DE19538148C1 - Wäßrige Pigmentpasten und deren Verwendung zur Herstellung von wäßrigen Lacken - Google Patents

Wäßrige Pigmentpasten und deren Verwendung zur Herstellung von wäßrigen Lacken

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DE19538148C1 DE1995138148 DE19538148A DE19538148C1 DE 19538148 C1 DE19538148 C1 DE 19538148C1 DE 1995138148 DE1995138148 DE 1995138148 DE 19538148 A DE19538148 A DE 19538148A DE 19538148 C1 DE19538148 C1 DE 19538148C1
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Description

Die Erfindung betrifft wäßrige Pigmentpasten und deren Verwendung zur Herstellung von wäßrigen Lacken.
Die Pigmentierung von wäßrigen Lacken erfolgt durch Zugabe von wäßrigen Pigmentkonzentraten, sogenannten Pigmentpasten, zu den übrigen Lackbestandteilen.
Pigmentpasten bestehen aus Wasser, mindestens einem Pigment, mindestens einem wasserverdünnbaren Bindemittel sowie ggf. organischen Lösemitteln, Netzmitteln und anderen für Pigmentpasten üblichen Zusätzen (vgl. Volker Radke in "Pigmente für Anstrichmittel", Technische Akademie Esslingen, Kap. 7, Dispergierung von Pigmenten, Export-Verlag, 1990).
Für die Qualität der aus den Pigmentpasten hergestellten Lacke ist es von großer Wichtigkeit, daß die in der Pigmentpaste enthaltenen Pigmentteilchen nicht kleiner als die Primärteilchen und nicht größer als 10 µm sind und daß die Pigmentteilchen vom Bindemittel möglichst vollkommen benetzt sind. Andernfalls sind die coloristischen Eigenschaften der Lacke und die Stabilität der Pigmentpasten unbefriedigend. Um Pigmentteilchen der gewünschten Größe zu erhalten und um eine möglichst vollständige Benetzung der Pigmentteilchen zu erreichen, wird das Pigment in Pulverform mit Wasser, Bindemittel und ggf. weiteren Zusätzen, wie z. B. Netzmittel vermischt. Die so erhaltene Mischung wird anschließend in einem Dissolver geschert und in einem Mahlaggregat (z. B. Rührwerksmühle, Sandmühle, Dreiwalze) so lange gemahlen bis die Pigmentteilchen die erforderliche Feinheit aufweisen und vom Bindemittel ausreichend benetzt sind, wobei der Mahlprozeß mit einem erheblichen Zeit- und Energieaufwand verbunden ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand darin, Pigmentpasten enthaltend Wasser, wenigstens ein Pigment, wenigstens ein wasserverdünnbares Bindemittel sowie Lösemittel, Netzmittel und andere für Pigmentpasten übliche Zusätze, bereitzustellen, die ohne zeit- und energieaufwendigen Mahlprozeß herstellbar sind.
Diese Aufgabe wurde überraschenderweise durch die Bereitstellung von Pigmentpasten gelöst, die
(A) 25 bis 80 Gew.-% deionisiertes Wasser
(B) 10 bis 65 Gew.-% mindestens eines Eisenoxidpigmentes
(C) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes
(D) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes
(E) 0,2 bis 10 Gew.-% Ammoniak und/oder mindestens eines Amins,
(F) 0 bis 25 Gew.-% mindestens eines zumindest teilweise mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels und
(G) 0 bis 5 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels enthalten.
Vorzugsweise enthalten die Pigmentpasten
(A) 40 bis 59 Gew.-% deionisiertes Wasser
(B) 25 bis 44 Gew.-% mindestens eines Eisenoxidpigmentes
(C) 8 bis 23 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes
(D) 8 bis 16 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes
(E) 0,3 bis 5 Gew.-% Ammoniak und/oder mindestens eines Amins,
(F) 4 bis 15 Gew.-% mindestens eines zumindest teilweise mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels und
(G) 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels.
