DE1519084A1 - Verfahren zur Herstellung einer als Mattierungsmittel fuer Lacke geeigneten Kieselsaeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer als Nattierungemittel für Lacke geeigneten Kisaelaäure Es ist bekannt, leichte hochvoluaindae Silikate durch Behandeln von Naturstoffen, die überwiegend oder praktisch völlig aua Siliziumdiozyd oder solchen enthaltenden Gemischen be- stehen, mit Erdalkalihydrozyden, insbesondere mit Kalk bei: erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, in wässriger Disper- sion herzustellen. Beispielsweise kann man hierbei ein Holverhältais von Erdalkalihydrozyd zu Kieselsäuren zwischen etwa 1,1:1 und 1,3:1 einhalten. Derartige Produkte werden als Füllstoffe für Kautschuk und andere Blastomere verwen-. det. Sie sind jedoch in dieser Fora nicht als Xattierungamittel für Lacke geeignet. Deshalb musste Dran bisher, wenn man z.B. in Klarlacken hochwertige Matherungen erreichen wollte, auf solche Kieselsäuren zurückgreifen, die nach teuren und komplizierten Verfahren erhältlich sind. Auch diese Mattierungsmittel sind nicht universell einsetzbar, da sie eich meist nur schwierig einarbeiten lassene@Sie erfordern lange An- bzw. Abreib$siten.
• Es wurde nun gefunden, dass mm als Mattierungemittel für Lacke geeignete Kieselsäuren durch Behandeln von Naturstoffen, die überwiegend oder praktisch völlig aus Bilisiuadioiyd oder solchen enthaltenden Geolachen oder diesen äquivalenten eynthetischen Materialien bestehen mit Erdalkalihydrozyden, insbesondere mit Kalk, unter erhöhten Druck und erhöhter Temperatur in wässriger Diapereion erhalten kann, wann man unter Bin- haltung eines Jdolverhältnieses von $rdalkaliozyd : Kieselsäure, wie etwa 0,5:1 bis etwa 1,5:1, vorzugaweiae e$wa 1e2.5:1 bei, einer Temperatur von etwa 154o bis etwa 250009 vorsugaweine

  etwa 190°Q aufachliessto Die Aufaehlä»Ug*mit einer verdünn-

  *wird

  ten Säure bis zur Einstellung eines sauren pH-Werten von a.@.` etwa 1 bin 5 behandelt und das Produkt in an sich bekannter Weise isolierte Bevorzugt wird die Säurebehandlung bei Tempe- raturen von etwa 60 bis etwa 8000 durchgeführt.
• Die nach diesem Verfahren erhältlichen Kieselsäuren sind her-vorragende Nattierungsmittel für alle Lacktypen, wie ungesättig- te Polyesterlacke, säurehärtende lacke, Nitrocelluloselacke, Alkydlacke und dgle. 81e können diesen in den Ublichen Mengen von etwa 5 bis etwa 1296, bezogen auf das film- bildende Bindemittel, zugesetzt werden, Hierbei ist es gleich- gültig wie gross der Anteil des Bindemittels in der gesamten

