DE19838262A1

DE19838262A1 - Universell einsetzbare Pigmentpasten und ihre Verwendung zur Herstellung von strahlenhärtbaren Lacken

Info

Publication number: DE19838262A1
Application number: DE1998138262
Authority: DE
Inventors: Uwe Meisenburg; Martin Lobert; Wolfgang Kranig; Jorge Prieto
Original assignee: BASF Coatings GmbH
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 1998-08-22
Filing date: 1998-08-22
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2018-08-23
Also published as: DE19838262B4

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Pigmentpasten, enthaltend DOLLAR A (A) 5 bis 50 Gew.-% mindestens eine Polyetheracrylats, bestehend aus einem ethoxylierten Polyol, das mit Acrylsäure verestert ist, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Bindemittel DOLLAR A (B) 0 bis 30 Gew.-% Wasser und/oder organisches Lösemittel DOLLAR A (C) 30 bis 65 Gew.-% mindestens eines organischen Pigments und/oder mindestens eines anorganischen Pigments, DOLLAR A wobei die Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten (A) bis (C) jeweils auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste bezogen sind.

Description

Gebiet der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Pigmentpa sten, die als Bindemittel mindestens ein acryliertes Polyetherpolyol enthalten, bestehend aus einem ethoxy lierten Polyol, das mit Acrylsäure verestert ist. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem diese Pig mentpasten enthaltende strahlenhärtbare Lacke sowie Verfahren zum Beschichten von Substraten. Schließlich betrifft die Erfindung auch Mischsysteme unter Verwen dung dieser Pigmentpasten.

Stand der Technik

Die Pigmentierung von wäßrigen oder organischen Lacken erfolgt oftmals durch Zugabe von Pigmentkonzentraten, sogenannten Pigmentpasten, zu den übrigen Lackbestand teilen.

Pigmentpasten bestehen üblicherweise aus Wasser oder einem organischen Lösemittel, mindestens einem Pigment, mindestens einem Bindemittel sowie gegebenenfalls wei teren 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).

Damit diese Pigmentpasten möglichst universell einsetz bar sind und so die kostengünstige Herstellung einer Vielzahl zum Teil recht unterschiedlicher Lacke ermög lichen, sollten diese Pigmentpasten möglichst hoch pig mentiert sein. Dies wiederum führt jedoch in der Regel zu einer Vielzahl von Problemen, wie beispielsweise ei ner hohen Viskosität der Pigmentpasten, einer unzurei chenden Lagerstabilität der Pigmentpasten (gewünscht ist in der Regel eine Lagerstabilität der Pigmentpasten von mindestens 6 Monaten bei Lagerung bei Raumtempera tur oder von 1 Monat bei Lagerung bei 40°C) oder einer schlechten Dispergierbarkeit (d. h. es ist ein hoher spezifischer Energieeintrag zur Dispergierung erforder lich oder es tritt Eindicken der Pigmentpaste während des Dispergiervorgangs ein oder es besteht eine Absetz neigung nach dem Dissolvern).

Aus der EP-A-311 209 sind beispielsweise universell einsetzbare Pigmentpasten sowie ihre Verwendung in Mischsystemen zur Herstellung wäßriger und konventio neller Lacke bekannt. Diese dort beschriebenen und zur Herstellung wäßriger Lacke eingesetzten Pigmentpasten enthalten 0 bis 65 Gew.-% Bindemittel, 10 bis 65 Gew.-% Pigment sowie organische Lösemittel und ggf. weitere Additive. Als Bindemittel für die Pigmentpasten werden in der EP-A-311 209 Alkydharze und Polyurethanharze ge nannt.

Aufgabe und Lösung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Pigmentpasten für strahlenhärtbare Lacke zur Verfügung zu stellen, die universell für wäßrige und lösemittel haltige strahlenhärtbare Lacke einsetzbar sind und ein fach herstellbar sind. Ferner sollten diese Pigmentpa sten die üblicherweise gestellten Anforderungen erfül len. Sie sollten daher insbesondere eine hohe Pigmen tierungshöhe aufweisen und dabei gleichzeitig eine aus reichende Lagerstabilität, eine gute Dispergierbarkeit sowie eine gute Verarbeitbarkeit aufweisen. Ferner sollten die Pigmentpasten eine gute Auflackbarkeit und Coloristik zeigen. Schließlich sollten die Pigmentpa sten eine hohe coloristische Sättigung, eine gute Farb stärke bzw. gutes Deckvermögen und insbesondere ein gu tes Fließverhalten besitzen.

Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch Pigmentpa sten der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch ge kennzeichnet sind, daß sie

(A) 5 bis 50 Gew.-% mindestens eines Polyether acrylats, bestehend aus einem ethoxylierten Po lyol, das mit Acrylsäure verestert ist, sowie ge gebenenfalls mindestens eines weiteren Bindemit tels,
(B) 0 bis 30 Gew.-% Wasser und/oder organisches Löse mittel und
(C) 5 bis 65 Gew.-% mindestens eines organischen Pig ments und/oder eines anorganischen Pigments

enthalten, wobei die Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten (A) bis (O) jeweils auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste bezogen sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind außerdem diese Pigmentpasten enthaltende strahlenhärtbare Lacke sowie Verfahren zum Beschichten von Substraten unter Verwendung dieser Lacke. Schließlich betrifft die Er findung auch Mischsysteme auf Basis dieser Pigmentpa sten.

Es ist überraschend und war nicht vorhersehbar, daß un ter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittelkompo nente (A) sehr hoch pigmentierte und dabei doch lager stabile, niedrigviskose Pigmentpasten herstellbar sind, die die üblicherweise gestellten Anforderungen an Pig mentpasten erfüllen.

Überraschenderweise sind die erfindungsgemäßen Pigment pasten trotz des hohen Pigmentgehaltes auch nach Lage rung sowohl nahezu viskositätsstabil als auch bezüglich der Farbstärke und bezüglich des Farbtons stabil. Es ist sogar möglich, die erfindungsgemäßen Pigmentpasten ausschließlich aus den erfindungsgemäßen Polyether acrylaten als Bindemittelkomponente (A) und den Pigmen ten (C) herzustellen, ohne daß diese zu hohe Viskositä ten aufweisen oder scherlabil sind.

Vorteilhaft ist schließlich auch, daß trotz der hohen Pigmentierung keine Dispergierprobleme auftreten. So reichen zur Dispergierung bereits vergleichsweise nied rige Energieeinträge aus. Ferner treten im allgemeinen auch keine Probleme bei der Dispergierung, wie z. B. Eindicken beim Mahlvorgang oder Absetzen nach dem Dis solvern, auf.

Durchführung der Erfindung

Das in der Bindemittelkomponente (A) der erfindungsge mäßen Pigmentpasten eingesetzte Polyetheracrylat sind bekannt und in der DE-A-195 35 936 beschrieben. Wegen Einzelheiten bezüglich der Herstellung dieser Po lyetheracrylate sei daher auf diese Beschreibung in der DE-A-195 35 936 verwiesen.

Die bei der Synthese des Polyetheracrylats eingesetzten ethoxylierten Polyole weisen vorzugsweise Molekularge wichte von 500 bis 1000 Dalton, besonders bevorzugt 700 bis 900 Dalton auf.

Das erfindungsgemäße Polyetheracrylat besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus 50 bis 75 Gew.-%, vor zugsweise 55 bis 65 Gew.-% ethoxylierten Polyols, 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-% Acrylsäure und gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% üblichen Hilfsstoffen. Die zum Einsatz gelangenden ethoxylierten Polyole weisen im allgemeinen einen Ethoxylierungsgrad von 10 bis 20, vorzugsweise von 13 bis 17 auf, wobei der Ethoxylie rungsgrad die Anzahl der Mole Ethylenoxid angibt, die an 1 Mol eines als Startermolekül verwendeten Alkohols im Durchschnitt angelagert worden sind. Besonders bevorzugt werden ethoxylierte 3- oder 4-wertige Alkohole mit einem Ethoxylierungsgrad von 3 bis 6 und einem Molekularge wicht von 224 bis 400 eingesetzt. Vorzugsweise kommt ethoxyliertes Erythrit mit einem Molekulargewicht von 500 bis 1000, vorzugsweise 700 bis 900 zum Einsatz. Ein Beispiel ist Pentaerythrit verethert mit 15 Ethoxyein heiten.

