DE2021005C3 - Pulverförmige Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel - Google Patents

Pulverförmige Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel

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DE2021005C3 DE19702021005 DE2021005A DE2021005C3 DE 2021005 C3 DE2021005 C3 DE 2021005C3 DE 19702021005 DE19702021005 DE 19702021005 DE 2021005 A DE2021005 A DE 2021005A DE 2021005 C3 DE2021005 C3 DE 2021005C3
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Description

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.
Die bisher verwendeten Alkalisilikatlösungen 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 Alkalisilikut-Hydrau, bzw. wasserhaltige Alkalisilikate in Betracht, da das wasserfreie Alkalisilikat unlöslich ist.
Es ist bekannt, pulverförmige und streufähige Alkalisilikate herzustellen, deren Wassergehalt unter 22% liegt.
Bei der Einarbeitung derartiger Bindemittel hat sich jedoch gezeigt, daß die Lösungsgeschwindigeit zu gering ist und daher Klumpenbildung beim Anrühren der Pigmentfarbstoffe eintritt.
Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile vermeiden lassen, wenn man die nachstehend beschriebenen pulverförmigen Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel verwendet. Diese sind dadurch gekennzeichnel, daß sie Alkalisilikate mit einem Wassergehalt von 14 — 20Gew.-% mit einem Zusatz von 0,2—10Gew.-% mono- und/oder polyquartärer Stickstoffverbindungen enthalten.
Als geeignete mono- und/oder polyquartäre Stickstoffverbindungen sind insbesondere die nachstehenden zu nennen:
I. [N(CHO4]OH
II. [N(C2Hs)4]OH
III. [N(CH2OH)4]OH
IV. [N(C2H5OH)JOH
V. [N(C6H13)JOH
VI. [(CHO2N(C1nH21I2]OH
VII. [(CHO3N(C12H2S)]OH
VIII. [(CHON(C2H4OH)JOH
IX. [(C2Hs)2N(C2H4OH)2]OH
X. [(CHo1N(CH2I6N(CHOJ(OH)2
CH, (Ή
XII.
XIII.
XIV.
HO-CH- CH2-N--(CH2),---N -CH1-CH-OH
I I I " I
CH1 CH3 CH3 CH,
(OH)2
(CH3J3N-(CH2J2N-(CH2J2-N(CH.,)3
CH,
CH1 CH,
I I "
-N (CH2),,,- N--(
! I
CH, CH,
(OH),
(OH)2n »1 = 20 HX)
XV.
XVI.
XVII.
CH1
C6Hn-N-(C2H4O)5-H
CH,
OH
2),-Ν—(CH2J2N(CHj)3
CH3
CH,-CH, CH,
O N
C Ht CHt C12H25
(OH)2
OH
Anstelle der aufgeführten Hydroxyde, die vorzugsweise verwendet werden, können auch die entsprechenden wasserlöslichen Salze der quatären 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 sich die wasserlöslichen mono- und/oder polyquartären Stickstoffverbindungen mit Alkylketten von 1—8, vorzugsweise 1 —4, C-Atomen erwiesen.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten 0,2—10 Gew.-% quartäre Stickstoffverbindungen, bezogen auf wasserfreies Alkalisilikat.
Es ist möglich, die pulverförmigen Bindemittel aus festen wasserhaltigen Alkalisilikaten und quartären Ammoniumverbindungen durch intensives mechanisches Vermischen herzustellen. Dabei werden Alkalisilikate verwendet, deren Molverhältnic S1O2 zu 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 Produkte 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- oder Kaliumsilikatlösungen eingesetzt, deren Molverhältnis SiOi zu Alkalioxid 2—4 :1, vorzugsweise 3,2—4 : 1 beträgt und deren SiO2-Gehalt im Bereich von 20-37 Gew.-% liegt.
Als Metallstaubpigmente für die Anstrichmittel werden die üblichen Stoffe wie Aluminium-, Blei oder Kupferstaub, insbesondere jedoch 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 Metallstaubpigmente und festem Bindemittel, ethalten. 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 Top'fzeit sind auch mit den neuen Mitteln verträglich. Für diesen Zweck kommen Kaliumantimontartrat sowie wasserlösliche organische Nitroverbindungen, wie Nitromethan, Nitrophenol und Nitrobenzocsäure in Frage.
Diese Stoffe werden den Mischungen in Mengen von 0,1 —5 Gew.-%, bezogen auf das feste Alkalisilikat-Bindemittel, zugesetzt.
