DE2249080C3 - Gemisch aus einem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und feinverteiltem Siliciumdioxid und seine Verwendung - Google Patents

Gemisch aus einem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und feinverteiltem Siliciumdioxid und seine Verwendung

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DE2249080C3 DE2249080A DE2249080A DE2249080C3 DE 2249080 C3 DE2249080 C3 DE 2249080C3 DE 2249080 A DE2249080 A DE 2249080A DE 2249080 A DE2249080 A DE 2249080A DE 2249080 C3 DE2249080 C3 DE 2249080C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Gemisch aus einem Karnstoff-Formaldehyd und feinverteiltem Siliciumdioxid und seine Verwendung.
Es ist bekannt, daß viele Stoffsysteme, wie etwa Molrprodukte. einschließlich vorgefertigter Tafeln. Fußböden, Möbeln u.dgl. eine matte oder quasi matte fertige Oberflächenbeschaffenheit erfordern.
Um eine solche fertige Oberflächenbeschaffenheit /u erhalten, ist es netwendig, geeignet'.1 Mattierungsmittel /u verwenden, die üblicherweise in Lacken. Anstrichstoffen und ähnlichen Mitteln verwendet werden und nach dem Auftragen auf einen I !ntergrund. etwa auf I lolz. diesem eine mattierte fertige Oberflächenbeschaffenheit geben «'der eine fertige Oberfläche mit vermindertem Glanz erzeugen. Die üblichen Mattierungsmittel enthalten feinvertciltc Teilchen, die das Licht in diffuser Form reflektieren und dadurch den Glanz des Mittels vermindern können. Als Mattierungsmittel wurden bisher sowohl natürliche Stoffe, wie Gummi. Harze und siliciumhaltige Verbindungen, als auch synthetische Stoffe, wie Metallseifen und feinvertciltc siliciumhaltige Stoffe, eingesetzt.
Aus der DE-OS 14 hl 2ö0 ist es bekannt, daß man zum Mattieren von Obcrflächenbcvügen eine Kombination ,ms einem Harnstoff-Formaldehyd-Kondcnsat und foinverteilter Kieselsäure verwenden kann.
Risking wurden als Mattierungsmittel Siliciumdioxid (icle'verwendet, die üblicherweise als Siliciumdioxid Aerogcle bezeichnet werden, wenn ihre ursprünglicht CI eist π ik lur erhalten ist oder als Siliciumdioxid-X emgc Ie. wenn ihre ursprüngliche Gelstniktur /erstört is1 Obwohl dirsr Siiiciuniiliox.Kl-Gek· noch in großem \ 1IH fan g fur veischicdene Gebiet'- eingesetzt werdet, ergaben sich dennoch e.ne Rf lhc < n\> N-'achteilen. N> neiget! die >K Μ.!"ΐ'·ΐ"! ■■!.■■.mi1"·/! verwendeten Siliciini lllOM'1 ' ι el" >'.' "1. hp'l'' ',!"IHTI :i!|: '!.'T, M il 111'' Π Iti ('Mil' '■ •c! . ί·ι·-μ ■ - - ^ ι._-. ι '1I H · ·.· »τ! j >- i''.'-ι :Μ'·κΙι.π. (let ,!.. -,ill. ;■■'■·■ l|( ··■ '. ; -'",I1- Mf ■' ' M;it!M'r||T|j'<.!lllti
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wurde, was sich jedoch als außerordentlich schwierig erwiesen hat und in einigen Fällen nicht mehr möglich war. Ein weiterer Nachteil der bekannten Mattierungsmittel liegt in der Porosität dieser Mittel, so daß eine Zerkleinerung vor ihrer Verwendung erforderlich war. Es wurde ferner gefunden, daß sich diese Zerkleinerung nachteilig auf die Reproduzierbarkeit der gewünschten Mattierung auswirkte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, indem ein Gemisch aus einem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und einem feinverteilten kolloidalen Siliciumdioxid vorgeschlagen wird, dessen Komponenten ein bestimmtes Molverhältnis zueinander und bestimmte spezifische Oberflächen haben und das Gemisch ohne Zerkleinerung als mattierender Füllstoff zur Herstellung von mattierten klaren Oberflächen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gemisch aus 20 bis 80 Gewichtsprozent eines nicht porösen, unschmelzbaren, unlöslichen, feinverteil ten Küiideiisais aus Harnstoff und Formaldehyd im Molverhältnis von 1:1 bis 1:2 mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 5 bis lOOnvVg und 80 bis 20 Gewichtsprozent eines pyrogen hergestellten nicht porösen Siliciumdioxids mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 bis 100 m2/g besteht.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Kondensat eine spezifische BET-Oberfläche von 53 m-Vghat.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung hai das Siliciumdioxid eine spezifische BET-Obcrflächc von 50 m-Vg.