Vorzugsweise handelt es sich um ethoxylierte Polyole mit einer OH-Zahl von 150 bis 350 mg KOH/g, vorzugsweise 250 bis 320 mg KOH/g und einer Viskosität von 300 bis 1000 mPa.s, vorzugsweise 400 bis 600 mPa.s.

Die ethoxylierten Polyole, die mit Acrylsäure und/oder Methacrylsäure verestert werden, werden durch die Umset zung der zwei- und/oder mehrwertigen Alkoholen mit ver schiedenen Mengen an Ethylenoxid nach gut bekannten Me thoden (vgl. z. B. Houben-Weyl, Bd. XIV, 2. Makromoleku lare Stoffe 11, 1963) erhalten.

Nach einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Po lyetheracrylats werden zunächst ethoxyliertes Polyol und Acrylsäure auf 70 bis 110°C, vorzugsweise 80 bis 100°C in Gegenwart eines Schleppmittels aufgeheizt. Als Schleppmittel kommen dabei nur Stoffe in Betracht, deren Siedepunkt zwischen 60 und 110°C, vorzugsweise zwischen 70 und 90°C liegen. Diese Temperatur wird aufrechterhal ten, bis die Säurezahl unter 80 mg KOH/g, vorzugsweise unter 65 mg KOH/g fällt. Die Anteile des ethoxylierten Polyols betragen gewöhnlich 50 bis 75 Gew.-%, vorzugs weise 55 bis 65 Gew.-%. Die Acrylsäure wird in Mengen von 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-% zu gesetzt. Daneben werden dem Gemisch noch Polymerisati onsinhibitoren, z. B. Hydrochinone, Katalysatoren zur Beschleunigung der Veresterungsreaktion sowie Antioxi dantien in Mengen von bis zu 5 Gew.-% zugesetzt.

Sobald die Säurezahl den gewünschten Wert erreicht hat, wird nochmals Acrylsäure in einer Menge von 1,5 bis 5, vorzugsweise 2 bis 3 Gew.-% zugesetzt, bis die Säurezahl unter 40 mg KOH/g, vorzugsweise unter 35 mg KOH/g gesun ken ist. Anschließend wird ein Vakuum angelegt, bis die Säurezahl unter 20 mg KOH/g, vorzugsweise unter 15 mg KOH/g gefallen ist und sich eine Viskosität von 1 bis 8 mPa.s, vorzugsweise 2 bis 6 mPa.s, besonders bevorzugt 3 bis 4,5 mPa.s eingestellt hat.

Die Bindemittelkomponente (A) in den erfindungsgemäßen Pigmentpasten kann neben dem Polyetheracrylat noch wei tere Bindemittel enthalten.

Bevorzugt sind hierbei Urethanacrylate in Anteilen von 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Bindemittelkomponente (A).

Solche Urethanacrylate werden vorzugsweise aus 30 bis 50 Gew.-% mindestens eines hydroxylgruppenhaltigen Poly esters, 15 bis 25 Gew.-% mindestens eines Hydroxyal kylacrylats sowie 20 bis 35 Gew.-% mindestens eines Po lyisocyanats hergestellt, wobei die Gewichtsteile auf das Urethanacrylat bezogen sind.

Die für die Synthese der Urethanacrylate eingesetzten hydroxylgruppenhaltigen Polyester bestehen dabei aus 50 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 65 Gew.-% Alkohol und 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-% Säure sowie 5 Gew.-% üblichen Hilfsstoffen.

Die Herstellung der oben genannten hydroxylgruppenhalti gen Polyesterharze erfolgt in bekannter Weise durch Ve resterung von mehrwertigen Carbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen in Gegenwart geeigneter Katalysatoren. Anstel le der freien Säure können auch deren esterbildende De rivate eingesetzt werden. Für die Herstellung der Poly ester geeignete Alkohole sind beispielsweise Ethylenglycol, Propylenglycol-1,2, Propylenglycol-1,3, Butandiol-1,2, Butandiol-1,3, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5, Neopentylglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol sowie Triole, wie z. B. Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Tris-2-hydroxyethylisocyanurat.

