DE1242307B - Waessrige Kunstharz-Dispersionen zur Herstellung von Effektlackierungen und -ueberzuegen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 22 g-10/01

/IZ

Nummer: 1242307

Aktenzeichen: F 26573IV c/22 g

Anmeldetag: 9. September 1958

Auslegetag: 15. Juni 1967

Die steigende Verwendung von Anstrichmitteln auf der Basis wäßriger Kunstharz-Dispersionen stellt die Anwendungstechnik in zunehmendem Maße vor die Aufgabe, neue Möglichkeiten für die Verwendung dieser Anstrichmittel zu eröffnen, insbesondere neue Wege für die Oberflächengestaltung von aus diesen Dispersionen hergestellten Filmen und Überzüge zu finden, um alle mit der Verwendung lösungsmittelfreier Anstrichmittel verbundenen Vorteile, z. B. leichte und gefahrlose Verarbeitbarkeit;, Beständigkeit der Überzüge, auszunutzen.

Es ist bereits bekannt, durch mehrere Arbeitsgänge auf aus wäßrigen Kunstharz-Dispersionen hergestellte Überzüge und Plastikmassen Muster durch Stupfen, Rollen oder ähnliche Verfahren aufzubringen.

Es ist ferner bekannt, bei der Verwendung von in organischen Lösungsmitteln gelösten Bindemittel durch Zusätze der verschiedensten Art, die in den meisten Fällen eine Störung des Verlaufes der Anstrichmittel bedingen, sogenannte Effektlacke wie Schrumpf-, Eisblumen-, Kräusel- oder Reißlacke herzustellen.

Lacke oder Farben dieser Art trocknen nicht wie üblich mit glatter Oberfläche auf, sondern mit besonderen Oberflächenstörungen. Eine spezielle und in manchen Fällen sehr erwünschte Art der Oberflächenbelebung ist der sogenannte HammerschlagefFekt. Man unterscheidet dabei zwischen dem eingängigen und dem zweigängigen Hammerschlageffekt. Zur Erzielung von Filmen mit diesem Effekt kann das Anstrichmittel nur nach dem Spritzverfahren aufgebracht werden, wobei bei dem zweigängigen Hammerschlageffekt mit besonders großer Sorgfalt gearbeitet werden muß, da sonst der Effekt ausbleibt.

Bei der Verwendung von Anstrichmitteln auf der Basis wäßriger Kunstharz-Dispersionen gelang es bis jetzt nicht, alle vorstehend genannten Effekte für die Oberflächenbelebung von aus in organischen Lösungsmitteln gelösten Bindemitteln hergestellten Filme zu erzielen.

Es wurde nun gefunden, daß man durch Zugabe von in organischen Lösungsmitteln dispergierten Siliconölen mit einer Viskosität von vorzugsweise 300 bis 300 000 cSt (bei 20⁰C) und/oder Siliconfetten (Siliconöl adsorbiert an Kieselsäure) zu unpigmentierten oder pigmentierten wäßrigen Kunstharz-Dispersionen Überzugsmittel herstellen kann, die transparente oder pigmentierte Überzüge mit interessanten Oberflächeneffekten ergeben, ohne daß eine besondere Nachbehandlung der Oberflächen erforderlich war. Die erfindungsgemäß hergestellten Überzugsmittel erlauben eine rationelle Verarbeitung durch leichte Abstimmung auf den jeweils gewünschten Verwen-

Wäßrige Kunstharz-Dispersionen zur
Herstellung von Effektlackierungen und
-überzügen

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dr. Heinrich Koch,

Erich Pfeiffer, Frankfurt/M.-Höchst;

Ravendra Prakash, Bombay (Indien)

dungszweck und den angestrebten dekorativen Effekt. Sie zeichnen sich somit durch Vielseitigkeit und Wirtschaftlichkeit aus.

Es war zwar bekannt, Silicone in Substanz Anstrichsystemen zuzusetzen, um Schaumbildung zu unterdrücken. Auch hat man Silicone schon zu in organischen Lösungsmitteln gelösten Bindemitteln zugesetzt. Damit wurde jedoch das erfindungsgemäße Effekt-Anstrichmittel, das auf wäßrigen Dispersionssystemen aufgebaut ist, nicht nahegelegt.