Erfindungsgemäß wird das Gemisch als mattierender Füllstoff in ein filmbildcndes organisches Polymer und ein Lösungsmittel enthaltenden Übcrzugsmittcln verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden nähet erläutert: die Beispiele haben lediglich beschreibenden Charakter und stellen keine zwingende Anweisung zur Alisführung der Erfindung dar.
Das Harnstoff-Formuldehyd-Kondcnsat des eriin dungsgemäßen Gemisches besteht aus einem Kondensat, das nicht porös, unschmelzbar, unlöslich, feinverteilt ist. ein molares Verhältnis von Harnstoff zu Formalde hyd von 1:1 bis 1:2 aufweist und eine spezifische BET-Oberfläche von 5 bis 100 ni2/g hat.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das nicht poröse, unlösliche, unschmelzbare, feinverteilte Harnstoff-Formaldchyd-Kondensat bc· einem molaren Verhältnis von 1 : I bis 1 :2 eine spezifische BET-Obcr fläche von 53 m2/g. Das erfindungsgemäße nicht poröse, unlösliche, unschmelzbare Kondensat aus Harnstoff und Formaldehyd kann nach dem bekannten F.instufen- oder Zweistufenverfahren unter Einhaltung des beanspruch ten Molverhältnisses von Harnstoff zu Formaldehyd hergestellt werden. Beim Zweisttifenverfahren bildet Harnstoff nut Formaldehyd in wäßriger Losung ein lösliches, schmelzbares Vorkondensat, woraus in Ge genwart eines geeigneten Aushartckatalysators und bc: erhöhten Temperaturen ein unlösliches, unschmelzbareals Gel oder Niederschlag anfallendes Kondrnsa h'-rgestellt wird. Beim !•.instufenverfahren werdei "Irich zn Beginn alle Ausgangsstoffe und Zusatz·. ,'••fffür! '■' dnfl si'}' ein \f"in/le ■ unlöslich ■ ■,:, .-hrr- i/h:iicv [)i<lv|ir?res ί ie! bildet. In betdf ■. ei iah: f' M;:d da· [vii /met-' IfI mMiinilr-icl. din·
Lufttrocknung, azeotrope Destillation oder andere Kontakt- und Konvektionstrocknung bewirkende Maßnahmen getrocknet Je nach den Reaktionsbedingungen wird das unschmelzbare, unlösliche Reaktionskondensat direkt in feinzerteilter Form als Pulver oder als Granulat hergestellt Wenn das Reaktionskondensat nicht in dieser Form anfällt, kann es unter Verwendung geeigneter Mittel, wie etwa einer Kugelmühle, einem Pochwerk, einer Walzen-, einer Prall- oder einer Luftstrahl-Mühle durch Zerkleinern oder Deagglomerieren in eine feinverteilte Form gebracht werden.
Zu den sauren für die Herstellung von unlöslichem, unschmelzbarem, nicht porösem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat geeigneten Aushärtekatalysatoren gehören Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salzsäure, Salpetersäure sowie organische Säuren von mittlerer Stärke mit einem pH-Wert unter 4 wie Ameisensäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure und Chloressigsäure und ähnliche. Als saurer Aushärtekatalysator wird Sulfaminsäure (HSOjNH2) oder ein wasserlösliche:; ArnmoniUiTinydrogcn-Sülfat, πΐϊί der allgemeinen For mel RNH)SCX1H, bevorzugt, wobei R einen Rest aus Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Hydroxyalkyl, Arylalkyl oder Aryl darstellt. Wasserlösliche Ammonium-Hydrogcn-Sulfaie sind Ammonium-Hydrogen-Sulfat, Methylammonium-Sulfat Phenylammonium-Hydrogen-Sulfai, Benzylammonium-Hydrogen-Sulfat und ähnliche Verbindungen.