Weiterhin sind cycloaliphatische Alkohole, wie Cyclohex anole und 1,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan, aromati sche Alkohole, wie 1,3-Xylylendiol sowie Phenole wie 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol-A) einsetz bar.

Bevorzugt eingesetzt werden Mischungen von Trimethy lolpropan, Triethylenglycol und Cyclohexandimethanol. Geeignet sind auch zweiwertige aliphatische Alkohole, wie Hexandiol-1,4, Hexandiol-1,6, 2-Methylpentandiol-1,5, 2-Ethylbutandiol-1,4, Dimethylolcyclohexan, drei wertige Alkohole, wie Trimethylolbutan, vierwertige Al kohole, wie Pentaerythrit, sowie höherwertige Alkohole, wie Di-(trimethylolpropan), Di-(pentaerythrit) und Sorbitol.

Für die Synthese der hydroxylgruppenhaltigen Polyester geeignete Carbonsäuren sind beispielsweise Phtalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure sowie deren veresterbare Derivate, wie z. B. die Anhydride, soweit sie existieren, und die niederen Alkylester der genannten Säuren, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hexyl- und Octylphthalate, -terephthalate und -isophthalate. Ein setzbar sind sowohl die Halbester, die Dialkylester als auch Mischungen dieser Verbindungen. Einsetzbar sind auch die entsprechenden Säurehalogenide dieser Ver bindungen. Bevorzugt werden Mischungen aus Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure und Adipinsäure. Für die Herstellung des Urethanacrylats bevorzugt sind aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocyanate, wie z. B. 1,3-Cyclopentan-, 1,4-Cyclohexan-, 1,2-Cyclohe xandiisocyanat, 4,4'-Methylen-bis-(cyclohexylisocyanat) und Isophorondiisocyanat, Trimethylen-, Tetramethylen-, Pentamethylen-, Hexamethylen- und Trimethylhexamethylen-1,6-di isocyanat sowie die in der EP-A-204 161, Spalte 4, Zeilen 42 bis 49 beschriebenen, von Dimerfettsäuren abgeleiteten Diisocyanate. Bevorzugt wird Isophorondiisocyanat an den hydroxyfunktionellen Poly ester addiert. Damit bei der Additionsreaktion keine unerwünschte Polymerisation stattfindet, werden dem Reak tionsgemisch im allgemeinen Polymerisationsinhibitoren als Stabilisatoren zugesetzt. Zu den geeigneten Polyme risationsinhibitoren gehören bekannte Produkte, wie substituierte Phenole, wie 2, 6-Di-tert.-butyl-p.kresol, Hydrochinone, wie Methylhydrochinone, und Thiolether, wie Thiodiglykol oder Phenothiazin.

Es ist erfindungswesentlich, daß die Pigmentpasten ei nen sehr hohen Pigmentgehalt aufweisen. Die jeweilige Pigmentierungshöhe hängt dabei aber vom jeweiligen Pig menttyp ab. Organische Pigmente werden beispielsweise in deckenden Lacken üblicherweise in einer Menge von im allgemeinen ca. 20 Gew.-% sowie anorganische Pigmente (ausgenommen Titandioxid) üblicherweise in einer Menge von ca. 30 Gew.-% (Titandioxid i.a. bis zu 50 Gew.-%), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, eingesetzt. Demgegenüber enthalten die erfindungsgemä ßen Pigmentpasten die Pigmente in deutlich höheren Men gen. Bevorzugt kann mit einer Pigmentierungshöhe in der Nähe der kritischen Pigment-Volumen-Konzentration (KPVK) gearbeitet werden. Bevorzugt liegt die Pigmen tierungshöhe daher im allgemeinen etwa 3 bis 10%, be sonders bevorzugt 5 bis 7%, unter der KPVK. Die KPVK ist dabei die eingearbeitete Pigmentmenge, bei der das Pigment nicht mehr von der Anreibung benetzt wird. Die KPVK wird experimentell bestimmt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Pig mentpasten, die

