DE1719415C3

DE1719415C3 -

Info

Publication number: DE1719415C3
Application number: DE1719415A
Authority: DE
Inventors: Heinz Linden; Wilhelm Dipl.-Chem. Dr. Offermann
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1964-11-17
Filing date: 1964-11-18
Publication date: 1973-10-25
Also published as: DE1719414B2; GB1110857A; BE672321A; DE1719414C3; DE1719415A1; NL6513582A; US3386845A; CH460513A; DE1719415B2; DE1719414A1; CH460813A

Description

2. Verwendung von Aminsalzen dimens.erter

Fettsäuren gemäß Anspruch 1 in Mengen von 0.1 bis 3%, auf Pigmente berechnet.

3. Verwendung von Aminsalzen dimerisierter Fettsäuren gemäß Anspruch 1 und 2 in Pigmentpasten Tür Lackfarben und Anstrichmittel.

4. Verwendung von neutralen Aminsalzen dlmensierter Fettsäuren gemäß Anspruch I bis 3.

5. Verwendung von neutralen Salzen dunensiertcr Fettsäuren mit primären aliphatischen Ammen der Ketten.ängen C₁₂ bis C₁₈ gemäß Anspruch 1 bis 4.

6.^FVerwendung von neutralen Kokosammsalzen dimerisierter Fettsäuren aemäß Anspruch 1 bis 3.

7. Verwendung von neutralen Kokosaminsalzen dimertsierter Fettsäuren des Sojaöls und Baumwollsamenöls gemäß Anspruch . bis 6.

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,₅ und die ausgeprägte \'™™^™ /^Λ Lackfarben und Ansinchrnmeln du drohne B -nkcn an , ug _; ^ J

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Die Dispergierung von Pigmenten und Füllstoffen in organischen Medien, d. h. die Zerstörung der aus dem Pigmentprimärkorn gebildeten Agglomerate ist ein bei der Herstellung von Anstrichmitteln erforderlicher Arbeitsgang, der wegen des dabei benötigten Aufwandes an Zeit und Energie einen beachtlichen Kostenfaktor für diese Produkte darstellt. Dieser Dispergiervorgang - im ungemeinen mit Vermählen oder Anreiben bezeichnet — wird mechanisch mittels eines Walzenstuhls, einer Kugelmühle oder ähnlicher Aggregate durchgeführt. Um diesen Arbeitsgang kürzer zu gestalten, werden den zu vermählenden Pigmentpasten Chemikalien der verschiedensten Art zugesetzt. Diese als »Mahlhilfsmittel« bezeichneten Prosprechenden Amins .^^η™- , ..._{ß d} 1 Stunde be, dieser remperalur beUJt

;₅ mitgeeigneten l^g«^" S

D.ejur J^-f ^_n Fettsäur^^ können nach bekannten Verfahren durch Dimerisieren emh.ch und mehrfach ungesättigter Fettsäuren mit einer

_w Kohlenstoffkette von 11 bis 22 Kohlenstoffatomen gewonnen werden. Die in erster Linie in Frage kommenden natürlichen Fettsäuren weisen mcst IS koh-

lenstoffatome aul. Undecvlensäure

Geeignete Produkte sind ^B Undccyl nsaur,

Palmito-Oleinsaure. ⁿJ"""ure sowie Fettsäue«- re_; Eru«Bure Brgjulmj*-^ow^^e sauage

mische wie s.e aus ""^¹¹⁰¹' ™ _Baumwollsamenöl

Saflorol J^a"^^el^° _sstofTen nach bekannten Die aus diesen (>^us^"b Fettsäuren bzw

Verfahren hergestellten « Fe sauren bzw.

