Rühren zu 94 g Wasser gegeben. Die erhaltene Suspension wird auf 70°C bis 75°C erwärmt. Zu der erwärmten Suspension wird eine äquimolare Menge an 2-Amino-2-methylpropan-1-ol unter Rühren mit 2000 Upm hinzugefügt und das Reaktionsgemisch neutralisiert. Dann wird ein kleiner Überschuß Ammoniak zugegeben. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch auf 30°C abgekühlt, und es werden 3,4 g Ammoniumzirkoniumcarbonat unter vorsichtigem Rühren hinzugefügt. Nach ca. 1 h ist die Komplexbildung beendet. Der hergestellte Komplex kann ohne weitere Aufarbeitung in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel verwendet werden. 2 g montan wax acid (available from Clariant GmbH, Germany (see above)) and 0.6 g Silicone resin emulsion with the designation Silicophen P40 / W (available from Fa. Tego, Essen, Germany) are added to 94 g of water with stirring. The suspension obtained is heated to 70 ° C to 75 ° C. To the warmed one Suspension is under an equimolar amount of 2-amino-2-methylpropan-1-ol Stirring at 2000 rpm added and the reaction mixture neutralized. Then a small excess of ammonia is added. Below is that Cooled reaction mixture to 30 ° C, and there are 3.4 g Ammonium zirconium carbonate added with gentle stirring. After about 1 hour the complex formation is complete. The complex produced can be used without further Workup can be used in the coating composition of the invention.
400 g HF-200 (Metallkomplex), 200 g HF 2253 (Antiabsetzmittel) (HF-200 und HF 2253 sind beide bei der Fa. Böhme AG, Schweiz (s. o.) erhältlich) werden unter intensivem Rühren mit 225 g Necowel 5088 (erhältlich bei Fa. Ashland-Südchemie- Kernfest GmbH, Deutschland (s. o.)) und 150 g Mowilith LDM 7416 (erhältlich bei Fa. Clariant GmbH (s. o.)) vermengt. Durch Zugabe von 250 g Wasser wird eine Viskosität von 19 bis 20 Sekunden im DIN 4 Auslaufbecher eingestellt. Zu diesem Gemisch werden unter Rühren 100 g Stapa® IL Hydrolan 212 VP 54666/G (erhältlich bei Fa. Eckart GmbH & Co. KG, D-91235 Velden, Deutschland: eine Paste mit Aluminiumpigmenten, die mit ca. 5 Gew.-% SiO2 × nH2O beschichtet sind) unter Rühren hinzugefügt. Das so hergestellte erfindungsgemäße Beschichtungsmittel kann direkt zum Beschichten verwendet werden. 400 g HF-200 (metal complex), 200 g HF 2253 (anti-settling agent) (HF-200 and HF 2253 are both available from Böhme AG, Switzerland (see above)) with intensive stirring with 225 g Necowel 5088 (available from Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH, Germany (see above) and 150 g Mowilith LDM 7416 (available from Clariant GmbH (see above)). By adding 250 g of water, a viscosity of 19 to 20 seconds is set in the DIN 4 flow cup. 100 g of Stapa® IL Hydrolan 212 VP 54666 / G (available from Eckart GmbH & Co. KG, D-91235 Velden, Germany) are added to this mixture with stirring: a paste with aluminum pigments containing about 5% by weight SiO 2 × nH 2 O are coated) added with stirring. The coating composition of the invention thus produced can be used directly for coating.
Fichtenholz-Probenbrettchen (21 × 9 cm) wurden, wie in Tabelle 1 angegeben,
mittels Pinselauftrag beschichtet. Dabei wurden zunächst eine oder zwei
Grundierungsschichten (G) und nachfolgend ein oder zwei Deckschichten (D)
aufgebracht, wie in der Spalte "Beschichtungsaufbau" angegeben. Es wurden jeweils
insgesamt 3 Schichten aufgetragen. Nach Auftrag der jeweiligen Grundierung ließ
man die Beschichtung für 24 Stunden bei Zimmertemperatur trocknen. Nachfolgend
wurden die Deckschichten aufgetragen.