Die Zahl der wäßrigen Dispersionen, die beim erfindungsgemäßen Verfahren Einsatz finden können, ist außerordentlich groß. Es seien beispielsweise genannt Dispersionen von Polyvinylestern, wie Polyvinylacetat, Poly vinylpropionat und Polyvinylbutyral ferner Mischpolymerisate von Vinylestern untereinander oder mit anderen Monomeren, wie Acrylsäureestern, Malein- oder Fumarsäureestern, oder Vinylchlorid. Die Dispersionen können dabei alle bekannten Emulgator-Stabilisator-Systeme wie Polyvinylalkohol, oberflächenaktive Emulgatoren, Cellulose- oder Stärkederivate enthalten. Auch Dispersionen auf der Basis von Polymeren von Acryl- oder Methacrylsäureestern oder Vinylidenchlorid oder auf der Basis von Styrol-Mischpolymerisaten, z. B. einem Styrol-Butadien-Mischpolymerisat, oder auf der Basis von Alkydharzen lassen sich verwenden.

Die mit den erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen erzielbaren Effekte sind in hohem Maße von dem für die Dispergierung der Siliconverbindungen eingesetzten Dispergierungsmittel abhängig. Um eine gute Ausbildung der Oberflächeneffekte zu erreichen, ist es notwendig, die Siliconverbindung bzw. Siliconverbindungen in einem oder mehreren Lösungsmitteln zu dispergieren, die das Bindemittel anlösen, aber die

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Siliconverbindungen nur schlecht dispergieren. Mit Versuche haben ergeben, daß Systeme auf'der Basis besonderem Vorteil läßt sich ein oder mehrere Lö- von in organischen Lösungsmitteln gelösten Binde-, sungsmittel einsetzen, die gute Löser für das Binde- mitteln, denen das gleiche dispergierte Süiconfett zugemittel, z. B. Polyvinylacetat, sind, andererseits die setzt wurde, keine Überzüge mit Apfelsinenschalen-Siliconverbindung nur dispergieren. 5 effekt ergeben. Gerade die klaren Überzüge, welche

Bei Einsatz von Polyvinylacetat-Dispersionen korn- kein Pigment enthalten, müssen über einen gewissen men als Lösungsmittel z.B. in Frage: Ester wie thixotropen Charakter verfügen, weil sonst die durch Butylacetat, Methoxybutylacetat, Glykolsäurebutyl- die Siliconfett-Teilchen hervorgerufenen Oberflächenester. Als weitere Lösungsmittel seien genannt: aro- störungen (Kraterbildung) durch das gute Fließvermatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Chlorkohlen- io mögen wieder aufgehoben werden.
Wasserstoffe, wie Methylenchlorid, Ketone, wie Methyl- Das Aufbringen der transparenten oder auch isobutylketon, oder Alkohole, wie Butanol. pigmentierten Überzüge kann in den verschiedensten

Wenig geeignete Lösungsmittel für Polyvinylacetat- Techniken erfolgen.

Dispersionen sind Xylol oder Lackbenzin. Sie yerhin- _{χ Durch s rft2en} ^ _{der SpritzpistoIe) vorzu}£_s_

dem die Effektbxldung weil sie die Siliconverbindung 15 _weise ^ _{einer Düsengröße voa} ^F _{1;5 bis 1S mm}

zu gut dispergieren und andererseits das Polymerisat _{und dnem Spritzdruck von 2},₅ atü.

der Dispersion schlecht anlosen. Dagegen werden bei _{2 Durch RoUeQ} ^ _emer feinen Schaumgummirolle.