J*hn,sch«. Gem-sche^ dimer ^er " FeUsauren^ ent^ halten meist einen Anteil von ι j erfindungs-

und höheren Polymeren der aber bei^dei^dungs gemäßen Anwendung nich stört, boterr sich noch

₄o

als Mahlhilfsmittel in erster Linie Sojalecithin und Zinknaphthenat einsetzte, ist man später auf die Vertische sowie
Am.nbasen brauchbar

Die unterschiedliche Beschaffenheit der Pigmente in Zusammensetzung, Oberfläche, Korngröße und Korngestalt läßt es verständlich erscheinen, daß es trotz vieler Bemühungen noch nicht gelungen ist, ein Mittel zu entwickeln, das gleichermaßen allen Mahlau gaben bei d η unterschiedlichsten Pigmenten gerecht wird. Weiterhin ist zu bedenken, daß es sich bei vielen der verwendeten Zusatzmittel um lackfremde Produkte handelt, die neben der gesuchten

Entsp _m.

äthylam.n Diathylentr amit·
nolamin, Tnathanolamin.H
octylamin Dodecylamin, ^^·^ Cyclohexylamin, Anilin, Piperidin, Morpholin, Pyridin und Chinolin. Auch Am.ngemische, wie s,e aus den Fettsäuren natürlicher Fette gewonnen werden ^"nen .. B sogenanntes Kokosam.n welches e,_n

Gemisch von Aminen aus Kokosfettsaurc mit Ketten-

I.Ingen von '.',_, his <.',_s darstellt und !albumin sind geeignet. Beispiele für Amine mn verschiedenen ko'nlenwasserstoffresten sind z. B. Dodecvl-dimethv lamin. < )ciadec\ 1-di.iiln lamm, Cvclohew l-meihv iamin. Dikokos-äthv lamin. Dimetln l-kokosamin. Kokos-prop\ lendiamin.

Die Aminsalze kommen insbesondere in I orm der neutralen Salze, hei denen jede Säuregruppe, der dinieren Fettsäure durch einen Aminresi ahgesät;;.:' ist. /um Einsatz. Als besonders brauchbar haben sieh iiiL- \on primären aliphatischen Aminen mit 12 bis IS Kohlenstoffatomen abgeleiteten Aminsalze erwiesen und unter diesen wiederum diejenigen, die sich ium als Kokosamin bezeichneten Ammgemisch herleiten. Die neutralen kokosamm.sal/e stellen die anderen Produkte nicht nur in der Wirksamkeit, sondern auch in der universellen Einset/barkeit in den Schauen. I nter den verschiedenen neutralen Kokosaminsalzen Zligen wiederum diejenigen der dimerisierten Sojaöl- und Baumwollsamenölfettsäuren die beste Wirkung.

Die prakijv.-he Anwendung der Mittel erfolgt in üblicher Weise. Man kann die Aminsalze bzw. Aminsalzgemisehe umerschnitten bzw unverdünnt oder auch in hochprozentiger Lösung in die zu vermählenden Pigmentpasten einrühren und die so vorbereiteten Pasten hernach auf dem dafür vorgesehenen Aggregat verarbeiten. Eine andere Möglichkeit ist die trockene oder nasse Vermahlung mit den Pigmenten im Verlauf der Herstellung derselben, wodurch man zu vorbehandelten Pigmenten gelangt, die bei der späteren Anreibung nur noch mit dem erforderlichen bindemittel versetzt sverden müssen. Diese als »Coating-Prozess« bezeichnete Arbeitsweise hat in der Pigmente hei stellenden Industrie bereits weitgehend Fuß gefaßt.

Die zur Erzielung eines guten Effektes im Hinblick auf die Erleichterung der Dispergierung erforderlichen Zusatzmengen sind gering und liegen je nach Zusammensetzung, Oberflächen- und Kornbeschaffenheit des Pigmentes zwischen 0,1 bis 3%, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 2%, bezogen auf das verwendete Pigment. Die Kombination mit anderen artverwandten oder artfremden Mahlhilfsmitteln ist möglich.