Tabelle 1
Spruce wood sample boards (21 × 9 cm) were coated by brush application, as indicated in Table 1. First, one or two primer layers (G) and then one or two cover layers (D) were applied, as indicated in the "Coating structure" column. A total of 3 layers were applied. After application of the respective primer, the coating was allowed to dry for 24 hours at room temperature. The top layers were then applied. Table 1
Die Beschichtungsmittel Lignol WAB, Aqua-Stop satin, Aqua-Stop matt, Perl-Color grau, Perl-Color Beizlasur PC-9 walnuß, Satin-Color Dickschichtlasur SC-9 walnuß, ASS-Grund weiß, Satin-Color FF-5000 Fensterfarbe RAL 9010 sind bei der Firma Böhme AG, Schweiz (s. o.) erhältlich und enthalten keine plättchenförmigen Pigmente. The coating agents Lignol WAB, Aqua-Stop satin, Aqua-Stop matt, Perl-Color gray, Perl-Color stain glaze PC-9 walnut, Satin-Color thick-layer glaze SC-9 walnut, ASS-Grund white, Satin-Color FF-5000 window color RAL 9010 are with the company Böhme AG, Switzerland (see above) are available and do not contain any platelet-shaped Pigments.
Das Lacksystem Perl-Color ist bei der Fa. Böhme AG, Schweiz (s. o.) erhältlich. Zu diesem Lacksystem wurden plättchenförmige Aluminiumpigmente (Stapa® IL Hydrolan 212 VP 54666/G (Größe der Pigmentplättchen: 60 µm), erhältlich bei Fa. Eckart GmbH & Co KG (s. o)) hinzugefügt. Im Folgenden wird diese Mischung als Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212 bezeichnet. Der Anteil an Stapa® IL Hydrolan 212 in der Mischung Perl-Color betrug 10 Gew.-% einer Paste mit 65 Gew.-% Feststoffgehalt und 35 Gew.-% Isopropanol. Das Aluminiumpigment besteht aus etwa 95 Gew.-% Aluminium und 5 Gew.-% SiO2 × nH2O. Die Endkonzentration an Aluminiumpigment in der Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212 beträgt ca. 6 Gew.-%. The Perl-Color coating system is available from Böhme AG, Switzerland (see above). Platelet-shaped aluminum pigments (Stapa® IL Hydrolan 212 VP 54666 / G (size of the pigment platelets: 60 µm), available from Eckart GmbH & Co KG (see above)) were added to this coating system. This mixture is referred to below as Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212. The proportion of Stapa® IL Hydrolan 212 in the Perl-Color mixture was 10% by weight of a paste with 65% by weight solids content and 35% by weight isopropanol. The aluminum pigment consists of approximately 95% by weight aluminum and 5% by weight SiO 2 × nH 2 O. The final concentration of aluminum pigment in the Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212 is approximately 6% by weight.
Die vorgenannten Beschichtungsmittel 1 bis 10 enthalten jeweils den Metallkomplex HF-200 (erhältlich bei der Firma Böhme AG, Schweiz (s. o.)) in einer Menge von 40 Gew.-%. The aforementioned coating compositions 1 to 10 each contain the metal complex HF-200 (available from Böhme AG, Switzerland (see above)) in an amount of 40% by weight.
Die Probenbrettchen wurden einer Schnellbewitterung in Anlehnung an ENISO
11507 mit einem QUV-Gerät unterzogen. Die Versuche wurden von der
Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), Überlandstr.