Verwendung von Toluol oder Methyhsobutylketon 3 _{Durch Streichen} ^ _einem Haarpinsel,
als Dispergiermittel fur das Silicon gute Ergebnisse

erhalten, weil in diesen Lösungsmitteln das Silicon 20 Beim Auftragen mit der Rolle oder mit dem Pinsel

einerseits noch ausreichend verteilt wird und anderer- ist die Menge der 10%igen Siliconfett-Dispersion zu

seits diese Lösungsmittel recht gute Löser für Poly- verdoppeln.

vinylacetat sind. Die Voraussetzungen einer ausreichend Wenn man dem beschriebenen farblosen Dispersionsgleichmäßigen Verteilung des Silicons einerseits und Effektanstrich einen organischen Farbstoff, z. B. einer Anlösung des Bindemittels andererseits sind 25 2,4,5-TrichloraniHn diazotiert und gekuppelt auf in diesen Fällen gewährleistet. ß-Oxy-naphthoesäure-o-toluidid, als 50%igen Teig

Es braucht keineswegs so zu sein, daß die üblicher- zusetzt und diese farbige Überzugsmasse aufträgt, so

weise bei lösungsmittellöslichen Bindemitteln erhalte- erhält man einen Überzug mit einem ausgeprägten

nen Effekte auch bei Kunstharz-Dispersionen mit Zweifarbeneffekt.

der Suspension des Silicons in Toluol zu erhalten 30 Wie schon eingangs erwähnt, ist eine besonders

sind. beliebte Oberflächenstruktur der Hammerschlageffekt.

Zur Erzielung, z. B. eines Überzuges mit einem Hammerschlageffektlacke werden sehr vielseitig einge-Apfelsinenschaleneffekt, bringt man beispielsweise setzt. Es ist verständlich, daß man mit den vorher eine wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion, die 3°/o beschriebenen Dispersionen unter Zusatz von AIueines an Kieselsäure gebundenen Siliconöls in einem 35 miniumpulverundSiliconverbindungenHammerschlag-Verhältnis 1:10 in einem geeigneten Lösungsmittel effekte bekommen kann. Diese Dispersionsfarben dispergiert enthält, auf den Untergrund auf. Als müssen jedoch sofort verarbeitet werden, weil sie nicht sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, diesem Anstrich- lagerstabil sind. Fügt man jedoch zu gemäß Auslegemittel noch ein geeignetes Verlaufmittel, vorzugsweise schrift 1 235 479 hergestellten lagerstabilen metalldas Ammoniumsalz eines Vinylacetat-Crotonsäure- 40 pulverhaltigen Dispersions-Anstrichmittel η disper-Mischpolymerisates 95: 5 zuzusetzen. Hierdurch wird giertes, und zwar vorzugsweise in Toluol und/oder eine besonders günstige Effektbildung hervorgerufen. Methylisobutylketon, dispergiertes Siliconöl, so erhält

Sehr oft ist auch die Zugabe einer 2°/oigen Methyl- man über einen weiten Bereich variierbare Dispersions-

celluloselösung günstig, weil dadurch die offene Zeit Anstrichmittel, die Überzüge mit Hammerschlag-

des Anstrichmittels verlängert und damit der durch 45 effekt ergeben.

das dispergierte Siliconfett hervorgerufene Ober- Diese auf der eben beschriebenen Basis hergestellten

flächeneffekt besonders ausgeprägt auftritt. Dispersionsfarben können nicht nur aufgespritzt,

Bisher konnten ähnliche Apfelsinenschaleneffekte sondern auch mit einer feinsporigen Schaumgummi-

mit Produkten auf der Grundlage wäßriger Kunstharz- rolle aufgerollt werden. Durch die Ausweitung der

Dispersionen nur durch das viel umständlichere 50 Auftragsmöglichkeiten durch Rollen wird der An-

Auftragen von Plastikmassen erreicht werden. Wendungsbereich wesentlich erweitert, was einen

Hierfür waren vier Arbeitsgänge erforderlich: technischen Fortschritt darstellt.

1. Grundieren der Wandflächen, . ^Α»<* das Auftragen mit dem Pinsel ist möglich,

2. Auftragen der Plastikmasse, ^doch «* dafür ^e.^me Auswahl unter den Me allpulvern

3. Stupfen oder Rollen bzw. Modellieren zum ⁵* f¹ .^treffen' beispielsweise ist eine Kupfer-Nrckel-Apfelsinenschaleneffekt, Legierung gut verwendbar.