Die erfindungsgemäßen Pigmentpasten weisen einen Feststoffgehalt von 20 bis 70, vorzugsweise 35 bis 50 Gew.-%, einen pH-Wert von 7 bis 9, vorzugsweise 7,5 bis 8,5 und bei einer Temperatur von 23°C und einer Schergeschwindigkeit von 50 s-1 eine Viskosität von 100 bis 4000, vorzugsweise 600 bis 1000 mPas auf und bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 s-1 eine Viskosität von 100 bis 1000 mPas, vorzugsweise 200 bis 400 mPas.
Als Komponente B können alle für wäßrige Lacke geeigneten Eisenoxidpigmente eingesetzt werden. Als einsetzbare Eisenoxidpigmente werden genannt: Eisenoxidrot (Hämatit, α- Dieisentrioxid), Eisenoxidgelb (Eisenoxidhydroxid) und Eisenoxidbraun (Mischpigment aus Eisenoxidrot, Eisenoxidgelb und Eisenoxidschwarz).
Die als Komponente (C) eingesetzten wasserverdünnbaren Polyurethanharze können durch Umsetzung von
  • (i) einem Polyester- und/oder Polyetherpolyol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 5000 oder einem Gemisch aus solchen Polyester- und/oder Polyetherpolyolen
  • (ii) einem Polyisocyanat oder einem Gemisch aus Polyisocyanaten, gegebenenfalls
  • (iii) einer Hydroxyl- und/oder Aminogruppen enthaltenden organischen Verbindung mit einem Molekulargewicht 60 bis 400 (Zahlenmittel) oder einem Gemisch aus solchen Verbindungen und gegebenenfalls
  • (iv) einer Verbindung, die nur eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe im Molekül enthält
hergestellt werden.
Die als Komponente (C) eingesetzten Polyurethanharze weisen üblicherweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht von mindestens 1000 auf. Das zahlenmittlere Molekulargewicht der Polyurethanharze sollte vorzugsweise bei mindestens 4000, besonders bevorzugt zwischen 5000 und 8000 liegen.
Die Angaben zu den zahlenmittleren Molekulargewichten beziehen sich auf gelpermeationschromatographische Messungen, die mit Hilfe eines Polystyrolstandards durchgeführt werden.
Der Einbau von aminogruppenhaltigen (iii)-Komponenten erfolgt vorzugsweise derart, daß zuerst aus (i), (ii) und gegebenenfalls einer hydroxylgruppenhaltigen Komponente (iii) ein NCO-gruppenhaltiges Präpolymer hergestellt wird, das dann in wäßriger Phase mit einer aminogruppenhaltigen (iii)-Komponente weiter umgesetzt wird (vgl. EP-A-89 497).
Die als Komponente (C) eingesetzten Polyurethanharze müssen hydrophile Gruppen enthalten, die die Wasserverdünnbarkeit der Polyurethanharze gewährleisten. Diese hydrophilen Gruppen können nichtionisch oder ionisch sein, wobei die Polyurethanharze auch sowohl ionische als auch nichtionische hydrophile Gruppen enthalten können. Als nichtionische hydrophile Gruppen kommen insbesondere Poly(oxyalkylen)gruppen in Betracht. Diese Poly(oxyalkylen)gruppen können sowohl über die Komponente (i) als auch über poly(oxyalkylen)gruppenhaltige (iii)-Komponenten in die Polyurethanharzmoleküle eingeführt werden. Es werden bevorzugt Polyurethanharze eingesetzt, die anionische Gruppen enthalten. Die zur Anionenbildung befähigten Gruppen, die vorzugsweise Carboxylgruppen sind, können über die Komponente (i) (insbesondere als carboxylgruppenhaltige Polyesterpolyole, wie in der DE-A-39 03 804 beschrieben) und/oder über die Komponente (iii) in die Polyurethanharzmoleküle eingeführt werden. Es ist bevorzugt, carboxylgruppenhaltige (iii)-Komponenten einzusetzen. Die als Komponente (C) eingesetzten Polyurethanharze weisen vorzugsweise eine Säurezahl von 7 bis 50, besonders bevorzugt 15 bis 35 auf.