129, 8600 Dübendorf/Schweiz, durchgeführt. Das QUV-Gerät wurde von der Fa. Q-
Panel Corporation in Cleveland, Ohio/USA bezogen und für die Untersuchung von
Holzproben modifiziert, wie in J. Sell und K. Weiss, Apparat für die künstliche
Bewitterung von Holz und Holzanstrichen, farbe + lack, 6/1989, Seiten 417-418,
beschrieben. Dabei wurden die Probenbrettchen zunächst für eine Woche bei 23°C
und 50% relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert. Anschließend wurden die
Probenbrettchen für 2400 h mit folgendem Wochenzyklus in einem QUV-Gerät
bewittert:
- - 24 h betauen bei 45°C
- - 6 Tage:
- - 2,5 h UV-Bestrahlung bei 60°C
- - 0,5 h Beregnen
- - Defrost for 24 h at 45 ° C
- - 6 days:
- - 2.5 h UV radiation at 60 ° C
- - Sprinkling for 0.5 h
Das Ergebnis der künstlichen Bewitterung ist in Tabelle 2 wiedergegeben.
Die Beurteilung erfolgte visuell, wobei die bewitterten Proben mit einem
unbewittertem Standard verglichen wurden. Es wurde folgender Bewertungsmaßstab
verwendet:
0: keine sichtbare Änderung
1: schwach sichtbare Änderung
2: deutlich sichtbare Änderung
3: stark sichtbare Änderung
4: sehr stark sichtbare Änderung
5: sichtbare Änderung auf der gesamten Probenfläche
Tabelle 2
Ergebnis der Schnellbewitterung
The result of the artificial weathering is shown in Table 2. The evaluation was carried out visually, the weathered samples being compared to an unweathered standard. The following evaluation scale was used:
0: no visible change
1: slightly visible change
2: clearly visible change
3: highly visible change
4: very visible change
5: Visible change on the entire sample area Table 2 Result of rapid weathering
Die mit Aluminiumpigmenten beschichteten Proben (Proben Nr. 3, 7, 8 und 9) erwiesen sich als besonders beständig und zeigten das beste Ergebnis. Überraschenderweise zeigten die Proben Nr. 3 und 9, die über der Aluminiumhaltigen Beschichtung keine weitere Deckschicht ohne Aluminiumpigment aufwiesen, die besten Ergebnisse. Der Erhalt des Glanzes zeigt, daß es zu keiner Oxidation der Aluminiumpigmente kam. Des weiteren kam es bei keiner der Proben Nr. 3, 7, 8 und 9 zu einem Haftungsverlust in Form von visuell sichtbaren Abplatzungen oder Ablösungen. The samples coated with aluminum pigments (samples No. 3, 7, 8 and 9) proved to be particularly stable and showed the best result. Surprisingly, samples Nos. 3 and 9, which were above the Aluminum-containing coating had no further top layer without aluminum pigment, the best results. Preservation of the gloss shows that there is no oxidation of the Aluminum pigments came. Furthermore, none of the samples Nos. 3, 7, 8 and 9 a loss of liability in the form of visually visible flaking or Detachments.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Beschichtungsmittel, die plättchenförmige Pigmente enthalten, eine deutliche Verbesserung der Bewitterungsstabilität gegenüber den Vergleichsproben zeigten. In summary, it can be stated that the coating compositions, the contain platelet-shaped pigments, a significant improvement in Weathering stability compared to the comparison samples showed.
