DE2021005A1 - Pulverfoermige Bindemittel fuer Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel - Google Patents

Description

Düsseldorf, den 27. April 1970 Henkel & Cie GmbH Henkel st r, 67

Patentabteilung .

Dr.. Ola/Ad. :■-■■■" ' . . 2021005

P a t e η t a η m e 1 d u η g D 3753

"Pulverförmige Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel" ■ " ;

Gegenstand der Erfindung'sind pulverförmige Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel.

Es ist bekannt, sogenannte Metallstaubfarben als Korrosionsschutzanstriche gegen Witterungseinflüsse auf Metall, vorzugsweise Eisen, aufzubringen. Insbesondere kommen hierfür Zinkstaubfarben in Betracht, Jedoch werden als Pigment auch Aluminium-, Blei- oder Kupferstaub'verwendet. Als Bindemittel für solche Anstriche haben sich Alkalisilikatlösungen seit langem bewährt, da sie aufgrund der mineralischen Bindung hervorragende Beständigkeit gegen extreme Temperaturen, gegen biologischen Angriff sowie ausgezeichnete Wetter- und Seewasserfestigkeit aufweisen. Zudem sind diese Anstriche nicht entflammbar. : ■ ,V · ■■■.'--:■"■ -.-_; ·''·■-. / / ....-.-. ...- -

Die bisher verwendeten Alkallsilikatlösungen haben den Nachteil, daß sie wegen des flüssigen Zustandes zusätzliche Anforderungen an Lagerhaltung, Transport und Verpackung stellen. Es wäre daher wünschenswert, wenn stattdessen ein festes Alkalisilikat als Bindemittel verwendet werden könnte/ welches erst unmittelbar vor dem Gebrauch mit Wasser vermischt wird. Für diese Zwecke kommen jedoch nur Alkalisilikat-Hydrate bzw. wasserhaltige Alkalisili- " kate in Betracht*, da das wasserfreie Alkalisilikat unlöslich ist.

Ea ist bekannt, pulverförmige und streufähige Alkalisilikate herzustellen, deren Wassergehalt unter· 22 % liegt.

BADORlGfNAL

2D21005

Honkel Ck Cio GmbH

. Soilo 2 ^ra< PetenloniBcMuiia D */('_), ^

Bei der Einarbeitung derartiger Bindemittel hat sich jedoch, gezeigt, daß die Lösungsgeschwindigkeit zu gering ist und daher Klumpenbildung beim'Anrühren der Pigmentfarbstoffe eintritt.

Es wurde nun gefunden, daß sich diese Machteile vermeiden lassen, wenn man die nachstehend beschriebenen pulverförmigen.Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel verwandet. Diese sind dadurch gekennzeichnet, daß sie Alkalisilikato mit einem Wassergehalt von 14·-2Ο Gew.-^ mit einem Zusatz von 0,2 - 10 Gew.-% mono- und/oder polyquartärer Stickstoffverbindungen enthalten..

Als geeignete mono- und/oder polyqüartäre Stickstoffverbindungen sind insbesondere die nachstehenden zu nennen;

I. III.

OH J OH

II. U(C₂H₅)J OH

IV.

V.

VI. VII.

VIII.

IX. X.

XI.

OH

(CH-J₀N(C_1nH₀₁),

OH

(CH₃)N(C₂H₄OH)₃ OH

C₂H₅

(OH),

N (CH₂ )₁₂N (CH₃ U (OH)₂

9,87,6/ YQ.■■&£-

BAD ORIGINAL

Henkel & de GmbH Sail* 3 ^Iur F°ton'««m»ldunt D

CH

HO-CH-CH₀-N-(CHg)_n-N-CH₀-CH-OH I /2 , .2.η. , 2 ,

CH

CH. (OH)₂

η = 2 -

XIII.

CH, ³

I )₃N-(CH₂J₂N-(CH₂)₂ -N(CH

CH, (OH),

CH^.

I ^ -N- (CH₂ )₃

CH,

CH.

CH, J

CH

₁₂ (OH)

2n

OH

η = 20 -

XVII.

(CHg)₂-N-(CH₂

CH, (OH),

CH0,	/	^,CH
CH2

OH

Henkel & CIO Q(TIbH S«lt« 4 at», feUnfanm*\im₉ t> 3753

Anstelle der aufgeführten Hydroxyde, die vorzugsweise verwendet werden, können auch die entsprechenden wasserlöslichen Salze der quartären Stickstoffverbindungen, Insbesondere die Chloride, Sulfate und Nitrate, eingesetzt werden.