Die erfindungsgemäß eingesetzten wasserverdünnbaren Polyurethanharze werden vorzugsweise hergestellt, indem aus den Komponenten (i), (ii) und gegebenenfalls (iii) ein isocyanatgruppenhaltiges Präpolymer hergestellt wird, das anschließend mit einer wenigstens drei Hydroxylgruppen aufweisenden (iii)-Komponente umgesetzt wird. Anschließend werden die Carboxylgruppen mit Hilfe von vorzugsweise tertiären Aminen neutralisiert und das Polyurethanharz in Wasser dispergiert. Die Umsetzung mit aminogruppenhaltigen (iii)-Komponenten ist weniger bevorzugt (vgl. DE-A-35 45 618). Die als Komponente (i) einsetzbaren Polyester- und Polyetherpolyole, die vorzugsweise Polyester- und Polyetherdiole sind, sind in der EP-A-89 497, DE-A-35 45 618, EP-A-355 433, US-A-4 719 132 und DE-A-39 03 804 detailliert beschrieben. Als Komponente (i) werden vorzugsweise Polyesterdiole eingesetzt. Die Komponente (i) wird vorzugsweise in einer solchen Menge eingesetzt, daß sie 50 bis 80, besonders bevorzugt 60 bis 70 Gew.-% des Polyurethanharzes ausmacht.
Als Komponente (ii) kann ein aliphatisches und/oder cycloaliphatisches und/oder aromatisches Polyisocyanat oder ein Gemisch aus solchen Polyisocyanaten eingesetzt werden. Als Beispiele für einsetzbare Polyisocyanate werden Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), Phenylendiisocyanat, Tolyulendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Bisphenylendiisocyanat, Naphtylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Cyclopentylendiisocyanat, Cyclohexylendiisocyanat, Methylcyclohexylendiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat und Trimethylhexandiisocyanat genannt. Neben Diisocyanaten können auch Polyisocyanate mit Funktionalitäten über zwei eingesetzt werden. Gegebenenfalls kann die mittlere Funktionalität durch Mitverwendung von Monoisocyanaten herabgesetzt werden.
Als Komponente (iii) können beispielsweise Polyole mit bis zu 44 Kohlenstoffatomen je Molekül wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3- Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Butylenglykol, 1,6-Hexandiol, Trimethylolpropan, Ricinusöl oder hydriertes Ricinusöl, Ditrimethylolpropanether, Pentaerythrit, 1,2- Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Bisphenol A, Bisphenol F, Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, hydroxyethyliertes oder hydroxypropyliertes Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und deren Mischungen eingesetzt werden. Über die Komponente (iii) können auch zur Anionenbildung befähigte Gruppen wie Carboxyl-, Sulfonsäure- und/oder Phosphonsäuregruppen in die Polyurethanharzmoleküle eingeführt werden. Es werden bevorzugt Carboxylgruppen über die Komponente (iii) in die Polyurethanharzmoleküle eingeführt. Dies kann beispielsweise mit Hilfe von Dihydroxypropionsäure, Dihydroxybernsteinsäure und Dihydroxybenzeosäure erfolgen. Bevorzugte (iii)-Komponenten zur Einführung von Carboxylgruppen in die Polyurethanharzmoleküle sind 2,2-Dimethylolalkansäuren wie 2,2-Dimethylolessigsäure, 2,2-Dimethylolpropionsäure, 2,2-Dimethylolbuttersäure und 2,2-Dimethylolpentansäure. Carboxylgruppen können auch über aminogruppenhaltige (iii)-Komponenten wie z. B. α,ω- Diaminovaleriansäure und 3,4-Diaminobenzoesäure eingeführt werden. Die Verwendung von aminogruppenhaltigen (iii)-Komponenten ist weniger bevorzugt.
Als Komponente (iv) können insbesondere Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 60 bis 400 (Zahlenmittel), die entweder eine Hydroxyl- oder eine primäre Amino- oder eine sekundäre Aminogruppe enthalten, eingesetzt werden. Als Komponente (iv) werden vorzugsweise aliphatische Alkohole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen wie z. B. Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol oder Hexanol eingesetzt.