Die Bindemittel kommen in den üblichen Mengen von etwa 5—30 Gew.-% bezogen auf das gesamte Gemisch aus Metallstaub und festem Bindemittel, zum Einsatz.
Die trockenen Farbpulver enthalten Metallstaub und Bindemittel im allgemeinen nebeneinander. Es ist jedoch auch möglich, die Anstrichmittel so zu konfektionieren, daß Metallstaub und festes Bindemittel getrennt verpackt sind. Die Komponenten werden dann erst bei der Anwendung miteinander vermischt und anschließend mit Wasser versetzt.
Die neuen pulverförmigen Bindemittel haben den Vorteil, daß es nunmehr möglich ist, konfektionierte trockene Farbmischungen herzustellen, die praktisch unbegrenzt lagerbeständig sind. Derartige Produkte lassen sich mit der entsprechenden Menge Wasser knötchenfrei und glatt anrühren und sind nach kurzer Zeit streichfertig.
Beispiel 1
Zur Herstellung eines festen Bindemittels wurden 40 Gewichtsteile festes Kaliumsilikat (Molverhältnis SiO2: K2O wie 2,25 :1; Wassergehalt 20 Gew.-%) innig mit 5 Gewichtsteilen Tetramethylanimoniumchlorid vermischt.
Aus 4,5 Gewichtstcilen des obigen Bindemittels und 100 Gewichtsteilen Zinkstaub (99,2Gew.-% Zink; Korndurchmesser 2—4 μ) wurde ein Farbpulver hergestellt, das mit 15 Gewichtsteilen Wasser angerührt ein nach etwa 30 Minuten streichfertiges Anstrichmittel ergab.
Beispiel 2
Ein festes Bindemittel, das 81 Gew.-% Kaliumsilikat (Molverhältnis SiO2 : K2O wie 2,54:1), 17 Gew.-% Wasser und 2 Gew.-% Dodecylmethylmorpholiniumhydroxid enthält, wurde durch Zerstäubungstrocknung einer entsprechenden Lösung erhalten.
Zur Herstellung eines konfektionierten, trockenen Farbpulvers wurden 95 Gew.-Teile Zinkstaub (99,2Gew.-% Zink; Korndurchmesser 2—4 μ, 0,25 Gewichtsteile Kaliumanlimontartrat und 4,75 Gewichtsteile des obigen festen Bindemittels miteinander vermischt.
Eine gebrauchsfertige Zinkstaubfarbe wurde durch Anrühren von 10 Gewichtsteilen des trockenen Farbpulvers mil 1,5 Gewichtsteile Wasser erhalten. Das Anstrichmittel konnte nach etwa 40 Minuten »Ansumpfzeit« verwendet werden.
Zinkstaubfarben mit vergleichbaren Eigenschaften wurden erhalten, wenn das feste Bindemittel äquivalente Mengen der in der Beschreibung genannten Verbindungen il, IV, VlI und XII"; anstelle von Dodecylmethyimorpholiniumhydroxid enthielt
CH,
Beispiel 3
Ein festes Bindemittel, das 82 Gew.-% Natriumsilikat (Molverhältnis SiO2: Na3O wie 3,3:1), 15 Gew.-% Wasser und 3 Gew.-% einer diquartären Verbindung der nachstehenden Formel:
HO-CH-CH2-N-(CH2I6-N-CH2-CH-Oh
CH,
CH,
(OH)2
CH,
enthielt, wurde durch Zerstäubungstrocknung einer entsprechend zusammengesetzten Lösung hergestellt.
Durch Verrrischen von 93 Gewichtsteilen Zinkstaub (99,2Gew.-% Zink; Korndurchmesser 2-4 μ), 7 Gewichtsteilen des oben beschriebenen Bindemittels und 0,15 Gewichtsteilen Nitrophenol wurde ein Farbpulver erhalten, das mit 15 Gewichtsteilen W-sser angerührt ein Anstrichmittel ergab, das nach etwa 30 Minuten
streichfähig war.
In dem oben beschriebenen festen Bindemitte! 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 mii gleichem Erfolg verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Pulverförmige Bindemittel für Metallstaubpigmente enthaltende Anstrichmittel, dadurch gekennzeichnet, de "3 sie Alkalisilikate mit einem Wassergehalt von 14—20Gew.-% sowie 0,2— 10Gew.-% mono- und/oder polyquartäre Stickstoffverbindungen enthalten.
2. Pulverförmige Bindemittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem festen Produkt von Alkalisilikat und mono- und/oder polyquartärer Stickstoffverbindung bestehen, welche durch Wasserentzug einer entsprechenden Lösung hergestellt wurden.
3. Pulverförmige Bindemittel gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis SiO2: Alkalioxid 2—4 : 1 beträgt.
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