Es wurden folgende Beschichtungsmittel (A) bis (E) verwendet:
- A) Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212 (Teilchengröße 60 µm), gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel 3 oben
- B) Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212 (Teilchengröße 60 µm), Zusammensetzung wie bei Probe (B), jedoch ohne Metallkomplex HF 200
- C) Perl-Color + 10% Stapa® Roto Vario Aqua 610012 (Teilchengröße 18 µm, es handelt sich um ein Aluminiumpigment, welches lediglich durch organische Additive eingeschränkt gegenüber Korrosion stabilisiert ist, jedoch keine korrosionsbeständige Beschichtung aufweist. Das Aluminiumpigment Roto Vario Aqua 610012 wird üblicherweise in Druckfarben verwendet)
- D) Lasurfarbe aus Perl-Color mit 4 Gew.-% deckenden TiO2- Pigmenten TRONOX CR-800 (erhältlich von Firma Kerr McGEE) und 2 Gew.-% mikronisierten transparenten TiO2-Pigmenten Hombitec RM 400 WP (erhältlich von Firma Sachtleben (s. o.)) (Bei den TiO2-Pigmenten handelt es sich um unförmig bis kugelförmige Pigmente, nicht jedoch um plättchenförmige Pigmente)
- E) Lasurfarbe aus Perl-Color mit 4 Gew.-% deckenden Eisenoxidgelb-Pigmente COLANYL-Oxidgelb R 131 (erhältlich von Clariant GmbH (s. o.)) und 4 Gew.-% mikronisierten transparenten Eisenoxidgelb-Pigmente Napronyl-Tr. Oxidyellow L 8020 (erhältlich von Clariant GmbH (s. o.)) (Bei den Eisenoxidgelb-Pigmenten handelt es sich um unförmig bis kugelförmige Pigmente, nicht jedoch um plättchenförmige Pigmente).
- A) Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212 (particle size 60 µm), same composition as in Example 3 above
- B) Perl-Color + 10% Stapa® Hydrolan 212 (particle size 60 µm), composition as for sample (B), but without HF 200 metal complex
- C) Perl-Color + 10% Stapa® Roto Vario Aqua 610012 (particle size 18 µm, it is an aluminum pigment which is only stabilized against corrosion by organic additives, but has no corrosion-resistant coating. The aluminum pigment Roto Vario Aqua 610012 is usually used in printing inks)
- D) Glaze paint made from Perl-Color with 4% by weight opaque TiO 2 pigments TRONOX CR-800 (available from Kerr McGEE) and 2% by weight micronized transparent TiO 2 pigments Hombitec RM 400 WP (available from Sachtleben (see above)) (The TiO 2 pigments are bulky to spherical pigments, but not platelet-shaped pigments)
- E) Glaze paint made of Perl-Color with 4% by weight opaque iron oxide yellow pigments COLANYL oxide yellow R 131 (available from Clariant GmbH (see above)) and 4% by weight micronized transparent iron oxide yellow pigments Napronyl-Tr. Oxidyellow L 8020 (available from Clariant GmbH (see above)) (The iron oxide yellow pigments are bulky to spherical pigments, but not platelet-shaped pigments).
Die Beschichtungsmittel (A) bis (E) wurden hergestellt, indem die angegebenen Pigmente in den angegebenen Mengen in das Lacksystem Perl-Color eingebracht wurden. Mit Ausnahme des Beschichtungsmittels (B) enthielt das Perl-Color jeweils den Metallkomplex HF 200. Coating agents (A) to (E) were prepared by following the indicated Pigments are introduced into the Perl-Color coating system in the specified amounts were. With the exception of the coating agent (B), the Perl color contained the HF 200 metal complex.
Mit den vorgenannten Beschichtungsmitteln wurden Fichtenholz-Probenbrettchen
unter identischen Bedingungen beschichtet. Die beschichteten Probenbrettchen
wurden gegenüber einer Freibewitterung für mehrere Jahre ausgesetzt.
Freibewitterungsbedingungen
Standort: Bern-Liebefeld, Schweiz
Wohngebiet ohne Großindustrie
45° Winkel, Richtung Südwest
keine Norm
Spruce wood sample boards were coated with the aforementioned coating agents under identical conditions. The coated sample boards were exposed to outdoor exposure for several years. Outdoor weather conditions Location: Bern-Liebefeld, Switzerland
Residential area without large industry
45 ° angle, towards southwest
not a norm
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt, wobei die Bewertung visuell unter
Verwendung des in bezug auf Tabelle 2 angegebenen Bewertungsmaßstabes
erfolgte.