  Zaokniechung-ist. Die Mattierapngsmüchel lassen sich leicht in

  die Lacke einarbeiten.Diea kann mit Hilfe eines 3-WalsenstuUee

  oder einer Kugelmühle geschehen kann. Sie wirken in diesen nicht verdickend und ermöglichen eine gute Ausbildung der Oberfläche des Filme, innbesondere auch bei pigmentierten Lacken. P,ir be- sondere Zwecke können auch bestimmte Korngrössen herausgeeichtet werden.
• Als Ausgangsstoffe für das erfindungsgemässe Verfahren können beispielsweise Kieselsäuren mineralischer Natur oder Silikate verwendet werden. nevorzugt geht man von Quarz aus. Unter den Brdalkalihydroxyden wird bevorzugt gelöschter Kalk eingesetzte Man geht bei der Durchführung den erfindungsgemässen Verfahrens uweclamäseigerweise so vor, dass man nach dem Aufschluss mit Erdalkalihydroxyd das Aufschlussprodukt nicht isoliert, sondern unmittelbar der weiteren Behandlung mit Säure zuführt. Die Säure kann auch als Gas oder als Abgas eingesetzt werden. Wichtig ist nur,'dass die entstehenden Salze löslich sind. Bevorzugt ver- wendet man Salzsäure oder Bseigsäure. Die Menge der Säure soll nur weitgehenden Extraktion des im Aufschlussproduktes vorhandenen Brdalkalioxydes ausreichend sein. Zwecksäsnigerweise hält man nach der Zugabe der Säure eine Nachwirkzeit von etwa einer halben stunde ein. Sodann ka= das Produkt beispielsweise durch Filtration isoliert und anschlieseand säurefrei gewaschen werden" Die Trocknung kam bei einer Temperatur von etwa 11000 erfolgen. Den erhaltenen Kuchen kann man in einer Küble, vorzugsweise in einer Stiftmühle, mahlen. Zur Entfernung einzelner grösserer Teilchen kann im Anschluss das Mahlgut noch gesiebt oder gesichtet werden Gegebenenfalls kann auch anstelle einer Siebung ein zweifacher Mahlvorgang vorgesehen werden. Die Einarbeitung in den hack kann,in Abhängigkeit vor der angestrebten Teilchengrösse mit Hilfe einer Kugelmühle erfolgen. Grundsätzlich ist auch das Einarbeiten mit einem Schnellrührer möglich. Bei kleineren Ansätzen kann das Einarbeiten sogar von Hand erfolgen. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältliche Kieselsäure fällt in Form stabiler Bekundäragglomerate mir @urehmessern zwischen etwa 1 bis 15/man. Diese bestehen, wiv sich anhand von elektronenoptischen Bildern nachweisen lässt, aus rundlichen Partikeln mit Durchmessern von etwa 20 mAund aus nadelförmigen Gebilden mit Längenabmessungen von etwa 250 m@wo Diese beiden Teilchenarten sind so stark miteinander zu SekundäraggioMeraveverfilzt, dass sie nur durch intensive Bearbeitung, z.B. durch mehrmaliges Abreiben auf einem Dreiwalzeristuhl aufgeteilt werden können.
• Die Teilchengrösse der Sekundäxägglomerate kann durch Einhaltung bestimmter Temperaturen und durch Einstellung bestimmter Heizzeiten beeinflusst werden. Lange Heizzeiten und hohe Temperaturen bewirken eine Vergrösserung der Teilchen. Auch die Teilchengrösse des verwendeten eilikatisehen Ausgangsstoffes übt hierauf einen Einfluss aus. Es empfiehlt sich von solchen Ausgangsatoffen auszugehen, deren Teilchengrössen zwischen 0,1 und 50/u., vorzugsweise zwischen etwa 1 und 15,A4, liegen.

  $@.pie

  37,3 kg Kalk werden in einer eisernen Wanne durch Besprühen

  mit Wasser und Bearbeitung mit einem Rechen gelöscht, wobei

  der Kalk weder durch $u grosse Wasserzugabe ersäuft, noch

  durch au geringe während-der Reaktion verbrannt werden darf.

  Der dünne Kalkschlamm wird in einem 1,5 m3 grossen Mischbehälter

  mit Wasser auf etwa ?00 1 aufgefüllt. Dieser Kalkbrühe werden

  unter Rühren 32 kg Quarzmehl zugemischt, wobei das Quarzmehl

  eine Itorngrössenverteilung vorm wind. 80% zwischen 1 und 5"e

  und der Rest nicht über 20.4bhaben soll.

  Die

  wird bereits im Mischer mittels Dampf

  auf etwa 900 vorerhitzt. Dabei steigt das Flüssigkeitsvolumen

  auf etwa 0,85 n3 an.

  Die Mischung wird in einem 1 m3 grossen Rührautoklaven im Laufe

  von 1 1/2 Stunden durch 12 atü-D«pf auf 190o erhitzt, und bei.

  dieser Temperatur nochmals 1 1/2 Stunden gehalten. Nach dieser

  Zeit wird der Autoklav entspannt, das Reaktionsgut in einen

  Holzbottich abgelassen und mit Wasser auf etwa 5 m3 verdünnt.

  Der Kalkanteil des durch hydrothermale Reaktion entstandenen

  Kalziumeilikatee wird mit etwa 1,1 m3 wässriger Salzsäure (10%1g)

  vollständig extrahiert, wobei-der End-pH von 2 nicht überschrit-

  ten wird. Die verbleibende Kieselsäure wird in hilterpre®sen

  filtriert und der Filterkuchen in einem Kanaltrockner getrocknet.