(A) 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%, min destens eines Polyurethanacrylatharzes (P), bezo gen auf den Festkörpergehalt,
(B) 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-% Wasser und/oder organisches Lösemittel und
(C) 30 bis 65 Gew.-%, bevorzugt 35 bis 60 Gew.-%, min destens eines organischen Pigments und/oder eines anorganischen Pigments

enthalten, wobei die Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten (A) bis (C) jeweils auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste bezogen sind.

Die Pigmentpasten können zusätzlich - je nach Farbton - noch ein oder mehrere weitere Bestandteile enthalten, wie beispielsweise jeweils

(D) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 8 Gew.-%, minde stens eines Dispergierhilfsmittels und/oder
(E) 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%, eines oder mehrerer Füllstoffe und/oder Extender und/oder
(F) 0 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5 Gew.-%, eines oder mehrerer üblicher Hilfs- und/oder Zusatz stoffe und/oder
(G) 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-%, eines Reaktivverdünners,

wobei die Gewichtsanteile der Komponenten (D) bis (G) wiederum jeweils auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Pigmentpaste bezogen sind.

Die erfindungsgemäßen Pigmentpasten weisen bevorzugt einen pH-Wert von 7 bis 9, besonders bevorzugt 7,5 bis 8,5 und bei einer Temperatur von 23°C und einer Scher geschwindigkeit von 1000 s^-1 eine Viskosität von 50 bis 800 mPa.s, besonders bevorzugt von 100 bis 300 mPa.s, auf.

Besonders bevorzugte Pigmentpasten werden erhalten, wenn die Pigmente und das bzw. die Bindemittel in sol chen Mengen eingesetzt werden, daß das Pigment/Binde mittel-Verhältnis zwischen 5 : 1 und 0,5 : 1, ganz beson ders bevorzugt zwischen 3 : 1 und 2 : 1 liegt.

Für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Pigmentpasten sind prinzipiell alle organischen und anorganischen Pigmente geeignet. Beispielsweise können verschiedene anorganische Pigmente, beispielsweise Schwarzpigmente, wie z. B. Ruß, Buntpigmente, beispielsweise Eisenoxid pigmente, wie z. B. Eisenoxidrot (Hämatit, α-Dieisentri oxid), Eisenoxidgelb (Eisenoxidhydroxid) und Eisenoxid braun (Mischpigment aus Eisenoxidrot, Eisenoxidgelb und Eisenoxidschwarz), und Chromoxidpigmente und oxidische Mischphasenpigmente sowie organische Pigmente, wie z. B. Perylene, Phthalocyanine, Diketopyrollopyrolle, Isoin dolinone, Quinachridone, Dioxazine, Anthrachinone, Azo pigmente, Diarylpigmente, Indanthrone, Benzimidazole, Metallkomplexpigmente, Indigo, Thioindigo u.ä. einge setzt werden.

Ferner enthalten die erfindungsgemäßen Pigmentpasten, insbesondere bei kritischen Pigmenten, bevorzugt noch bis zu 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 8 Gew.-%, mindestens eines Dispergiermittels (D). Geeignet sind beispielsweise Polyalkylenoxide, insbesondere Polyoxy ethylen, Blockcopolymere mit pigmentaffinen Ankergrup pen, z. B. Aminogruppen, Tenside, Hydroxyaromaten, sub stituierte Aromaten, Acetylendiol, Geinische aus Acryla ten mit Tensiden oder Fettsäuren, Alkylphenolethoxyla te, Polyurethanoligomere u. ä.