Wasserlösliche, makromolekulare, organische Substanzen, die die Viskosität wäßriger Lösungen stark erhöhen und als 5"·"hutzkolloide bezeichnet werden, können in der Reaktionsmasse während des Niedersehiagcns des Harnstofi-Formaldehya-Kondcn.sats enthalten sein. Hierzu gehören Stä'ke, Gelatine, Leim. Tragantgummi und Gummiarabikum ouer Carboxymeihyl-C'ellulose, die Alkalimetallsalze von Carboxymeihyl-( ellulosc, insbesondere das Natriumsalz von C arboxymcthyl-Ccllulose, Betahydroxyäthyl-Cellulosc·, Alkal'metall-Alginate und ähnliche Verbindungen, synthelischc Polymere, wie Polyvinylalkohol. Polyvinyl Pyrrolidon, wasserlösliche Polymere und Copolymere der Acrylsäure oder Methacrylsäure, und Alkalimetall salze der Acrylsäuren, Salze von Maleinsäure enthalten den Copolymeren.Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copoly mere. Polyhydrochloride von Homopolymeren und Copolymeren von Vinylpyridin und ähnliche Verbindungen. Die Anteile der einzusetzenden Schutzkolloide hängen von der jeweiligen Verbindung ihrer chemischen Struktur und ihrem Molekulargewicht ab. Sie werden gewöhnlich in Anteilen von 0,1 bis 10, bevorzugt von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Harnstoff- und Formaldehyd-Ausgangsstoffe, eingesetzt. Beim Einstufenverfahren wird das Schutzkolloid dem Vorkondensat aus Harnstoff und Formaldehyd während der Naßstufe hinzugefügt. Ähnlich vorteilhaft ist es. wenn beim Zweistufenverfahren das .Schutzkolloid nach der Bildung des Harnstoff-Formaldehyd-Vor kondensats zugegeben wird, um ein unlösliches, unschmelzbares Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat zu erhalten.
V)\y- Vorkondensat aus Harnstoff und Formaldehyd im Mißverhältnis Harnstoff /υ Formaldehyd von 1 : 1 bis ! ? wird bei einer Temperatur zwischen etwa 40 bis !0TC und bei einem pH-Bereieh /wischen, h und '-' -clv: '.-; wobei eine ausreichend'..1 Reaktinnsdnue·-
'■-.' '! ilen ist. so daß der prnlVre Anteil des 1 ■■ '!di'hvdi. mit dem Hnrnv'of! reagieren kann. Fun : : ■ iünid. wie rlns Naii-ri'ri'-.1!/r|rr Cjirhoxvnicthvi Cellulose, wird dem Vorkondensat bei irgendeinem Zeitpunkt während seiner Herstellung zugesetzt; kann aber auch getrennt als Lösung zu dem ursprünglichen Vorkondensat zugegeben werden. Zu dem so erhalte- -, nen Vorkondensat wird unter Rühren eine Lösung der Sulfaminsäure oder eine Lösung des wasserlöslichen Ammonium-Hydrogen-Sulfats im Bereich von Raumtemperatur bis 100° C zugefügt, bis ein vernetzies Gel entstanden ist, das dann in einem Extruder oder
in Granulatschneider zerkleinert und der Niederschlag durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt werden kann. Das erhaltene Reaktionsprodukt, das ein festes, unschmelzbares, unlösliches Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat ist, wird neutralisiert, luftgetrocknet und
|-, dam. mittels einer Prall-, Luftstrahl- oder Kugelmühle deagglomeriert.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gemisches dienen nicht poröse, pyrogen hergestellte Siliciumdioxide mit einer Oberfläche von 30 bis 100 m2/g, bevorzugt
.•υ 50 m2/g. Die erfindungsgemäß eingesetzten Siliciumdioxide werden pyrogen durch Hochtemperaturhydrolyse und/oder durch Oxiden verflüchtigter siliciumhaltiger Verbindungen, wie Silicium-Tetrachlorid, als kugelförmige Teilchen von extremer Reinheit mit einem
_>-, Siliciumgehalt von 99,8% hergestellt
Die Komponenten des erfindungsgemäßen Gemisches enthalten 20 bis &'J Gewichtsprozent Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und 80 bis 20 Gewichtsprozent behandeltes Siliciumdioxid. Das erfindungsgemäße
i'i Gemisch aus Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und Siliciumdioxid kann durch übliche Trockenmischverfahren, wie Mischen in einer Trommel, hergestellt werden.
Das Mischen kann auch in situ erfolgen, d. h. in dem zu mattierenden System, und zwar unabhängig davon, ob
;-, das Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und das behandelte Siliciumdioxid getrennt oder gemeinsam disper giert oder verrührt wurden. Die Reihenfolge der Zugabe für das Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und das behandelte Siliciumdioxid zu dem polym.' *en filmbilden-
!■■ den Material ist nicht von großer Bedeutung.
Im allgemeinen kann das erfindungsgemäße Gemisch leicht durch Dispergieren hergestellt werden, wobei dies durch einfaches Einrühren der Zusätze in der filmbilden den Mischung mit Hilfe bekannter Rühreinrichtunge;'.