Tabelle 3
The results are shown in Table 3, and the evaluation was made visually using the evaluation scale given in relation to Table 2. Table 3
Ein Teil der mit dem Beschichtungsmittel (D) beschichteten Probenbrettchen wurde nach zwei Jahren aus dem Wetterstand genommen. Ein weiterer Teil der mit dem Beschichtungsmittel (D) beschichteten Probenbrettchen wurde nach vier Jahren aus dem Wetterstand genommen. A part of the sample boards coated with the coating agent (D) became removed from the weather after two years. Another part of that with the Coating agent (D) coated sample board was removed after four years taken from the weather.
Die in Tabelle 3 dargestellten Ergebnisse stehen in Übereinstimmung mit den in Beispiel 3 bei der Schnellbewitterung erhaltenen Ergebnissen. Das Beschichtungsmittel (A) war den zu Vergleichszwecken weiter verwendeten Beschichtungsmitteln (B) bis (E) deutlich überlegen. The results shown in Table 3 are in agreement with those in Example 3 Results obtained in rapid weathering. The Coating agent (A) was the one used further for comparison purposes Clearly superior coating agents (B) to (E).
Aus dem direkten Vergleich der Beschichtungsmittel (A) und (B) ist zu sehen, daß die Verwendung des Metallkomplexes HF 200 eine sehr starke Verbesserung in bezug auf die Haftung der aufgebrachten Beschichtung hat. From the direct comparison of the coating compositions (A) and (B) it can be seen that the Using the metal complex HF 200 a very strong improvement in relation on the liability of the applied coating.
Das Ergebnis des verwendeten Beschichtungsmittel (C) zeigt, daß die Verwendung von korrosionsbeständigen Pigmenten von sehr großer Bedeutung ist. Im Falle des Beschichtungsmittels (C) trat bereits nach zwei Jahren durch Korrosion ein starker Glanzverlust ein. Die in dem Beschichtungsmittel (A) verwendeten Aluminiumpigmente sind im Unterschied zu den im Beschichtungsmittel (C) verwendeten Aluminiumpigmenten mit einer korrosionsbeständigen Silikatbeschichtung vollständig beschichtet. The result of the coating agent (C) used shows that the use of corrosion-resistant pigments is very important. In the case of Coating agent (C) already had a strong corrosion after two years Loss of gloss. Those used in the coating agent (A) Aluminum pigments are different from those in the coating agent (C) used aluminum pigments with a corrosion-resistant Silicate coating fully coated.
Die Ergebnisse der verwendeten Beschichtungsmittel (D) und (E) zeigen, daß die Verwendung von plättchenförmigen Pigmenten von sehr großer Bedeutung ist. Im Falle der Beschichtungsmittel (D) und (E) wurden bei sämtlichen Bewertungspunkten sehr schlechte Ergebnisse erhalten. The results of the coating compositions (D) and (E) used show that the Use of platelet-shaped pigments is very important. in the Case of coating agents (D) and (E) were rated at all get very bad results.
Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel (A) beschichteten Holzbrettchen eine überraschend geringe Verschmutzung der Oberfläche aufwiesen. Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels (A) hergestellten Beschichtungen besitzen mithin eine Selbstreinigungswirkung. In addition, it was found that the with the invention Coating agent (A) coated wooden boards a surprisingly low Surface contamination. The using the have coatings produced according to the invention (A) therefore a self-cleaning effect.
Somit eignet sich das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel auch zur Herstellung von Substratoberflächen mit einer schmutzabweisenden Oberfläche bzw. von Oberflächen mit einem Selbstreinigungseffekt. The coating composition of the invention is therefore also suitable for production of substrate surfaces with a dirt-repellent surface or of Surfaces with a self-cleaning effect.
Aufgrund der zuverlässigen Haftung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels an Cellulose-haltigen Oberflächen und der langjährigen Beständigkeit der hergestellten Beschichtung wird ein äußerst effektiver UV-Schutz bereitgestellt. Because of the reliable adhesion of the coating agent according to the invention on cellulose-containing surfaces and the long-term durability of the produced coating provides an extremely effective UV protection.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ECKERT GMBH, 90763 FUERTH, DE |
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Owner name: ECKART GMBH, 90763 FUERTH, DE |
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