4. farbloser Glanzüberzug. ?^ei den in Anstnchsystemen einsetzbaren Metall-

pulvern (Goldpulver, Aluminiumpulver) unterscheidet

Jetzt sind zur Erreichung des gleichen Effektes nur man schwimmende und nicht schwimmende Metalldrei Arbeitsgänge nötig: 60 pulver. Für die Herstellung von Hamrnerschlag-

1. Grundieren der Wandflächen, Dispersionsfarben eignet sich besonders nicht schwim-

2. Auftrag der Deckfarbe im gewünschten Farbton, ^me°^de^ Metallpulver.

3. farbloser Glanzüberzug mit Effekt, ^{Werden diese}? Dispersions-Anstnchmitteln noch

^& anorganische oder vorzugsweise organische Bunt-

wobei das zeitraubende Stupfen der Plastikmasse 65 pigmente in Teigform zugegeben, so lassen sich entfällt, weil sich der Apfelsinenschaleneffekt durch Überzüge herstellen, die, bedingt durch die Anwesendas Vorhandensein von Siliconfett von selbst ent- heit von nicht schwimmendem Metallpulver, ausgewickelt. . . prägte Kontrasteffekte zeigen.

Es kann auch schwimmendes Metallpulver — vorzugsweise Aluminiumpulver — eingesetzt werden. Hierbei tritt besonders der Metalleffekt in den Vordergrund. Die Korngröße des Metallpulvers hat ebenfalls einen Einfluß auf den Effekt und den Farbton. Je feiner die Teilchen, um so wirkungsvoller ist der Hammerschlageffekt, aber um so dunkler ist der Farbton.

Der Hammerschlageffekt kann durch Zugabe unterschiedlicher Mengen Silicon öl ,gebunden an Kieselsäure variiert werden. Kleine Mengen ergeben große Krater, größere Zugaben vermindern den Effekt, bis zum völligen Verschwinden. Auch hier spielt das verwendete Lösungsmittel, welches zum Dispergieren des Siliconöls eingesetzt wird, auf die Entwicklung des Hammerschlageffektes eine wesentliche Rolle.

Es ist bereits weiter oben beschrieben, daß bei farblosen und auch schwach pigmentierten Dispersionsüberzügen Oberflächenstrukturen zu erhalten sind, die denen des Hammerschlages ähnlich sind. Die Wirkung solcher Überzüge, die durch die starke Ausbildung des Oberflächenefiektes bedingt ist, wird wesentlich beeinflußt durch die in die Anstrichmittel eingearbeiteten schuppenf örmigen Füllstoffe, beispielsweise in Form von Metallpulvern, Glimmer, Fischsilber, Glanzpigment usw. Durch geeignete Auswahl der zur Verteilung des Siliconöls verwendeten Lösungsmittel lassen sich die Effekte weiter intensivieren. Der Variationsmöglichkeit sind dadurch weite Grenzen gesetzt.

Wie sich aus dem vorstehenden ergibt, handelt es sich bei den beschriebenen Verfahren nicht um kostspielige, sondern um verhältnismäßig einfach durchzuführende Arbeitsmethoden. Die beschriebenen Dispersions-Überzugsmittel lassen sich einfach und leicht verwenden. Sie bieten dem schöpferisch veranlagten Verarbeiter viele Möglichkeiten einer individuellen Flächengestaltung mit reizvollen Effekten.

In den folgenden Beispielen ist die Herstellung einer Reihe von Überzugssystemen mit neuartigen Effekten beschrieben.

Beispiel 1

600 Gewichtsteile einer wäßrigen Polymerisat-Dispersion mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,2 μ, die in Wasser dispergiert bzw. gelöst folgende Komponenten enthält: 35 Gewichtsprozent Polyvinylacetat, 6,5 Gewichtsprozent eines Schutzkolloides auf der Basis eines Mischpolymerisates aus 95 Gewichtsprozent Vinylacetat und 5 Gewichtsprozent Crotonsäure, 8,3 Gewichtsprozent Dibutylphthalat, 0,18 Gewichtsprozent Ammoniak, 0,03 Gewichtsprozent Natriumhexametaphosphat,

50 Gewichtsteile einer 25%igen wäßrigen Lösung des Ammoniumsalzes eines Vinylacetat-Crotonsäure-Mischpolymerisates,

60 Gewichtsteile einer 2%igen Lösung von Methylcellulose (Viskosität bei 20⁰C = 1000 cP),

20 Gewichtsteile Wasser,

2,5 Gewichtsteile einer 10%igen Dispersion von Siliconfett in Butanol.

