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Verhinderung des Absetzens von Pigmenten und Füllstoffen in Lackfarben
und anderen filmbildenden Suspensionen Die Erfindung betrifft die Verwendung von
Salzen höhermolekularer basischer Polyamide weichharzartiger Beschaffenheit mit
anorganischen oder organischen Säuren oder sauer reagierenden Verbindungen in Form
von Lösungen in polaren oder unpolaren Lösungsmitteln als in Mengen von 0,1 bis
2O/o, auf den Festkörper bezogen, einzusetzende Schwebemittel zur Verhinderung des
Absetzens von Pigmenten und Füllstoffen in Lackfarben und anderen filmbildenden
Suspensionen.
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Pigmenthaltige Lackfarben und andere füllstoffhaltige filmbildende
Kunststofflösungen, Emulsionen oder Dispersionen zeigen bekanntlich häufig beim
Lagern Absetz- und Entmischungserscheinungen, wodurch ihre Verarbeitung sehr erschwert
wird. Zur Verhinderung des Absetzens wurden daher schon viele Schwebemittel der
verschiedensten chemischen Zusammensetzung vorgeschlagen, z. B. hochmolekulare wachsartige
Stoffe, Alkoholsulfonate, anionische und kationische oberflächenaktive Stoffe usw.
Aus der deutschen Patentschrift 717 502 sind bereits Salze von Fettsäuren mit Aminen
bekannt, die das Absetzen von Pigmenten in Lackfarben in Gegenwart geringer Mengen
Wasser verhindern; es handelt sich hier jedoch ausschließlich um niedere Amine,
vornehmlich um niedere Oxyamine.
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Überraschenderweise konnte nun festgestellt werden, daß neue, bisher
nicht beschriebene Salze höhermolekularer Basen in ausgezeichneter Weise das Absetzen
von Pigmenten und anderen Füllstoffen in Lackfarben und anderen filmbildenden Suspensionen
verhindern. Diese Salze, für deren Herstellung hier kein Schutz begehrt wird, werden
durch Umsetzung von höhermolekularen basischen Polyamiden weichharzartiger Beschaffenheit
mit bestimmten anorganischen und organischen Säuren oder sauren Verbindungen erhalten.
Als Säuren kommen von den anorganischen Säuren vornehmlich die Phosphorsäuren oder
deren saure Ester in Frage, von den organischen Säuren besonders die höheren ungesättigten
Fettsäuren und deren Derivate. Gut geeignet sind auch die sauren Diester von Glykolen
und Polyglykolen, die durch Umsetzung letzterer mit einer gesättigten oder ungesättigten
Fettsäure mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und anschließend mit einer gesättigten
oder ungesättigten Dicarbonsäure gebildet werden.
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Die hier nicht beanspruchte Umsetzung findet vorteilhafterweise in
polaren und unpolaren Lösungsmitteln statt, in denen sich die neuen Salze gut lösen.
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Die resultierende Lösung kann direkt den entsprechenden Lackfarben
als Antiabsetzmittel zugesetzt werden.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Salze haben den Vorteil, daß sie
beim Trocknen des aufgetragenen Lackfilms ein echter und dauerhafter Bestandteil
des Lackes bleiben und daß sie durch Einwirkung von Feuchtigkeit nicht nachteilig
beeinflußt oder gar aus dem Lack herausgelöst werden.
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Dieser Vorteil liegt auch gegenüber der deutschen Patentschrift 920144
vor, in der niedere Aminsalze von Sulfosäuren der verschiedensten Art verwendet
werden. Es handelt sich dabei ausnahmslos um äußerst hydrophile Substanzen, so daß
die Möglichkeit, daß solche absetzverhindemde Mittel zu einem dauerhaften und wetterbeständigen
Bestandteil des gehärteten Films werden, recht gering ist.
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Es wurde schon vorgeschlagen, als Schwebemittel in organischen Lösungsmitteln
lösliche Salze von Phosphorsäuren mit organischen Basen, vorzugsweise wasserunlöslichen
tertiären Aminen zu verwenden.
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Diese Salze werden bevorzugt in Lackfarben mit polaren Lösungsmitteln
verwendet, da ihre Löslichkeit im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen Salzen in unpolaren
Systemen beschränkt ist. Weiter wurde vorgeschlagen, als Schwebemittel in organischen
Lösungsmitteln lösliche Salze von sauren Diestern von Polyglykolen mit Aminen zu
verwenden. Von den erfindungsgemäß verwendeten Schwebemitteln unterscheiden sich
diese Salze dadurch, daß keine Polyamine verwendet werden, sondern polymere Substanzen
als saure Bestandteile. Auch diese Aminsalze werden vorzugsweise in unpolaren Lacksystemen
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wendet, während die erfindungsgemäß verwendeten Salze universal
verwendbar sind.
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Polyamidharze und gemischte Polyamidpolyesterharze sind bekannt.
Sie wurden bisher nicht als Schwebemittel verwendet, sondern als filmbildende Substanz
in den Überzllgen selbst. Außerdem ist es bekannt, neutrale Polyamidharze als Mittel
gegen das Absetzen von Pigmenten zu verwenden. In diesem Fall sind es jedoch keine
Schwebemittel für Lackfarben, sondern Träger für die Pigmente, und zwar mit thixotropen
Eigenschaften.