Zur Neutralisation der zur Anionenbildung befähigten Gruppen können sowohl organische als auch anorganische Basen eingesetzt werden. Vorzugsweise werden primäre, sekundäre und tertiäre Amine, wie z. B. Ethylamin, Propylamin, Dimethylamin, Dibutylamin, Cyclohexylamin, Benzylamin, Morpholin, Piperidin und Triethanolamin verwendet. Besonders bevorzugt werden tertiäre Amine als Neutralisationsmittel eingesetzt, insbesondere Dimethylethanolamin, Triethylamin, Tripropylamin und Tributylamin.
Der Fachmann kennt mehrere Möglichkeiten, das Molekulargewicht der Polyurethanharze zu beeinflussen. Das Molekulargewicht kann beispielswiese durch das Verhältnis zwischen den eingesetzten Äquivalenten an NCO-Gruppen zu den eingesetzten Äquivalenten an gegenüber NCO-Gruppen reaktiven Gruppen in den Komponenten (i), (iii) und (iv) beeinflußt werden. Das Moleklargewicht kann weiterhin durch die Umsetzung eines aus (i), (ii) und gegebenenfalls (iii) hergestellten NCO-gruppenhaltigen Präpolymers mit der Komponente (iii) durch die Menge an eingesetzter Komponente (iii) gesteuert werden. Je nach dem Verhältnis zwischen den Äquivalenten an freien NCO-Gruppen und Hydroxyl- oder Aminogruppen aus der Komponente (iii) fungiert (iii) als Endgruppenbildner oder Kettenverlängerungsmittel. Das Molekulargewicht kann auch durch Abbrechen der Umsetzung zu dem Zeitpunkt an dem das gewünschte Molekulargewicht erreicht worden ist, gesteuert werden. Die Reaktion kann z. B. abgebrochen werden, indem die Reaktionstemperatur schnell erniedrigt wird und/oder ein Reaktionspartner zugegeben wird, der mit den noch vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert, ohne daß Kettenverlängerung eintritt (z. B. Wasser, Komponente (iv) oder Komponente (iii) im hohen Überschuß).
Die erfindungsgemäßen Pigmentpasten können als Komponente (D) im Prinzip jedes für Pigmentpasten geeignete wasserverdünnbare Polyesterharz oder eine Mischung aus solchen Polyesterharzen enthalten.
Wasserverdünnbare Polyesterharze sind bekannt und in großer Auswahl im Handel erhältlich. Sie können durch Umsetzung von Polyolen mit Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden hergestellt werden und enthalten im allgemeinen Carboxylatgruppen, die für die Wasserverdünnbarkeit der Polyesterharze sorgen.
Wasserverdünnbare Polyester sind solche mit freien Carboxylgruppen, d. h. Polyester mit hoher Säurezahl. Es sind grundsätzlich zwei Methoden bekannt, die benötigten Carboxylgruppen in das Harzsystem einzufügen. Der erste Weg besteht darin, die Veresterung bei der gewünschten Säurezahl abzubrechen. Nach Neutralisation mit Basen sind die so erhaltenen Polyester in Wasser löslich und verfilmen beim Einbrennen. Die zweite Möglichkeit besteht in der Bildung partieller Ester von Di- oder Polycarbonsäuren mit hydroxylreichen Polyestern mit niedriger Säurezahl. Für diese Reaktion werden üblicherweise Anhydride eder Dicarbonsäuren herangezogen, welche unter milden Bedingungen unter Ausbildung einer freien Carboxylgruppe mit der Hydroxylkomponente umgesetzt werden.
Die als Komponente D einsetzbaren Amine können unter anderem primäre, sekundäre oder tertiäre Amine sein. Beispiele sind Dimethylethanolamin, Aminomethylpropanol und NH₃, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Ethylamin, Propylamin, Dimethylamin, Dibutylamin, Cyclohexylamin, Morpholin, Piperidin und Triethanolamin.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel können auch weitere übliche Zusätze wie Lösungsmittel, Füllstoffe, Weichmacher, Stabilisatoren, Netzmittel, Dispergierhilfsmittel, Verlaufsmittel, Einschäumer und Katalysatoren einzeln oder im Gemisch in den üblichen Mengen enthalten. Diese Substanzen können den Einzelkomponenten und/oder der Gesamtmischung zugesetzt werden.