Beispiel

LJm die Wirkung verschiedener erfindungsgemäßer Substanzen als auch zum Stand der Technik zählender Vergleichsprodukte als Mahlhilfsmittel zu prüfen, wurden definierte Mischungen der ausgewählten Pigmente mit Leinöl und dem zu prüfenden Zusatzmittcl auf einein Dreiwalzenstuhl vermählen und dabei die Zeit bestimmt, die zur Erzielung eher Kornfreiheit von weniger als K) :i notwendig war. Hierfür sind normalerweise mehrere Mahlvorgänge erforderlich, d. h . das gesamte Mahlgut muß die Walze mehrmals passieren. Beide Werte, die erforderliche Mahlzeit und die Anzahl der Mahlvorgänge dienten zur Charakterisierung des Mahlhilfsmitteis. und sie wurden mit ei.ier Gesamtnote beurteilt. Die Kornfreiheit wurde mit dem Grindometer bestimmt. Der Walzenabstand wurde bei allen Mahlprozessen konstant eingestellt, und zwar derart, daß ein senkrecht auf der ersten und .•■vwiten Walze (also den Mahlwalzenides Dreiwalzenstuhls aufgebrachter Lichtstrahl auf einem schwarzen Untergrund jenseits der Walzen eben sichtbar wurde.

Lim bei der Durchführung der Mahlversuche wegen der besseren Reproduzierbarkeit auf die Verwendung von Lösungsmitteln verzichten zu können, wurde als Bindemittel ein Lackleinöl des Handels mit einer Säurezahl von 10.0 verwendet. Die Mischungsverhältnisse mit den einzelnen Pigmenten wurden entsprechend dem unterschiedlichen ölaufnahmeverinögen letzterer variiert.

Die Auswahl geeigneter Pigmente wurde dadurch erschwert, daß viele Pigmente des Handels bereits vom Hersteller vorbehandelt sind und daß über die Art und Menge der verwendeten Vorbehandlungsmittel meist nähere Angaben fehlen. So wurden die an sich in diesem Zusammenhang gleichfalls interessierenden Pigmente auf Phthalocvaninbasis sowie die verschiedenen Rußsorten auf Grund von Vortesten als ungeeignet befunden, da sämuiche zur Verfügung sichenden Pigmentmuster dieser Art eine Vorbehandlung aufwiesen. Nach einer Anzahl von Vorprüfungen wurden aus der Reihe der schwer mahlbaren Pigmente die nachstehenden für die Versuche ausgewählt:

Miloriblau.

Manganviolett, ein Ammoniummanganphosphat.

ein roter Azofarbstoff auf Basis von 2-Chlor- ^aminotoluol-S-sulfonsaure-zi-oxynaphthoesäure,

ein organisches Gelbpigment auf Basis von 3,3-Dichlorbenzidin und Acetessig-m-Xylidid.

Die Pigmente wurden zusammen mit dem zu testenden Mahlhilfsmittel in das Lackleinöl eingerührt, wobei die Zusatzmenge auf 1% Wirksubstanz, bezogen auf Pigment, festgesetzt wurde.

Für die erste Versuchsserie wurde eine Paste aus 50 Gewichtsteilen Miloriblau und 200 Gewichtsteüen Lackleinöl verwendet Die erhaltenen Ergebnisse können nachstehender Tabelle entnommen werden:

Tabelle I

Mahlhilfsniiltel

1. Nonylphenol
+ 4ÄO

2. Nonylphenol
+ 8/9 ÄO

3. Nonylphenol

+ 9ÄO + IO Propylenoxyd

7Z
fiO K

6Z 55 K

7Z 55 K

Benötigie Mahlgange	8Z	9Z	Ciesamt-	Bewerliing I =- sehr mil
->	20 K	1OK	mahlzeit	2 = mn
	7 Z	6Z	in Min.	1 nia'Qig
	15 K	1OK		4 schlecht
Benötigte Mahlzeit - (I)	7 Z	8Z
Knrngrölie in μ = (K.)	25 K	I5K
8Z		31	3
3OK
7Z		26	2— 3
20 K
9 Z		31	3—4
35 K

M.ihihilfMiii'id

4. 1 naihanolammvil/ des sauren ( iM\lalkohol:,uli.