  Das grobetückige, trockene Material wird gebrochen und in einer

  Stiftmühle bei 1800D U/min gemahlen. Nach der Nahlung haben 85%

  des Gutes eine Korngrösse zwischen 0 und 10/4c,, der Rest liegt

  zwischen 10 und 25A .

  Um völlig glatte Lackoberflächen bei Verwendung dieses Mattierunga-

  mittels zu erhalten, ist es zweckmüaeig, dienen gemahlene Produkt

  bei etwa 10,e. durch Windsichtung zu trennen. Dar 0:or bant ei 1 kann

  _ durch einen 2. Nahlgapg »&d. "Ngpb,ej.qhtung auf die geeignete

  Korngrösse gebracht werden.

  Beispiel 2:

  o rum w

  Be werden 60 g einen ungesättigten Glan$polyesterharzes, 3 g.

  Silikonöl (1%ig in Toluol) und 18 g iionostyrol gemischt. In

  diese Mischung werden 7,2 g den nach Beispiel 1 hergestellten

  Mattierungsmittels eingerührt und 8 Minuten lang mit eines

  Schnellrührerbei 2000 Umdrehungen/lgin. diepergiert. Danach wer-

  den 3 g einer 1096igen Mnung von Kobiltnaphthenat in Toluol

  und 8,8 g Monostyrol zugegeben. 100 g der erhaltenen Polyester-

  lackmischung werden mit 10 g einer Katalysatorlösung versetzt,

  die aus 24 Teilen einer 50941gen Cyclohezanon-Peroxyd-Paste und

  76 Teilen Äthylacetat besteht. Es werden weiter 5 g Aethyl-

  acetat und 5 g Monostyrol zugegeben. Dieses Gemisch wird auf

  Glasplatten und Hol$brettchen aufgespritzt. Die getrockneten

  Pilme zeigen ntippenfreie gleichmässig matte Oberflächen mit

  sehr guter Kratzfestigkeit.

  Bei, spiel 3

  r

  38 g einen langöligen Alkydharzes (Leinöl Rizinenöl-Baein),

  28,2 g Titandiozyd und 1,9 g aktives Zinkoxyd werden auf einen

  3-Walzenstuhl angerieben. En werden 25 g des oben genannten

  Alkydharzes (609`1g in Tentbehzin), 1,9 g einen Trockners, 2,8g

  Butanol und 2,2 g Pine Oil hinzugefügt* In 100 g dieser Mischung

  werden 3 g des nach Beispiel 1 gewonnenen jtattierungssittels,

  wie im Beispiel 2 beschrieben, dispergiert.

  In Streich- oder Spritzverfahren aufgetragene 2ilne zeigen eine

  stippentreie seidenmatte Oberfläche. Durch iferänderung der zu-

  gesetzten Menge Hattierungsmittel kann der Glanz bzw. Matt-

  grad abgestuft werden.

Claims (1)

1. p A T 19 N T A N S h 8 U C H E 1e Verfahren zur Herstellung einer als Nattierungsmittel für hacke geeigneten Kieselsäure durch Behendeln von Natur- stoffen, die überwiegend oder praktisch völlig aus Bilieium- diozyd oder solchen enthaltenden Gemischen bestehen, oder diesen äquivalenten synthetischen Materialien mit Erd.kA%t- hydrozyd, insbesondere Kalkig unter erhöhten Druck uns er- höhter Temperatur in wä$eriger Dispereiong dadurch gekenn- zeiehnet, dann man unter Einhaltung eines Kolvsrhältnieeee von Erdalkalioxyd : Kieselsaure wie etwa 0.5:1 bis etwa.1, 5 :1, bzw. etwa 1,25 : 1 bei einer Temperatur von etwa 1A bis etwa 250°C, bzw. etwa 19000 aufschliesst, die @ufac'° .:saun, mit einer verdünnten Säure bis zur Einstellung eines esuren pH-Werten behandelt und das Produkt in an sich bekan.tar Weise isoliert. 2. Verfahren nach tepruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass .n verdünnte Salzsäure oder Essigsäure verwendet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Säurebehandlung bei einer Temperatur von etwa 60 bin etwa 800ß vornimmt. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bin 3, dadurch gekennzeichnet, dann man einen Ausgangsstoff mit einer Teilohengrösse zwischen etwa 4,1 und 50,,u, vorzugsweise zwischen etwa 1 bis 15^, verwendet.