: wie einem Waring-Mischer, erfolgt. Die üblichen Mattierungsmittel erfordern normalerweise eine Zer kleinerung mittels einer Kugel-, einer Zweiwalzcn- oder ähnlichen Mahlvorrichtung, um eine wirkungsvolle Dispersion im Mattierungsmittel zu erreichen, wobei
ν· jedoch die Reproduzierbarkeit des Glanzwertes nachteilig beeinflußt wird. Durch das erfindungsgemäße aus zwei nicht porösen Stoffen geeigneter Größe urv1 bestimmter Eigenschaften bestehende Gemisch entf;i!l· dagegen das Zerkleinern, um die gewünschte Mattie
v. rungswirkung und einen besonders gut reprodu/.ierb;: ren Glanzwert zu erzielen.
Beispiel A
In ein geeignetes Reaktionsgefäß mit Einrichtung·.;·· '■■■ zum Zu- und Abführen von Wärme. Messen de; Temperatur und Umrühren der Reaktionsm;is>e λιιπ1 eine Lösung eingefüllt, die O.JIt Gewichtstelle eine Natriumsal/es einer hochmolekularen ( ,irb">wme'ri>. Cellulose in I r>.7r> Gewichtstcilen W;r s"r relos! en'hi·. : /u dieser 1 osiinp wurden 22.Ί (ivwi'-htsteile ei" ■■ wiil.lrif'en <0%ujen Form-ilderivd I 'isuni· hin/iifeii..;· und die erhaltene Mischung a·1' "ine ! "niper.M'r :■<■ i.-tv.;; 7f! ( ew. ;int!i und ; ü N ··:■;;;■■!—!:■, ■·= ·, ■■ I ■■.:■;·■
auf einen pH-Wert von etwa 7 eingestellt. Unter Rühren wurden anschließend 9 Gewichtsteile Harnstoff zugesetzt. Nach der Harnstoffzugabe wurde die Kondensationsreaktion für eine Dauer von 3 Stunden fortgeführt, während die Temperatur der Reaktionsmischung bei etwa 700C und der pH-Wert bei einem Wert von etwa 7 gehalten wurden. Das danach erhaltene Vorkondensationsprodukt wurde auf eine Temperatur von etwa 500C abgekühlt und schnell mit einer ein Vernetzungsmittel enthaltenden Lösung vermischt, die 0,485 Teile SuIfaminsäure in 15,75 Teilen Wasser gelöst enthielt, das auf eine Temperatur von etwa 500C erwärmt wurde. Die Gelbildung erfolgte nach einer Zeitspanne von 12 Sekunden, in der die Temperatur der Reaktionsmischung auf etwa 65° C anstieg. Das Ge! wurde unter adiabatischen Bedingungen 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 65° C gehalten, dann in einem Granulatschneider bis auf eine Korngröße von etwa 1 bis 2 mm zerkleinert, in einem gleichen Wasservolumen aufgeschlämmt und mit Natriumcaibonat-Lösung auf einen pH-Wert von 7,5 neutralisiert. Der erhaltene Feststoff wurde durch Filtrieren abgetrennt, mit 60 Teilen Wasser gewaschen, bei 1100C in einem Heißluftstrom getrocknet, auf Raumtemperatur abgekühlt und in einer Mühle mit 20 000 Umdrehungen pro Minute deagglomeriert. Man erhielt 11,7 Gewichtsteile eines feinen, weißen, pulverigen, nicht porösen, unlöslichen, unschmelzbaren Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats mit einer spezifischen BET-Oberfiäche von 53 m2/g, im Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von 1 : 1,5. Das spezifische Gewicht des Kondensat betrug etwa 1,4 und seine Gießdichte lag bei etwa 60 Gramm pro Liter.