Diese Dispersion kann durch Spritzen aufgetragen werden und ist für transparente farblose Überzüge mit Apfelsinenschaleneffekt auf gegebenenfallsvorgestrichenem Holz, Putz, Plastiken, Steinemaille usw. geeignet.

Sie kann auch z. B. durch 1 bis 3 Gewichtsteile eines 50%igen Teiges eines Farbstoffes, der durch Kupplung von diazotiertem 2,4,5-Trichloranilin mit ß-Oxynaphthoesäure-o-toluidid entsteht, eingefärbt werden.

Beispiel 2

Gewichtsteile einer wäßrigen Dispersion mit einer Teilchengröße von etwa 0,5 bis 3 μ, die in Wasser dispergiert bzw. gelöst folgende Komponenten enthält: 48 Gewichtsprozent Polyvinylacetat, 1,7 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen Cellulosederivates, 10 Gewichtsprozent Dibutylphthalat,

Gewichtsteile einer 25%igen Lösung des Ammoniumsalzes eines Vinylacetat-Crotonsäure-Mischpolymerisates,

Gewichtsteile einer 2%igen Lösung von Methylcellulose (Viskosität bei 2O⁰C = 1000 cP),

bis 60 Gewichtsteile Wasser,

bis 9 Gewichtsteile einer 10%igen Dispersion eines Siliconöls und eines Siliconfettes in Toluol.

Diese Dispersion kann durch Rollen aufgetragen werden und gibt einen Überzug mit plastischer Oberfläche.

Beispiel 3

Gewichtsteile einer wäßrigen 46%igeB Dispersion eines Mischpolymerisates aus Vinylchlorid—Vinylacetat (30: 70 Gewichtsteile),
Gewichtsteile einer 33%igen Lösung von Borax, Gewichtsteile einer wäßrigen 50%igen Dispersion eines Mischpolymerisats aus Vinylchlorid—Vinylacetat (30: 70 Gewichtsteile), die mit 18 Gewichtsprozent Dibutylphthalat (bezogen auf Festgehalt) versetzt ist,
Gewichtsteile Äthylglykolacetat,

Gewichtsteile einer 10°/₀igen Siliconfett-Dispersion in Toluol.

Diese Dispersion kann durch Streichen mit einem Pinsel aufgetragen werden und gibt einen Überzug mit einer plastischen Oberfläche.

Beispiel 4

Gewichtsteile einer wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisates aus Vinylacetat—Maleinsäuredibutylester (77:23), die 10% Hexylenglykol enthält,

Gewichtsteile einer 25%igeo Lösung eines Ammoniumsalzes eines Vinylacetat-Crotonsäure-Mischpolymerisates,

Gewichtsteüe einer 2%igen Lösung von Methylcellulose (Viskosität bei 20⁰C = 1000 cP),
Gewichtsteile Wasser,

Gewichtsteil Hansagelbteig mit einem Festgehalt von 60%,

Gewichtsteüe Glanzpigmentpulver in Toluol angeteigt,

Gewichtsteüe einer 10%igen Siliconfett-Dispersion in Methoxybutylacetat.

65 Diese Dispersion kann durch Spritzen aufgetragen werden und gibt einen Überzug mit einem hammerschlagähnlichen Effekt.