Außer den Komponenten (A), (C) und (D) können die er findungsgemäßen Pigmentpasten ggf. noch 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, Wasser und/oder ein oder mehrere organische Lösemittel (B) enthalten. Be sonders bevorzugt werden die Pigmentpasten aber im we sentlichen lösemittelfrei formuliert. Als Beispiele für geeignete Lösemittel (B) seien ali phatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, ein- oder mehrwertige Alkohole, Ether, Ester, Glykolether sowie deren Ester, Ketone wie z. B. Toluol, Xylol, Butanol, Ethyl- oder Butylglykol (= Ethylenglykolmono ethyl- oder -butylether) sowie deren Acetate, Butyldi glykol (Ethylenglykoldibutylether), Ethylenglykoldi methylether, Diethylenglykoldimethylether, Propylengly kolether, Cyclohexanon, Methylethylketon, Aceton, Iso phoron oder Mischungen davon genannt.

Weiterhin können die Pigmentpasten ggf. noch übliche Füllstoffe und/oder Extender (E), bevorzugt in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pig mentpaste, enthalten.

Beispiele für geeignete Füllstoffe und/oder Extender (E) sind silikatische Füllstoffe, wie beispielsweise Kaolin (China Clay), Talkum, Kieselkreide, verschiedene Glimmersorten, wie beispielsweise Eisenglimmer, sowie Siliciumcarbid und Quarzmehl; carbonatische Füllstoffe, wie beispielsweise Kreide und Dolomit; sulfatische Füllstoffe, wie beispielsweise Barium- und Calciumsul fat.

Desweiteren können die Pigmentpasten ggf. noch weitere übliche Hilfe- und Zusatzstoffe (F) in üblichen Mengen, bevorzugt in einer Menge von 0 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Ge samtgewicht der Pigmentpaste, enthalten.

Als Beispiele seien Stabilisatoren, Emulgatoren, Rheo logiehilfsmittel, z. B. anorganische Schichtsilikate, Kieselgele, organische Celluloseether, Poly(meth)acryl säuren, Poly(meth)acrylamid, Polyvinylalkohol, Assozia tivverdicker, wie z. B. hydrophob modifizierte, ethoxi lierte Urethane u.ä., Weichmacher, wie z. B. Polypropy lenoxide, Netzmittel, wie z. B. Alkylenphenolethoxilate oder Acetylendiole, Verlaufsmittel, wie z. B. Acrylate und Silikonöle, Entschäumer, wie z. B. Silikonölent schäumer und Mineralölentschäumer mit festen Bestand teilen, Biozide, Fungizide u. a. genannt. Diese Stoffe können den Einzelkomponenten und/oder der Gesamtmi schung zugesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Pigmentpasten können schließlich je nach Viskosität der Bindemittelkomponente (A) in Men gen von 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-%, je weils bezogen auf die Pigmentpaste, Reaktionsverdünner (G), vorzugsweise für den Einsatz in strahlenhärtbaren Überzugsmitteln bekannte copolymerisierbare Verbindungen enthalten, wie beispielsweise (Meth)acrylsäureester, insbesondere Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Isopro pyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Isoamyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Cyclo hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3,5,5Trimethylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, Octade cyl(meth)accrylat, Octadecenyl(meth)acrylat, Phen oxyethylacrylat sowie die entsprechenden Ester der Mal ein-, Fumar-, Tetrahydrophthal-, Croton-, Isocroton-, Vinylessig- und Itaconsäure. Bevorzugt eingesetzt werden Monomere min mehr als einer Doppelbindung pro Molekül, z. B. Ethylenglycoldiacrylat Diethylenglycoldiacrylat, Propylenglycoldiacrylat, Trimethylenglycoldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, 1,3-Butylenglycoldiacrylat, 1,4-Butylenglycoldiacrylat, 1,6-Hexamethylenglycol diacrylat, 1,10-Decamethylenglycolddiacrylat, Trimethy lolpropanttriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat und Pen taerythittetraacrylat sowie die entsprechenden Meth acrylate. In Betracht kommen auch langkettige lineare Diacrylate mit einem Molekulargewicht von 400 bis 4000, bevorzugt von 600 bis 2500. Beispielsweise können die beiden Acrylatgruppen durch eine Polyoxybutylenstruktur getrennt sein. Einsetzbar sind außerdem 1,12-Dodecyl diacrylat und das Umsetzungsprodukt von 2 Molen Acryl säure mit einem Mol eines Dimerfettalkohols, der im all gemeinen 36 C-Atome aufweist. Ganz besonders bevorzugt eingesetzt werden Isobornylacrylat und Trimethylolpro pantriacrylat.