5. N !\okos-,.'-amim>huHersäure

ο. Taigpropwendiamindioleat

Neutr. Koktisamiiisa! Jimerisierier Säuren des Sojaöls mil einem Trinierenanteil \. 21"u

S. Neutr. Kokosaminsalz dimerisierier Säuren des Baumwollsamenöls mit einem Trimerenanteil v. 20° _u

9. Saures Kokosami.'sab dimerisiert. Säuren des Soiuöls mit einem Trimereiianieil von 21%

10. Neutr. Dimethylkokosaminsalz dimerisierter Säuren des Sojaöls mit einem Trimerenanteil von 21%

11. Neutr. Benzylaminsalz dimensierter Säuren des Baumwollsamenöls mit einem Trimerenanteil von 20%

12. Neutr. Diäthylentriaminsalz dimerisierter Säuren des Sojaöls mit einem Trimerenanteil \on 21%

13. Neutr. Triäthanolaminsalz dimerisierter Säuren des Sojaöls mit einem Trimerenanteil von 21%

14. Neutr. Triäthanolaminsalz dimerisierter Säuren des Leinöls mit einem Trimerenanteil von 24%

15. Neutr. Triä'hanolaminsalz dimerisierter ölsäure mit einem Trimerenanteil von 16%

16. Neutr. Cyelohexylaminsalz dimerisierter Säuren des Baumwollsamenöls mit einem Trimerenanteil von 20%

17. Neutr. Morpliolinsalz dimtnsierter Säuren des Sojaöls mit einem Trimerenanteil von 21%

18. Ohne Zusatz

i	Z	lic Π Ol I 'Ί C ^	vl.ihl.s!.ini!L· hl.'eil l/' IΠ : I K '	4	Z K	ι ic-.inn- m.ihl/eit in Mm	Heuern I NCl·: 2 em ' - ill. Μ* 4 - μ -hl
(l	Z tv	"Z 3^ K	9 Z 20 K	10 10		32
35	Z. K	io Z ν I K	¹ Z 10 K			2(o	1
S 40	^ /	S.5 Z 30 K	S.5 Z 10 K			25	-
(ι. 30	Z K	^Z 25 K	6.5 Z 10 K			20	I
7 35	Z K	7 Z 30 K	7Z 10 K		Z K	21	1
6 50	Z K	6Z 35 K	6Z 25 K	S 10		26	2 3
6 35	Z K	7 Z 30 K	8 Z 10 K	-	7 K	21	1
50	Z K	6Z 35 K.	7Z 25 K	6 10		24	t
7 35		6 Z 30 K	8Z 10K			21	1
	Z K
7 40	Z K	7Z 30 K	SZ 10 K				I
6 40	Z K	7Z 30 K	9Z 10 K		Z K		1
7 50	Z K	6Z 45 K	6Z 25 K	7 10		26	2 -3
6 40	Z K	30 K	8 Z 10K	-		22	1
7 35	Z K	7Z 25 K	7Z 10 K		Z K		I
11 60	9Z 40 K	11 Z 25 K	12 15	43	4

Die Pigmentpaste zur Durchführung der zweiten Versuchsserie hatte die Zusammensetzung:

60 Gewichtsteile Manganviolett und 200 Gewichtsteile Lackleinöl.

Die erzielten Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle festgehalten.