Als Dispergierhilfsmittel (Komponente G) können beispielsweise Polyalkylenoxide, insbesondere Polyoxyethylen in Betracht kommen.
Geeignete Füllstoffe sind z. B. Talkum, Glimmer, Kaolin, Kreide, Quarzmehl, Asbestmehl, Schiefermehl, Bariumsulfat, verschiedene Kieselsäuren, Silikate, Glasfasern, organische Fasern oder dergleichen.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel können neben Wasser die üblichen Lösungsmittel, beispielsweise aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, ein- oder mehrwertige Alkohle, Ether, Ester, Glykolether sowie deren Ester, Ketone wie z. B. Toluol, Xylol, Butanol, Ethyl- oder Butylglykol (= Ethylenglykolmonomethyl- oder -butylether) sowie deren Acetate, Butyldiglykol (Ethylenglykoldibutylether), Ethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldimethylether, Cyclohexanon, Methylethylketon, Aceton, Isophoron oder Mischungen davon enthalten.
Die erfindungsgemäßen Pigmentpasten zeichnen sich dadurch aus, daß sie ohne Mahlvorgang in gewünschter Qualität herstellbar sind. Das heißt, daß die in den erfindungsgemäßen Pigmentpasten enthaltenen Eisenoxidpigmentteilchen die erforderliche Teilchengröße auch ohne Mahlvorgang erreichen. Es genügt, wenn die erfindungsgemäßen Pigmentpasten in einem Dissolver und gegebenenfalls in einem Inline-Mischer gut vermischt und anschließend gegebenenfalls filtriert werden. Dabei sind Dissolverzeiten von 10 bis 60, vorzugsweise 15 bis 30 Minuten bei Schergeschwindigkeiten von 10 bis 30, vorzugsweise 15 bis 25 m/s ausreichend.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich demgemäß auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer Pigmentpaste enthaltend Wasser, wenigstens ein Pigment, wenigstens ein wasserverdünnbares Bindemittel sowie Lösemittel, Netzmittel und andere für Pigmentpasten übliche Zusätze. Dies ist dadurch gekennzeichnet, daß
(A) 25 bis 80 Gew.-% deionisiertes Wasser
(B) 10 bis 65 Gew.-% mindestens eines Eisenoxidpigmentes
(C) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes
(D) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes
(E) 0,2 bis 10 Gew.-% Ammoniak und/oder mindestens eines Amins,
(F) 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines zumindest teilweise mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels und
(G) 0 bis 5 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels
in einem Dissolver und ggf. in einem Inline Mischer vermischt und anschließend ggf. filtriert werden.
Vorzugsweise werden
(A) 40 bis 59 Gew.-% deionisiertes Wasser
(B) 25 bis 44 Gew.-% mindestens eines Eisenoxidpigmentes
(C) 8 bis 23 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes
(D) 8 bis 16 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes
(E) 0,3 bis 5 Gew.-% Ammoniak und/oder mindestens eines Amins,
(F) 4 bis 15 Gew.-% mindestens eines zumindest teilweise mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels und
(G) 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels
in einem Dissolver und ggf. in einem Inline Mischer vermischt und anschließend ggf. filtriert.
1. Herstellung von Polyurethanharzdispersionen (Komponente C)
  • 1.1 In einem 6-l-Reaktionsgefäß mit Rührer, Rückflußkühler und 2 Zulaufgefäßen wird. eine Mischung aus 798 g eines Polyesterdiols mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1400 (hergestellt aus hydrierter dimerisierter Fettsäure (Pripol 1009, Handelsprodukt der Firma Unichema International), 1,6-Hexandiol und Phthalsäureanhydrid) 12,5 g 1,6-Hexandiol, 65 g Dimethylolpropionsäure und 516,6 g Methylethylketon vorgelegt. Zu dieser Mischung werden 299 g Isophorondiisocyanat (IPDI) gegeben. Anschließend wird bei 82°C so lange umgesetzt, bis der Isocyanatgehalt auf 1 Gew.-% abgesunken ist. Dann werden dem Reaktionsgemisch 31 g Trimethylolpropan hinzugefügt und die Mischung wird weiter auf etwa 82°C gehalten. Dann wird der Viskositätsanstieg des Reaktionsgemisches verfolgt, indem jeweils 10 ml der Reaktionsmischung mit 10 ml N-Methylpyrrolidon versetzt werden und die Viskosität dieser Probenlösung bei 23°C mit einem Platte-Kegel Viskosimeter gemessen wird. Sobald die nach dieser Vorschrift erhaltenen Probenlösungen eine Viskosität von 5 dPas aufweisen (nach etwa 5 Stunden), wird die Reaktion durch Zugabe von 54 g Butanol gestoppt. Dann werden dem erhaltenen Reaktionsprodukt 38 g Dimethylethanolamin und 3254 g entionisiertes Wasser innerhalb von 2 Stunden unter starkem Rühren zugefügt. Schließlich wird das Methylethylketon unter Vakuum abdestilliert. Die so entstandene wäßrige Polyurethanharzdispersion weist einen Feststoffgehalt von 27 Gew.-% auf.