Die Herstellung der Pigmentpasten erfolgt nach den üb lichen, dem Fachmann bekannten Methoden. Üblicherweise wird dabei das oder die Pigmente und ggf. der oder ggf. die Füllstoffe bzw. Extender in einer Teilmenge des Bindemittels vordispergiert und anschließend zu ausrei chender Kornfeinheit und Farbstärke gemahlen. Als Auf lackmischung dienen die übrige Bindemittelmenge, ggf. auch weitere zusätzliche Bindemittel und Vernetzer, sowie ggf. Lösemittel, Dispergierhilfsmittel und wei tere Additive.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls diese Pig mentpasten enthaltende strahlenhärtbare Lacke, wobei diese Lacke die erfindungsgemäße Pigmentpaste in einem Anteil von 10 bis 60 Gew.-%, bevorzugt von 15 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des wäß rigen Lackes, enthalten.

Die Pigmentpasten werden gemäß der vorliegenden Erfin dung bevorzugt zur Herstellung von strahlenhärtbaren Lacken auf der Basis strahlenhärtbarer Bindemittel und gegebenenfalls strahlenhärtbarer Reaktivverdünner ein gesetzt. Die vorliegende Erfindung betrifft daher eben falls Verfahren zur Beschichtung von Substraten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß strahlenhärtbare Lacke eingesetzt werden, die 10 bis 60 Gew.-%, bevorzugt von 15 bis 30 Gew.-%, der zuvor beschriebenen Pigmentpaste und 40 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 50 bis 70 Gew.-% einer üblichen strahlenhärtbaren Lackzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des strahlenhärt baren Lackes, enthalten.

Ferner ist es auch möglich, unterschiedliche Farbtöne der Basislacke unter Verwendung verschiedener erfin dungsgemäßer Pigmentpasten herzustellen. Es ist daher auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Pigmentpasten zum Aufbau eines Mischsystems möglich, mit dessen Hilfe strahlenhärtbare Lacke mit festgelegter Tönung her stellbar sind. Derartige Mischsysteme können beispiels weise direkt beim jeweiligen Lackhersteller, aber auch beim jeweiligen Kunden zum Einsatz kommen.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Mischsystem für die Herstellung strahlenhärtbarer Lacke, das da durch gekennzeichnet ist, daß das Mischsystem verschie dene der erfindungsgemäßen Pigmentpasten enthält. Zur Herstellung der strahlenhärtbaren Lacke mit dem je weils gewünschten Farbton werden dann ein oder mehrere der erfindungsgemäßen Pigmentpasten mit einer oder meh reren, pigmentfreien Komponenten, die die übrigen Be standteile der strahlenhärtbaren Lacke enthalten, ge mischt.

Die in Rede stehenden, unter Verwendung der erfin dungsgemäßen Pigmentpasten hergestellten strahlenhärt baren Lacke enthalten dabei üblicherweise neben der Pigmentpaste noch ein oder mehrere Bindemittel, bevor zugt bevorzugt die Bestandteile der erfindungsgemäßen Bindemittelkomponente (A), gegebenenfalls Rheologie hilfsmittel und/oder andere übliche Hilfs- und Zusatz stoffe sowie ggf. Wasser und/oder organische Lösemit tel.

Weiterhin können den strahlenhärtbaren Lacken übliche rheologische anorganische oder organische Additive in üblichen Mengen, wie beispielsweise 0,05 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der strahlenhärtbaren Lacke zugesetzt werden.

Die Härtung der Lackfilme wird mittels Strahlung, be vorzugt mittels Ultraviolett(UV)- und/oder Elektronen strahlung durchgeführt. Die Anlagen und Bedingungen für diese Härtungsmethoden sind aus der Literatur bekannt (vergl. beispielsweise R. Holmes, UV and EB Curing For mulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, 1984).