Beispiel 5

Gewichtsteile einer Polyvinylacetat-Dispersion gemäß Patentschrift 1 029 565, die 10 % Dibutylphthalat als Weichmacher enthält,
Gewichtsteile einer Polyvinylacetat-Dispersion gemäß Patent 1029 565 ohne Weichmacher, Gewichtsteile Calcium-Magnesium-Carbonat,
Gewichtsteile Aluminiumpulver (nicht schwimmend),

Gewichtsteile Magnesiumsilikat,
Gewichtsteile einer 50%igen Lösung des Ammoniumsalzes eines Vinylacetat-Crotonsäure-Mischpolymerisates,
Gewichtsteile einer 2°/₀igen Methylcelluloselösung (Viskosität bei 2O⁰C = 1000 cP),
Gewichtsteile Wasser,
Gewichtsteile eines 50%igen Teiges eines Farbstoffes, der durch Kupplung von diazotiertem 2,4,5-Trichloranilin mit /?-Oxynaphthoesäureo-toluidid entsteht,

Gewichtsteile einer 10%igen Siliconfett-Dispersion in Toluol.

Die Dispersion kann durch Spritzen aufgetragen werden und gibt einen Überzug mit einem Hammerschlageffekt.

Beispiele

Eine Dispersion gemäß Beispiel 5 in der unter Weglassen des Farbstoffes das Aluminiumpulver durch Gewichtsteile Goldpulver (nicht schwimmend) ersetzt ist, kann durch Spritzen aufgetragen werden und gibt einen Überzug mit einem Hammerschlageffekt.

30 Gewichtsteile einer 50%igen Lösung des Ammoniumsalzes eines Vinylacetat-Crotonsäure-Mischpolymerisates,

60 Gewichtsteile einer 2%igen Methylcelluloselösung (Viskosität bei 2O⁰C = 1000 cP),

100 Gewichtsteile Wasser,
3 Gewichtsteile eines Entschäumers (Polyglykol 20%ig in Toluol),

6 Gewichtsteile einer 10%igen Siliconfett-Dispersion in Methylisobutylketon.

Diese Dispersion kann durch Spritzen aufgetragen werden. Wenn ein Auftrag durch eine Rolle erfolgen soll, ist es erforderlich, die Menge an Siliconfett-Dispersion etwa zu verdoppeln. Es werden Überzüge »5 mit einem Hammerschlageffekt erhalten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verwendung von Siliconölen mit einer Viskosität von 300 bis 30000OcSt (bei 20⁰C)

ao und/oder Siliconfetten zusammen mit organischen Lösungsmitteln, die das Bindemittel anlösen, gegebenenfalls unter Mitverwendung von organischen Verlaufmitteln, als Effektgeber für auf der Grundlage von wäßrigen Polymerisatdispersionen auf-

gebaute Anstrichmittel zur Herstellung von Überzügen mit Hammerschlag-, Apfelsinenschalen-, Plastik- oder Zweifarbeneffekt.

2. Verwendung von Siliconölen und/oder Siliconfetten nach Anspruch 1 unter Mitverwendung von Farbstoffen, vorzugsweise organischen Pigmentfarbstoffen in Teigform und/oder Füllstoffen schuppenartiger Struktur.

3. Verwendung von Siliconölen und/oder von Siliconfetten nach Anspruch 1 und 2 für gemäß Auslegeschrift 1 235 479 erhaltene metallpulverhaltige Dispersionen.

Beispiel 7

Gewichtsteile einer Polyvinylacetat-Dispersion gemäß Patent 1029 565, die 10% Dibutylphthalat als Weichmacher enthält,
Gewichtsteile einer Polyvinylacetat-Dispersion gemäß Patent 1 029 565 ohne Weichmacher,
Gewichtsteile eines aus einer Kupfer-Nickel bestehenden Legierung,
Gewichtsteile Magnesiumsilikat,

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 103 191;
Farbe und Lack, 1955, S. 115, rechte Spalte;

Chemiker-Zeitung, 1955, S. 284, rechte Spalte, Firmenschrift der Fa. Farbenfabriken Bayer A. G. Leverkusen über »Siliconöle Bayer M« D 66-558/17428, S. 10;

Firmenschrift der Fa. Th. Goldschmidt A. G., Essen, über »Siliconfette, Typen A, C, G«, September 1954, S. 1 und 3.

Bei der Bekanntmachung sind zwei Tafeln mit Aufstrichmustern ausgelegt worden.

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