  • 1.2 Es wird wie unter Pkt. 1.1 beschrieben verfahren. Anstelle von 299 g IPDI werden jedoch 353 g 4,41-Di-(isocyanatocyclohexyl)methan und anstelle von 516,6 g Methylethylketon werden 539,7 g Methylethylketon eingesetzt.
  • 1.3 Es wird wie unter Pkt. 1.1 beschrieben verfahren. Anstelle von 299 g IPDI werden jedoch 329 g 1,3-Bis-(2-isocyanatoprop-2-yl)benzol (m-TMXDI) und anstelle von 516,6 g Methylethylketon werden 529,5 g Methylethylketon eingesetzt.
2. Herstellung einer wäßrigen Polyesterharzdispersion (Komponente D)
In einem Reaktor, der mit einem Rührer, einem Thermometer und einer Füllkörperkolonne ausgestattet ist, werden 729 Gew.-Teile Neopentylglykol, 827 Gew.-Teile Hexandiol, 462 Gew.-Teile Hexahydrophthalsäureanhydrid und 1710 Gew.-Teile einer polymeren Fettsäure (Dimerengehalt mindestens 98 Gew.-%, Trimerengehalt höchstens 2 Gew.-%, Monomerengehalt höchstens Spuren) eingewogen und zum Schmelzen gebracht. Unter Rühren wird so aufgeheizt, daß die Kolonnenkopetemperatur 100°C nicht übersteigt. Es wird bei max. 220°C so lange verestert, bis eine Säurezahl von 8,5 erreicht ist. Nach Abkühlen auf 180°C werden 768 Gew.-Teile Trimellithsäureanhydrid zugegeben und weiter verestert, bis eine Säurezahl von 30 erreicht ist. Dann wird auf 120°C abgekühlt und mit 1410 Gew.-Teilen Butanol angelöst. Nach dem Abkühlen auf 90°C werden langsam 16,2 Gew.-Teile Dimethylethanolamin und anschließend 1248 Gew.-Teile deionisiertes Wasser eingerührt. Man erhält eine feinteilige Dispersion mit einem pH-Wert von 7,8, einem nicht-flüchtigen Anteil von 60 Gew.-% und einer Säurezahl von 30 mg KOH/g.
Herstellung einer erfindungsgemäßen Pigmentpaste
450 g der Komponente C wurden zusammen mit 30 g der Komponente F und 100 g deionisiertem Wasser vorgelegt. Danach wurde 300 g des Eisenoxydpigmentes (Komponente B) unter Rühren (1000 U/min) eingearbeitet. Der Ansatz wurde anschließend mit Hilfe eines Labordissolvers (Scheibendurchmesser 60 mm, Umdrehungszahl 6000 U/min, Umdrehungsgeschwindigkeit 20 m/s) 20 min dissolvert. Die Temperatur bleibt dabei unter 40°C. Die erreichte Feinheit der Pigmentpaste war kleiner als 10 µm. Anschließend wurde zum Einstellen des pH-Wertes noch 30 g der Komponente E dazugegeben. Die Eigenschaften der so hergestellten Paste sowie deren Auflackung entsprachen schon den Ansprüchen für eine Autoserienlackierung. Jedoch sollte außerdem der Glanzgrad der Formulierung erhöht werden. Dazu wurde die wie oben beschrieben hergestellte Paste nochmal 60 Sekunden mit einem Inline-Mischer geschert.