Die Härtung der Lackfilme erfolgt direkt nach dem Auf trag oder nach dem Verdunsten des anwesenden Wassers und/oder Lösemittels mittels Ultraviolett(UV)- und/oder Elektronenstrahlen (R. Holmes, loc. cit., Seiten 79 bis 111) und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.

Die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Pigmentpasten her gestellten strahlenhärtbaren Lacke können auf die un terschiedlichsten Substrate, wie beispielsweise Metall, Kunststoff, Holz oder Papier, appliziert werden. Die Applikation erfolgt mit Hilfe üblicher Methoden, bei spielsweise Spritzen, Rakeln, Tauchen oder Streichen.

Claims

1. Pigmentpaste, enthaltend

(A) 5 bis 50 Gew.-% mindestens eines Polyether acrylats, bestehend aus einem ethoxylierten Polyol, das mit Acrylsäure verestert ist, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Bindemittel,
(B) 0 bis 30 Gew.-% Wasser und/oder organisches Lösemittel und
(C) 30 bis 65 Gew.-% mindestens eines organi schen Pigments und/oder mindestens eines an organischen Pigments,

wobei die Gewichtsanteile der jeweiligen Komponen ten (A) bis (C) jeweils auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste bezogen sind.

2. Pigmentpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich noch einen oder mehrere der folgenden Bestandteile

(D) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 8 Gew.-%, mindestens eines Dispergierhilfsmittels und/oder
(E) 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%, eines oder mehrerer Füllstoffe und/oder Ex tender und/oder
(F) 0 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-%, eines oder mehrerer üblicher Hilfs- und/oder Zusatzstoffe und/oder
(G) 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-%, eines Reaktivverdünners

enthält, wobei die Gewichtsanteile der jeweiligen Komponenten (D) bis (F) wiederum jeweils auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste bezogen sind.

3. Pigmentpaste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment/Bindemit tel-Verhältnis in der Pigmentpaste zwischen 5 : 1 und 0,5 : 1, bevorzugt zwischen 3 : 1 und 2 : 1, liegt.

4. Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyetheracrylat in Komponente (A) aus einem ethoxylierten Polyol besteht, das ein Molekulargewicht von 500 bis 1000 Dalton aufweist.

5. Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyetheracrylat in Komponente (A) aus 50 bis 75 Gew.-% ethoxylier tem Polyol, 20 bis 50 Gew.-% Acrylsäure und gege benenfalls bis zu 5 Gew.-% üblichen Hilfsstoffen besteht, wobei die Gewichtsanteile auf das Po lyetheracrylat bezogen sind.

6. Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Komponente (A) min destens ein Urethanacrylat als weitere Bindemit telkomponente anwesend ist.

7. Pigmentpaste nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Urethanacrylat aus 30 bis 60 Gew.-% mindestens eines hydroxylgruppen haltigen Polyesters, 15 bis 25 Gew.-% mindestens eines Hydroxyalkyl(meth)acrylats sowie 20 bis 35 Gew.-% mindestens eines Diisocyanats besteht, wo bei die Gewichtsanteile auf das Urethanacrylat be zogen sind.

8. Strahlenhärtbarer Lack, dadurch gekennzeichnet, daß er eine oder mehrere Pigmentpasten nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.

9. Strahlenhärtbarer Lack nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er 10 bis 60 Gew.-% mindestens einer Pigmentpaste nach einem der An sprüche 1 bis 7 und 40 bis 80 Gew.-% einer strah lenhärtbaren Lackzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewichts des strahlenhärtbaren Lacks, enthält.

10. Strahlenhärtbarer Lack nach Anspruch 8 oder 9, da durch gekennzeichnet, daß er als Bindemittel min destens ein Bestandteil der Komponente (A) gemäß den vorstehenden Ansprüchen, gegebenenfalls zusam men mit anderen Bindemitteln, enthält.

11. Verfahren zum Beschichten von Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lackfilm aus strahlenhärt barem Lack nach einem der Ansprüche 8 bis 10 auf gebracht und gehärtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtung des Lack films durch Ultraviolett- und/oder Elektronen strahlung erfolgt.

13. Mischsystem für die Herstellung strahlenhärtbarer Lacke, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischsystem mehrere Pigmentpasten nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.