Tabelle II

Mahlhilfsmiticl	I	Benötigte Mahlzeit ii Komgrößt	Mahlgänge :) ι Min. = Z ΐ in μ = K	4	Gesamlmahlzeit in Min.	Bewenung 1 = sehr gut 2 - eut i = mäßie 4 = schlecht
1. wie Tabelle I	7Z 35 K	13 Z 1OK	—		20	1
2. wie Tabelle I	7Z 4OK	11 Z 25 K	13Z 1OK	—	31	4
3. wie Tabelle I	10 Z 45 K	9Z 25 K	11 Z IO K	—	30	4
4. wie Tabelle I	10 Z 45 K	9Z 30K	13Z 1OK	—	32	4
5. wie Tabelle I	10 Z 35 K	11 Z 25 K	II Z 1OK	—	η	4
6. wie Tabelle I	1OZ 4OK	14Z 1OK	—	—	24	1
7. wie Tabelle I	9Z 25 K	Il Z 1OK		—	20	1
8. wie Tabelle I	8Z 30K	HZ IO K		—	19	I
9. wie Tabelle I	8Z 45 K	9Z 30K	10/. IO K	—	27	3
10. wie Tabelle I	9Z 35 K	12Z 10 K	--	—	21	1
11. wie Tabelle I	1OZ 35 K	13Z 1OK	—	—	23
12. wie Tabelle!	1OZ 30K	1! Z 1OK	—	—	2t	1
13. wie Tabelle I	8Z 30K	12Z 1OK	—	—	20	1
14. wie Tabelle I	9Z 25 K	13Z IO K	—	—	22	1—2
15. wie Tabelle I	8Z 45 K	8Z 30K	9Z IO K	—	25	2—3
16. wie Tabelle I	9Z 25 K	12Z 1OK	—	—	21	I
17. wie Tabelle I	8Z 30K	14 Z 1OK	—	__.	22	1-2
18. wie Tabelle I	8Z 50K	1OZ 30K	IO Z 20K	Il Z IO K	59	4

Die Zusammensetzung der Pigmentpaste für die 3. Versuchsserie war 70 Gewichtsteile des Azofarbstoffe auf Basis von 2-Chlor-4-aminotoluol-5*sulfonsäure-/J-oxynaphthoesäure und 200 Gewichtsteile Lackleinöl Bei den Mahlversuchen wurden nachstehend aufgeführte Ergebnisse erhalten.

Tabelle III

	Mahlhüfsmittel	9Z 45 K	Benötigte Mahlzeit ir KorngröSt	Mahlgänge 3 Min. = Z Mn μ = K	4	Gesamtmahlzeit in Min.	2 3 4	Bewenung = sehr gut = gut = mäßig = schlecht
1.	wie Tabelle I	1OZ ' 35 K	1OZ 30K		—	28		3
2.	wie Tabelle I	12Z 35 K	13 Z 25K		—	36		4
3.	wie Tabelle I ·	14 Z 20K		—	41		4
	9Z 1OK
13Z 10 K
15 Z 1OK

Fortsetzung

10

	I	Benoliute	Mahlgänge	4	Min. = Z
Mahlhilfsmittel		2	3	: in μ = K
		Mahlzeit ir	12 Z
	14Z	Korngrotk	ΙΟΚ
4 wie Tabelle 1	35 K	14Z	12Z
	1OZ	25 K	1OK	—
5. wie Tabelle I	4OK	Il Z	7Z	_._
	9Z	25 K	Ί0 K
6. wie Tabelle I	40K	6Z		_._
	8Z	30K
7. wie Tabelle I	30K	11 Z	—	_. .
	9Z	1OK
8. wie Tabelle I	30K	11 Z	12Z	_
	9Z	1OK	1OK
9. wie Tabelle I	45 K	1OZ
	8Z	30K
10. wie Tabelle I	30K	12Z	9Z	___
	8Z	1OK	ΙΟΚ	, .
11. wie Tabelle I	4OK	7Z	8Z
	9Z	30K	1OK
12. wie Tabelle I	35 K	5Z
	7Z	20K
13. wie Tabelle I	35 K	13Z	7Z
	8Z	1OK	1OK
14 wie Tabelle I	35 K	9Z	9 Z
	SZ	25 K	10 K
1 5. wie Γΰυύ'ιιό i	35 K	SZ	7Z
	8Z	25 K	1OK
16. wie Tabelle 1	35 K	7Z
	9 7	25 K	-
17. wie Tabelle I	35 K	I2Z	15Z
	14Z	10 K	1OK
18. wie Tabelle I	45 Z	I2Z
	30K

jcsamlmahlzcit in Min.