Bevorzugt werden solche quartären Stickstoffverbindungen verwendet, die vier am Stickstoffatom gebundene Alkylgruppen enthalten. Besonders wirksam haben isich die wasserlöslichen mono- und/oder polyquartären Stickstoffverbindungen mit Alkylketten von 1-8, vorzugsweise 1 - 4, C-Atomen erwiesen.

P Die erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten 0,2 - 10 Gew.-% quartäre Stickstoffverbindungen, bezogen auf wasserfreies Alkalisilikat.

Es ist möglich, die pulverförmigen Bindemittel aus festen wasserhaltigen Alkäl!silikaten und quarjbären Ammoniumverbindungen durch intensives mechanisches Vermischen herzustellen. Dabei werden Alkalisilikate verwendet, deren Molverhältnis SiOp : Alkalioxid 2 - 4:1> vorzugsweise 3>2 - 4:1 beträgt und deren Wassergehalt im Bereich von 14 - 20 Gew.-% liegt.

In einer besonderen Ausführungsform werden pulverförmige feste Prob dukte. aus Alkalisilikat und mono- und/oder polyquartären Stickstoffverbindungen durch Wasserentzug aus entsprechenden Lösungen gewonnen. Die Trocknung der Lösungen erfolgt in bekannter Weise, wobei insbesondere eine Walzentrocknung oder vorzugsweise eine Zerstäubungstrocknung in Betracht kommt. Bei dieser Art der Herstellung werden übliche Natrium- ader Kaliumsilikatlösungen eingesetzt, deren Molverhältnis SiO₂ : Alkalioxid 2 - 4tl, vorzugsweise 3,2 - 4:1 beträgt und deren SiOg-Gehalt im Bereich von 20 - 37 Gew.~# liegt.

Als Metallstaubpigmente für-die Anstrichmittel werden die üblichen Stoffe wie Aluminium-, Blei oder Kupferstaub, insbesondere jedoch

1 09846/1804

Henkel & CIe GmbH s.n« 5 «r η>*Μαηη»ι<ΐιιη« D

Zinkstaub, verwendet. Die Anstrichmittel, insbesondere Zinkstaubanstriche, können noch verdickende Zusätze wie Alginate, Methylcellulose und Stärke in Mengen von etwa 0,01 - 0,3 Gew.-^, bezogen auf das gesamte Gemisch aus. Metallstaubpigment und festem Bindemittel, enthalten. In manchen Fällen ist es weiterhin vorteilhaft, in geringen Mengen bis etwa 0,5 Gew»-# Emulgatoren, wie insbesondere Äthylenoxidanlagerungsprodukte an Fettalkohole oder Fettsäuren, hinzuzufügen.

Den Anstrichmitteln können ferner Streckmittel wie Kaolin, Bentonit und Montmorillonit sowie Zinkoxid zugemischt werden. Die bei . Alkalisilikat-Metallstaubanstrichmitteln üblichen Zusätze zur Verlängerung der Topfzeit sind auch mit den neuen Mitteln verträglich* Für diesen Zweck kommen Kaliumantimontartrat sowie wasserlösliche organische Nitroverbindungen, wie Nitromethan, Nitrophenol und Nitrobenzoesäure in Frage. Diese Stoffe werden den Mischungen in Mengen von 0,1 <- $ Gew.-#, bezogen auf das feste Alkalisilikat-Bindemittel, zugefsetzt.

Die Bindemittel kommen in den üblichen Mengen von etwa 5 - J50 Gew.-^, bezogen auf das gesamte Gemisch aus Metallstaub und festem Binde-

mittel, ζΰφ Einsatz.

! ■

Die trOGkinehj Farbpulver enthalten Metallstaub und Bindemittel im allgemeinen nebeneinander. Es ist jedqch auch möglich, die Anstrich-Mittel so zu konfektionieren, daß Metallstäub und festes Bindemittel getrennt verpackt sind. Die Komponenten werden dann erst bei d^r Anwendung mit ei

ler vermischt und anschließend mit Wasser versetzt.

Die neuen pulyerförmigen Bindemittel haben den Vorteil, daß es nunmehr möglich pst, konfektionierte trookene Farbmischungen herzustellen, die praktisch unbegrenzt lagerbeständig sind. Derartige Produkte lassen «ich mit der entsprechenden Menge Wasser knötchenfrei und glatt anrühren und sind nach kurzer Zeit streichfertig. r ■'·-.·■

109846/1904

2021006

Henkel & Ci© GmbH St»· 6 zur Pafenlanm.tduns D 3753 Beispiel 1

Zur Herstellung eines festen Bindemittels wurden 40 Gewicht steile festes Kaliumsilikat (Molverhältnis SiO₂ : KpO wie 2,25 : Ij Wassergehalt 20 Gew.-%) innig mit 5 Gewichtsteilen Tetramethylammoniumchlorid vermischt.

