DE202014010914U1

DE202014010914U1 - Topf-Konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe auf Siliconatbasis

Info

Publication number: DE202014010914U1
Application number: DE202014010914.1U
Authority: DE
Original assignee: Diessner & Co KG Lack- und Farbenfabrik GmbH
Current assignee: DAW SE
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2017-01-17
Anticipated expiration: 2024-09-18

Abstract

Dispersions-Farbe für Innen und Außen, bestehend aus – 2–30% Polymerdispersion gerechnet als Feststoffanteil – 10–60% Pigment und/oder Füllstoff, – 0,5–5% Siliconat – 0,5% Alkalihydroxid – 2% Additive – zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Dispersionsfarbe auf der Basis von Siliconaten für den Innen- und Außenbereich mit verbesserten Eigenschaften.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Dispersionsfarben auf Silikatbasis bekannt, welche für die Beschichtung mineralischer Untergründe nach DIN18363 verwendbar sind. Diese Silikatfarben enthalten als Bindemittel bzw. Co-Bindemittel üblicherweise Wasserglas, insbesondere Kaliwasserglas, welches seinerseits durch Reaktion von Quarzsand mit Alkalicarbonaten bzw. Hydroxyden hergestellt wird. EP1297079B1 beschreibt beispielsweise eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe auf der Basis von derartigem Wasserglas. Bei der Anwendung hat sich jedoch gezeigt, dass eine Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften wünschenswert wäre. Insbesondere der häufig notwendige Zweitauftrag der Farbe sowie die Ausbesserung einzelner Stellen sind schwierig zu bewerkstelligen. Es besteht daher Bedarf an Topf-Konservierungsmittelfreien Dispersionsfarben mit verbesserten Verarbeitungseigenschaften.
Überraschenderweise hat sich bezeigt, dass die nachfolgend beschriebene Dispersionsfarbe diese Aufgabe löst. Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe wird im Patentanspruch 1 definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß besteht die Dispersionsfarbe aus 2–30% Polymerdispersion, maximal 20% Cobindemittel (z. B. Silikonharzemulsion, Kieselsol, Siloxan), 10–60% Pigment und/oder Füllstoff, maximal 0,5–5% eines Siliconates als Additiv sowie zu 100% ergänzte Anteile an Wasser. Bei dem Siliconat handelt es sich um ein Alkali- oder Erdalkalialkylsiliconat, w. z. B. Natrium-, Kalium-, oder Calciummethylsiliconat. Das am meisten bevorzugte Siliconat ist Kaliummethylsilikonat. Der Anteil des Siliconates liegt zwischen 0,5 und 5% Siliconat, bevorzugt zwischen 1 und 3%, besonders bevorzugt bei 1,5%.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe benötigt keinerlei Konservierungsstoff als Zusatzmittel. Die erfindungsgemäßen Dispersionsfarben haben eine ausgezeichnete Lagerstabilität von deutlich über 6 Monaten, selbst wenn der Siliconatzusatz im unteren Bereich liegt. Für die Verwendung im Außenbereich können der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zusätzlich biozide Stoffe, wie beispielweise Algizide und Fungizide zugesetzt werden.
Die Dispersionsfarbe wird durch das Siliconat und ggf. durch zusätzliche wasserlösliche Hydroxyde, w. z. B. NaOH, KOH oder Ca(OH)₂ auf einen pH-Bereich von 8 bis 12 eingestellt. Bevorzugt liegt der pH-Wert im Bereich von 9–11. Als Alkali- oder Erdalkalialkylsiliconate werden Substanzen der allgemeinen Formel R-Si(OH)₂O M^A bzw. [R-Si(OH)₂O]₂ M^E bezeichnet, worin M^A für ein Alkalimetall (z. B. Lithium, Natrium, Kalium), M^E für ein Erdalkalimetall (z. B. Magnesium oder Calcium) steht und R für einen Alkylrest, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, ^n-Propyl, ^i-Propyl, ⁿButyl, ^i-Butyl, oder ^t-Butyl, steht. Wegen seiner kommerziellen Zugänglichkeit ist Kaliummethylsiliconat besonders bevorzugt. Das Alkali bzw. Erdalkalialkylsiliconat reagiert mit dem Kohlendioxid aus der Luft zu einem Alkylsiliconharz und dem entsprechenden Alkali- bzw. Erdalkalicarbonat.
Bei der Auswahl der Polymerdispersionen, die erfindungsgemäße 2–30% der Dispersionsfarbe ausmachen, können grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik bekannten Polymerdispersionen verwendet werden, welche auch für andere Dispersionsilikatsysteme benutzt werden. Hierunter fallen Polymere basierend auf Carbonsäurevinylester, insbesondere Vinylacetat, Vinylpropionat und Carbonsäurevinylester, sowie M-Vinylpyrrolidon und Derivate hiervon, ungesättigte Carbonsäuren, deren Ester und Amide sowie deren Anhydride, wie beispielsweise Ethylen und Propylen, sowie Acrylnitril. In bevorzugter Weise können ungesättigte Carbonsäuren wie beispielsweise Acryl- und Metacrylsäure und ungesättigte Carbonsäureester, beispielsweise Acryl- und Metacrylsäureester verwendet werden. Der Alkoholrest der Ester enthält typischerweise 1-12 Kohlenstoffatome und kann linear oder verzweigt sein, Cycloaliphaten oder Aromaten enthalten und zusätzlich oder alternativ durch Hydroxylgruppen, Halogenatome oder Epoxidgruppen substituiert sein. Die Verwendung von gemischten Polymeren, bestehend aus unterschiedlichen Monomeren, ist möglich. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Styrol und dessen Derivaten.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe enthält neben der Polymerdispersion und dem Siliconat 0–20% Cobindemittel, bevorzugt 2–5%, sowie 10–60% Pigment und/oder Füllstoff, bevorzugt 25–50%.
Als Pigment können dabei die üblichen Pigmentbeimischungen von Dispersionsfarben verwendet werden, wie beispielsweise Titandioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Kobaltblau, Phtalocyaninpigmente, Spinellpigmente sowie Nickel und Chromtitanate.
Als Füllstoffe werden insbesondere Silikate, Carbonate, Flußspat, Sulfate und Oxide zugegeben.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe zusätzliche Additive wie Dispergiermittel, Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel enthalten.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe für die Anwendung im Innen- und Außenbereich. Es hat sich herausgestellt, dass aufgrund der Abwesenheit von Konservierungsstoffen und Lösungsmitteln der Farbe für den Innenbereich keine allergischen Reaktionen ausgelöst werden, die von typischen Topfkonservierern ausgelöst werden.
Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe auf der Basis von Siliconaten eine Verringerung der Wasseraufnahme und der Wasserdurchlässigkeit eintritt. Diese Eigenschaften sind insbesondere beim Zweitauftrag erkennbar: Die topfkonservierungsfreien Dispersionsfarben aus dem Stand der Technik neigen zum „Aufbrennen” neigen, d. h. dem zweiten Farbanstrich wird zu schnell die Flüssigbestandteile entzogen, so dass es beim zweiten Anstrich zu erschwerter Verarbeitung, Streifenbildung und zu Verlaufsstörungen kommt. Der Effekt des „Aufbrennens” ist bei der erfindungsgemäßen Farbe nicht erkennbar. Der Zweitauftrag der Farbe kann daher deutlich gleichmäßiger erfolgen, insbesondere bei großen Flächen.
Insbesondere hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung der erfindungsgemäßen Farbe bis zu 30% der Polymerdispersion eingespart werden können, ohne dass die vorteilhaften Eigenschaften der Farbe verloren gehen.
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe nach dem Auftrag eine deutlich bessere Nassabriebsfestigkeit aufweist.
Beispiele:

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden, beispielhaften Zusammensetzungen näher beschrieben (Alle Angaben erfolgen in Gewichtsprozent). Diese sollen jedoch keine Limitierung der Erfindung darstellen. Der Fachmann auf dem Gebiet kann, basierend auf der vorliegenden Beschreibung sowie seinem allgemeinen Fachwissen weitere Ausführungsformen der Erfindung ausarbeiten, ohne erfinderisch tätig werden zu müssen:

	1.1 Innenfarbe 1	1.2 Innenfarbe 2	1.3 Innenfarbe 3
Polymerdispersion (Styrolacrylat)	10	7	7
Pigment	20	10	8
Füllstoffe	30	40	45
Methylsiliconat	1,5	1,5	1,5
Alkalihydroxid	0,5	0,5	0,5
Additive	2	2	2
Wasser	36	39	36

	2.1 Fassadenfarbe 1	2.2 Fassadenfarbe 2
Polymerdispersion (Reinacrylat)	25	17
Pigment	12	10
Füllstoffe	38	35
Methylsiliconat	1,5	1,5
Alkalihydroxid	0,5	0,5
Additive	2,5	3
Wasser	20,5	33

	3.1 Siliconharzfarbe 1	3.2 Siliconharzfarbe 2
Polymerdispersion (Reinacrylat)	10	15
Siliconharzemulsion	10	5
Pigment	12	12
Füllstoffe	30	30
Methylsiliconat	1,5	1,5
Alkalihydroxid	0,5	0,5
Additive	3	3
Wasser	33	33