40 33 22 19 20 31 20 24 22 20 23 25 22 21 41

Bewertung

1 - sehr gut

2 -- gut

3 -- mäßig

4 = schlecht

Zur Durchführung der 4. Versuchsserie wurdet» eine Pigmentpaste aus 50 Gewichtsteilen Gelbnium.-.'t aul Basis von 3,3-Dichlorbenzidin und Acetessig-m-Xylidid und 100 Gewichtsteilen Lackleinöl einucsci/i. Die

nachstehende Tabelle zeigt die erhaltenen Mahlwerte auf.

Tabelle IV

	I	I	Jenötigie Mahlgänge	9 Z 35 K	1OZ TOK
Mahlhilfsmittel	2	13 Z 30K	1OZ 1OK
	Mahlzeii in Min. = ί Korngröße in μ = K	13 Z 35 Z	13Z 1OK
1. wie Tabelle I	12 Z 4OK	12Z 1OK
2. wie Tabelle I	1OZ 35 K	1OZ 1OK
3. wie Tabelle I	7Z 30K	7Z 1OK
4. wie Tabelle I	6Z 30K	5Z 1OK
5. wie Tabelle I
6. wie Tabelle I
7. wie Tabelle I

tmahlzcit Min.	Bewcriit'iu I = sein : -111 2 = gut
	4 = schlecht
19	3
23	4
26	4
24	4
20	3
14	1 2
11	1

11

Mahlhilfsmillel

8. wie Tabelle I

y. wie Taoelle 1

10. wie Tabelle I

11. wie Tabelle I

12. wie Tabelle 1

13. wie Tabelle 1

14. wie Tabelle I

15. wie Tabelle I

16. wie Tabelle I

17. wie Tabelle I
IS. wie Tabelle I

Fortsetzung

6 Z 30K

7Z 35 K

5 Z 30K

7Z 35 K

6 Z 30 K

7Z 35 K

6 Z 30K

7 Z 35 K 13 Z 35 K

Benötigte Mahlgänge Vlahlzeit in Min. = Korngrcße in μ = K	3 i	Gesamtmahlzeit in Min.	Bewertung I = sehr gut 2 = gut 3 = müßig 4 = schlecht
6 Z 1OK	—	12	I
ü ζ j 1OK	—	18	3
7Z 1OK	—	12	1
8Z 1OK	Z	15	2
6Z 1OK	—	12	I
5Z 1OK	Z	11	1
6Z 10 K ! /Z		13	I -2
10 K		14	1—2
6 Z 1OK	Z	12	1
6Z iOK		13	1—2
13 Z 1OK	—	26	4

Wie den vorstehend aufgerührten Tabellen einwandfrei zu entnehmen ist, zeigen die Aminsalze dimerisierter Fettsäuren und insbesondere die neutralen Kokosaminsalze dimerisierter Soja- und Baumwollsamenölfeüsäuren insgesamt gesehen die weitaus beste und gleichmäßigste Wirkung, die von den bereits bekannten Stickstoffderivaten naturlicher Fettsäuren nur in einigen speziellen Fällen erreicht wird, während letzte.o bei anderen Pigmenten nur eine mäßige Verbesserung erbringen. Die anderen zum Vergleich herangezogenen Mahlhilfsmitte! aus der Gruppe der Alkylenoxydanlagerungsprodukte und Aminsalze von Alkylsulfaten zeigen allgemein nur eine geringe Wirksamkeit.

Neben der reinen Dispergierwirkung ist aber für die Eignung ferner zu berücksichtigen, daß einige der Farben sich bei einem Langzeitkorrosionstest im Salzsprühgerät auf Grund des Zusatzmittels anfälliger erweisen. Die besten Ergebnisse ir»i Hinblick auf den Korrosionswiderstand wurden mit den Produkten 6, 7, 8, 10, 11, 12 und 16 erhalten.

Claims

,uch manche unerwünschte Eigenschaft, wie

1. Verwendung von Aminsalzen dimensicrler 1-, isäuren. die aus einfach und mehrfach ungesäuigtcn Fettsäuren mit Π bis 22 kohlenstoffatomen hergestellt worden sind, als Mittel zur Dispergicrung von Pigmenten in organischen