Aus 4,5 Gewichtsteilen des obigen Bindemittels und 100 Gewichtsteilen Zinkstaub (99*2 Gew.-# Zink; Korndurchmesser 2 - 4-jr)- wurde ein Farbpulver hergestellt, das mit 15 Gewichtsteilen Wasser angerührt ein nach etwa 30 Minuten streichfertiges Anstrichmittel ergab. - .

Beispiel 2

Ein festes Bindemittel, das Bl Gew.-% Kaliumsilikat (Molverhältnis SiO₂ ? K₂O wie 2,54 ; 1), 17 Gew.-^ Wasser und 2 Gew.-^ Dodecylmethylmorpholiniumhydroxld, wurde durch Zerstäubungstrocknung einer entsprechenden Lösung erhalten.

Zur Herstellung eines konfektionierten, trockenen Farbpulvers wurden 95 Gew.-Teile Zinkstaub (99*2 Gew.-% Zink; Korndurchmesser : 2 - 4 μ, 0,25 Gewichtsteile Kaliumantimontartrat und 4,75Gewichtp teile des obigen festen Bindemittels miteinander vermischt.

Eine gebrauchsfertige Zinkstaubfarbe wurde durch Anrühren von 10 Gewichsteilen des trockenen Farbpulvers mit 1,5 Gewichtsteilen Wasser erhalten. Das Anstrichmittel konnte nach etwa 4o Minuten "Ansumpfzeit" verwendet werden.

-7-

1098AS7 18 04

Henkel & CIe GmbH - ω»· 7 "^r *^fl'^t"^faBllwWuB» ° 3753

■Zinkstaubfarben mit vergleichbaren Eigenschaften wurden erhalten, wenn das feste Bindemittel äquivalente Mengen der in der Beschreibung genannten Verbindungen II, IV, VII und XIII anstelle von Dodecylmethylmorpholiniumhydroxid enthielt.

B ei s pie I 3

Ein festes Bindemittel, -das 82 Gew.-# Natriumsilikat (Molverhältnis SiO₂ : Na₂O wie 3*3 : 1), 15 Gew,-# Wasser und 3 Gew.-% einer diquartären Verbindung der nachstehenden Formell

CH- .-CBL. I.->■ I ?■;

HO - CH - CH₂- N - (CH₂J₆ - N - CH₂ - CH- OH

CH-* CH-3t

(OH),

enthielt, wurde durch Zerstäubungstrocknung einer entsprechend zusammengesetzten Lösung hergestellt.

Durch Vermischen von 93 Gewichtsteilen Zinkstaub (99*2 Gew.-# Zinkj Korndurchmesser 2 - Ih), J Gewichtsteilen des oben beschriebenen Bindemittels und 0,15 Gewichtsteilen Nitrophenol wurde ein Farbpulver erhalten, das mit 15 Gewichtsteilen V/asser angerührt ein Anstrichmittel ergab, das nach etwa 30 Minuten streichfähig war.

In dem oben beschriebenen festen Bindemittel konnten anstelle der genannten quartären Stickstoffverbindung auch äquivalente Mengen der im Beschreibungstext genannten Ammoniumbasen V, X und XVI oder der den Verbindungen III, VIII und XV entsprechenden Ammoniumchloride mit gleichem Erfolg verwendet werden.

109846/180A

Claims (3)

Henkel & ClO GmbH Si-ito b zur Patentanmeldung D 37*5.3

1.) Pulverfoimige Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel" dadurch gekennzeichnet, daß sie Alkaliöilikate mit einem Wassergehalt von 14 - 20 Gev/.-$ sowie. 0,2-10 Gsw.-$ mono- und/oder polyquartäre Stickstoffverbindungen enthalten.

2.) Pulverförmig^ Bindemittel.-gemäQ Anspruch 1, dadurch gekennzc;.Lehnet, daß sie aus einem festen Produkt von .Alkalisilikat und mono- und/oder polyquartä'rer Stickstoffverbindung bestehen, welche durch Wasserentzug einer entsprechenden Losung hergestellt wurden.

3.) Pulverförmige Bindemittel gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhält]
vorzugsweise 3,2 - 4:1, beträgt.

kennzeichnet, daß das Molverhältnis SiO₂ : Alkalisilikat 2 - 4:1,

Henkel & GIe. GmbH i.A. ppÄ.

. Glasmann)

109846/1804 BAD original