	4.1 Kieselsolfarbe 1	4.2 Kieselsolfarbe 2
Polymerdispersion (Reinacrylat)	8	15
Kieselsol	10	5
Pigment	12	12
Füllstoffe	30	30
Methylsiliconat	1,5	1,5
Alkalihydroxid	0,5	0,5
Additive	2	2
Wasser	36	34

Die Farben 1.1 bis 1.3 zeigen eine Lagerstabilität von deutlich mehr als 6 Monaten, sind ausgezeichnet verarbeitungsfähig und weisen nach DIN EN 13300 Deckvermögen mind. Klasse 2 bei 6 m²/l und Nassabrieb mind. Klasse 2 auf.
Die Farben 2.1 bis 4.1 zeigen eine Lagerstabilität von deutlich mehr als 6 Monaten, sind ausgezeichnet verarbeitungsfähig und weisen nach DIN EN 1062 Wasserdurchlässigkeit mind. Klasse W3, Wasserdampfdurchlässigkeit mind. Klasse V1 und eine ausgezeichnete UV- und Witterungs-Stabilität auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1297079 B1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN18363 [0002]
DIN EN 13300 [0017]
DIN EN 1062 [0018]

Claims

Dispersions-Farbe für Innen und Außen, bestehend aus – 2–30% Polymerdispersion gerechnet als Feststoffanteil – 10–60% Pigment und/oder Füllstoff, – 0,5–5% Siliconat – 0,5% Alkalihydroxid – 2% Additive – zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
Dispersions-Farbe für Innen und Außen gemäß Anspruch 1, bestehend aus – 7–10% Polymerdispersion, nämlich Styrolacrylat, gerechnet als Feststoffanteil – 8–20% Pigment – 30–45% Füllstoffe, – 1,5% Siliconat – 0,5% Alkalihydroxid – 2% Additive – zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
Dispersions-Farbe für Innen und Außen gemäß Anspruch 1, bestehend aus – 17–25% Polymerdispersion, nämlich Reinacrylat, gerechnet als Feststoffanteil – 10–12% Pigment – 35–38% Füllstoffe, – 1,5% Siliconat – 0,5% Alkalihydroxid – 2,5–3% Additive – zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
Dispersions-Farbe für Innen und Außen gemäß Anspruch 1, bestehend aus – 10–15% Polymerdispersion, nämlich Reinacrylat, gerechnet als Feststoffanteil, 5–10% Siliconharzemulsion – 12% Pigment – 30% Füllstoffe, – 1,5% Siliconat – 0,5% Alkalihydroxid – 3% Additive – zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
Dispersions-Farbe für Innen und Außen gemäß Anspruch 1, bestehend aus – 8–15% Polymerdispersion, nämlich Reinacrylat, gerechnet als Feststoffanteil, 5–10% Kieselsol – 12% Pigment – 30% Füllstoffe, – 1,5% Siliconat – 0,5% Alkalihydroxid – 3% Additive – zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
Farbe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ihr pH-Wert 8–12 beträgt.
Farbe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ihr pH-Wert 9–11 beträgt.
Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass sie als Additive Dispergiermittel, Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel enthält.
Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Pigmente Titandioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Kobaltblau, Phtalocyaninpigmente, Spinellpigmente sowie Nickel- und Chromtitanate oder eine Mischung hiervon enthält.
Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Füllstoffe Silikate, Carbonate, Flußspat, Sulfate und Oxide zugegeben oder eine Mischung hiervon enthält.
Farbe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerdispersion ausgewählt ist aus a) Carbonsäurevinylester, insbesondere Vinylacetat, Vinylpropionat und Carbonsäurevinylester, sowie M-Vinylpyrrolidon und Derivaten hiervon, b) ungesättigte Carbonsäuren, deren Ester und Amide sowie deren Anhydride, wie beispielsweise Ethylen und Propylen, c) Acrylnitril, Acryl- und Metacrylsäure Acryl- und Metacrylsäureester, wobei der Alkoholrest der Ester 1-12 Kohlenstoffatome enthält und linear oder verzweigt sein kann, Cycloaliphaten oder Aromaten enthalten kann und zusätzlich oder alternativ durch Hydroxylgruppen, Halogenatome oder Epoxidgruppen substituiert sein kann und d) Mischungen der vorgenannten Komponenten.
Farbe nach mindestens einem der Ansprüche aus 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass sie als Additiv Filmkonservierung, wie beispielweise Algizide und Fungizide enthält.