Claims (11)

1. Pigmentpaste enthaltend Wasser, wenigstens ein Pigment, wenigstens ein wasserverdünnbares Bindemittel sowie Lösemittel, Netzmittel und andere für Pigmentpasten übliche Zusätze, dadurch gekennzeichnet, daß sie
(A) 25 bis 80 Gew.-% deionisiertes Wasser
(B) 10 bis 65 Gew.-% mindestens eines Eisenoxidpigmentes
(C) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes
(D) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes
(E) 0,2 bis 10 Gew.-% Ammoniak und/oder mindestens eines Amins,
(F) 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines zumindest teilweise mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels und
(G) 0 bis 5 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels enthält.
2. Pigmentpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
(A) 40 bis 59 Gew.-% deionisiertes Wasser
(B) 25 bis 44 Gew.-% mindestens eines Eisenoxidpigmentes
(C) 8 bis 23 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes
(D) 8 bis 16 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes
(E) 0,3 bis 5 Gew.-% Ammoniak und/oder mindestens eines Amins,
(F) 4 bis 15 Gew.-% mindestens eines zumindest teilweise mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels und
(G) 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels enthält.
3. Pigmentpaste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Feststoffgehalt von 20 bis 70, vorzugsweise 35 bis 50 Gew.-%, einen pH-Wert von 7 bis 9, vorzugsweise 7,5 bis 8,5 und bei einer Temperatur von 23°C und einer Schergeschwindigkeit von 50 s-1 eine Viskosität von 100 bis 4000, vorzugsweise 600 bis 1000 mPas aufweist.
4. Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Eisenoxidpigmente Eisenoxidrot, Eisenoxidgelb und/oder Eisenoxidbraun enthält.
5. Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Komponente (C) eingesetzten wasserverdünnbaren Polyurethanharze durch Umsetzung von
  • (i) einem Polyester- und/oder Polyetherpolyol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 5000 oder einem Gemisch aus solchen Polyester- und/oder Polyetherpolyolen
  • (ii) einem Polyisocyanat oder einem Gemisch aus Polyisocyanaten, gegebenenfalls
  • (iii) einer Hydroxyl- und/oder Aminogruppen enthaltenden organischen Verbindung mit einem Molekulargewicht von 60 bis 400 (Zahlenmittel) oder einem Gemisch aus solchen Verbindungen und gegebenenfalls
  • (iv) einer Verbindung, die nur eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe im Molekül enthält.
6. Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Komponente (C) eingesetzten Polyurethanharze ein zahlenmittleres Molekulargewicht von mindestens 1000 aufweisen.
7. Pigmentpaste nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zahlenmittlere Molekulargewicht der Polyurethanharze bei mindestens 4000, besonders bevorzugt zwischen 5000 und 8000 liegt.
8. Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserverdünnbaren Polyesterharze durch Umsetzung von Polyolen mit Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden herstellbar sind und carboxylatgruppenhaltig sind.
9. Verfahren zur Herstellung einer Pigmentpaste enthaltend Wasser, wenigstens ein Pigment, wenigstens ein wasserverdünnbares Bindemittel sowie Lösemittel, Netzmittel und andere für Pigmentpasten übliche Zusätze, dadurch gekennzeichnet, daß
(A) 25 bis 80 Gew.-% deionisiertes Wasser
(B) 10 bis 65 Gew.-% mindestens eines Eisenoxidpigmentes
(C) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes
(D) 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes
(E) 0,2 bis 10 Gew.-% Ammoniak und/oder mindestens eines Amins,
(F) 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines zumindest teilweise mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels und
(G) 0 bis 5 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels
in einem Dissolver und ggf. in einem Inline-Mischer vermischt und anschließend ggf. filtriert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dissolverzeiten 10 bis 60, vorzugsweise 15 bis 30 Minuten bei Schergeschwindigkeiten von 10 bis 30, vorzugsweise 15 bis 25 m/s betragen.
11. Verwendung der Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung von Lacken.
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