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Polyamin-polyamid-artige Weichharze wurden zwar bereits in großem
Umfange zur Herstellung von Lackfarben verwendet. Die Schwebewirkung ihrer Salze
mit den genannten Säuren ist jedoch neu und völlig überraschend.
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Die neuen Salze sind in organischen Lösungsmitteln gut löslich; sie
geben zu einer Schädigung des Anstrichfilms keinen Anlaß und sind im Gegenteil infolge
ihrer höhermolekularen Struktur mit vielen Lackrohstoffen gut verträglich. Im trocknen
Anstrichfilm verhalten sie sich wie fflmverwandte Stoffe, beim Einbrennen werden
sie mitunter durch Vernetzung sogar zu einem Filmbestandteil.
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Die durch Antiabsetzmittel häufig hervorgerufenen Störungen des Anstrichfilms,
wie Quellbarkeit, Trocknungsverzögerung, Verlaufs störungen, mitunter sogar Unterrostung
wurden bei den erfindungsgemäß hergestellten Salzen nicht beobachtet. In der Regel
genügt eine Menge von 0,2 bis 1 0/o, bezogen auf den Feststoffgehalt der Suspension,
um ein Absetzen der Feststoffe mit Sicherheit zu verhindern. Die Einarbeitung der
gelösten Salze kann sowohl während der Herstellung der Lackfarbe als auch nachher
erfolgen. Wird die Lösung von vornherein zugegeben, so erleichtert sie gleichzeitig
das Benetzen der Pigmente und wirkt viskositätserniedrigend.
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Durch Variieren der zugesetzten Säuremenge kann man je nach Bedarf
basische, neutrale oder saure Salze herstellen, durch Wahl verschiedener Lösungsmittel
können daher die neuen Salze für die verschiedensten Lacksysteme verwendet werden.
Eine gute antiabsetzende Wirksamkeit weisen auch Mischungen der erfindungsgemäßen
Salze mit Salzen niedermolekularer tertiärer wasserunlöslicher Amine auf, wie sie
in der deutschen Auslegeschrift 1 157326 (B 45467 IVc/22g) beschrieben sind.
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Beispiel 1 1 Mol Polyäthylenglykol vom Molekulargewicht 200, 1 Mol
Rizinusölfettsäure und 1 Mol Maleinsäureanhydrid werden zur Reaktion gebracht; 33,2
kg des erhaltenen Produktes werden in 20 kg Xylol gelöst und unter Rühren allmählich
mit einer Lösung von 16,8 eines basischen Polyamides von weichharzartiger Beschaffenheit
mit einem H-aktiven Squivalentgewicht von 300 in 22 kg Xylol und 8 kg Butanol versetzt.
Die Temperatur wird hierbei zwischen 40 und 500 C gehalten. Anschließend wird 2
Stunden bei dieser Temperatur nachgerührt. Man erhält so eine 50o/oige Lösung des
neutralen Salzes.
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0,5 kg dieser Lösung werden zu 100 kg einer Kunstharzlackfarbe, die
Chromgelb und Blancfix enthält, zugesetzt. Das Sedimentieren der Pigmente wird so
für mehrere Monate verhindert, während ohne Zusatz schon nach 8 Tagen sich ein harter
Bodensatz bildet. Die Filmbildung wird hierdurch in keiner Weise beeinträchtigt.
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Beispiel 2 Wie im Beispiel 1 beschrieben, werden 21,9 kg Tallölfettsäure
in 20 kg Xylol gelöst, mit einer Lösung von 28,1 kg eines basischen Polyamides von
weichharzartiger Beschaffenheit mit einem H-aktiven iquivalentgewicht von 300 in
25 kg Xylol und 5 kg Butanol versetzt. Es entsteht eine SOO/oige hellgelbe viskose
geruchlose Lösung des neutralen Salzes.
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0,40/0 dieser Lösung, bezogen auf den Feststoffgehalt einer Lackfarbe,
hat eine gute sedimentationsverhütende Wirksamkeit.
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Beispiel 3 11,6 kg 850/oige Orthophosphorsäure werden unter Rühren
mit einer Lösung von 40,2 kg eines basischen Polyamides von weichharzartiger Beschaffenheit
mit einem H-aktiven Äquivalentgewicht von 300 in 24,1 kg Butanol und 24,1 kg Xylol
versetzt. Die Temperatur wird durch Kühlung unterhalb 800 C gehalten. Man erhält
eine schwachgelbe viskose Lösung mit einem pu-Wert von 6.
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0, 5e/o dieser Lösung werden einer pigmentierten Grundlackfarbe,
bestehend aus 21 Teilen Chrom gelb, 21 Teilen Schwerspat, 5,3 Teilen Titandioxyd,
52,7 Teilen Nitroklarlack, zugesetzt, die mit einem Gemisch von 10 Teilen Butylacetat,
25 Teilen Äthylacetat, 2 Teilen Butanol, 4 Teilen Äthanol, 4 Teilen Xylol, 8 Teilen
Toluol auf eine Viskosität von 50 Sekunden je 200 C (Fordbecher 4 mm) eingestellt
wurde. Das Absetzen der Pigmente wird auf diese Weise über Monate hinaus verhindert,
während ohne Zusatz des erfindungsgemäß hergestellten Salzes sich schon nach kurzer
Zeit ein harter Bodensatz absetzt.
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Der erhaltene Anstrichfilm ist homogen und wasserunempfindlich.