Beispiel B
In ein geeignetes Reaktionsgefäß mit Einrichtungen /um Zu- und Abführen von Wärme, Messen der Temperatur und Umrühren der Reaktionsmasse wurde eine Lösung eingefüllt, die 0,315 Gewichtsteile eines Natriumsalzes einer hochmolekularen Carboxymethylcellulose in 15,75 Gewichtsteilen Wasser gelöst enthielt. Zu dieser Lösung wurden 22,5 Gewichtsteile einer wäßrigen, 30%igen Formaldehyd-Lösung zugegeben, die erhaltene Mischung auf eine Temperatur von etwa 70°C erwärmt und mit Natriumhydroxidlösung au' einen pH-Wert von etwa 7 eingestellt. Anschließend wurden unter Rühren 9 Gewichtsteile Harnstoff hinzugefügt. Nach der Harnstoffzugabe wurde die Kondensationsreaktion unter Rühren 2 Stunden lang fortgeführt, während die Temperatur der Reaktionsmischung bei etwa 700C und der pH-Wert bei etwa 7 gehalten wurden. Das danach erhaltene Vorkondensat wurde auf eine Temperatur von etwa 500C abgekühlt und schnell mit einer ein Vernetzungsmittel enthaltenden Lösung, bestehend aus 0.441 Teilen Schwefelsäure in 15,75 Teilen Wasser gelöst, das auf eine Temperatur von etwa 50°C erwärmt wurde, vermischt. Die Gclbildung erfolgte nach einer Zeitspanne von 7 Sekunden, in der die Temperatur der Reaktionsmischung auf etwa 65nC anstieg. Das Gel wurde unter adiabatischen Bedingungen /wci Stunden lang bei einer Temperatur von 65°C gehalten, dann in einem (jranulatschncider bis auf eine Korngröße von etwa 1 bis 2 mm /erkleme: t. in einem gleichen Wasscrvolumer, aufgcschlammt und mit Natriumcarbonat-I.ösung auf einen pH-Wert von 7.r> neutralisiert. Der erhaltene Feststoff wurde abfiliriert. '"> Stunden lang bei I 10' C luftgetrocknet, auf Raumtemperatur abgekühlt und in einer Mühle mit 20 000 Umdrehungen pro Minute deagglomeriert. Man erhielt 13,6 Gewichtsteile eines feinen, weißen, pulverigen, nicht porösen, unlöslichen, r> unschmelzbaren Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats mit einer spezifischen BET-Oberfläche von etwa 31,8 m2/g im Mol verhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von 1 :1,5.
in Beispiel C
In ein geeignetes Reaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl mit Einrichtungen zum Zu- und Abführen von Wärme und Messen der Temperatur wurden 15,75 Gewichtstei-
Ii Ie Wasser und 22,5 Gewichtsteile einer wäßrigen 30%igen Formaldehyd-Lösung eingefüllt. Die Mischung wurde auf eine Temperatur von etwa 700C erwärmt und mit Natriumhydroxid-Lösung auf einen pH-Wert von 7 eingestellt. Anschließend wurden 9 Gewichtsteile
:o Harnstoff zugefügt und die Tempcu-oir der Reaktionsmischung bei etwa 700C und einem ^Η-Wert von 7 gehalten, während die Kondensationsreaktion 2 Stunden lang fortgeführt wurde. Anschließend wurde das erhaltene Vorkondensat auf eine Temperatur von etwa
y, 50°C abgekühlt und schnell mit einer einen Aushärtekatalysator enthaltenden Lösung, bestehend aus 0,485 Teilen Sulfamin-Säure in 15,75 Teilen Wasser gelöst. wobei die Lösung eine Temperatur von 500C hatte. Die Gelbildung trat nach etwa 12 Sekunden ein, bei der die
jo Temperatur der Reaktionsmischung auf etwa 60 bis 65JC anstieg. Das danach erhaltene Gel wurde unter adiabatischen Bedingungen etwa 2 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 65°C gehalten. Das erhaltene Gel wird anschließend in einem üblichen
j-, Granulatschneider bis auf eine Korngröße von etwa 1 bis 2 mm zerkleinert, in einer gleichen Menge an Wasser aufgeschlämmt und mit einer Natriumcarbonat-Lösung auf einen pH-Wert von 7,5 neutralisiert. Der erhaltene Feststoff wurde abfiltriert, 5 Stunden lang bei 110" C in
4" einem Heißluftstrom getrocknet und auf Raumtemperatur abgekühlt und in einer Mühle mit 20 000 Umdrehungen pro Minute deagglomeriert. Man erhalt 13,6 Gewichtsteile eines feinen, weißen, pulverigen, nicht porösen, unlöslichen, unschmelzbaren Harnstoff-
f, Formaldehyd-Kondensats mit einer spezifischen BET-Oberfläche von etwa 28,1 m2/g im Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von 1 :1,6.
Bei der Bestimmung der physikalischen Eigenschaften und der Wirksamkeit des erfindungsgemäßen
■>ii Gemisches wurden die folgenden Prüfverfahren bc nutzt.
Mahlfeinheit
μ Der Dispersionsgrad eines Pigmenter in einem Farbträger wird nach der ASTM-Norm D 1210-54 mit einer Hegman-Skala bestimmt, auf der die Mahlfeinheil von 0 bis 8 abgelesen werden kann.
Spiegelglanz
Der Miittierungsgrad oder die Diffusion des ι (-flektierten Lichtes an der Filmoberfläche wird ικ.Ηι der ASTM-Norm D 523-67 mit Hilfe eines Clan/ Meßgerätes der Firma Lockwood and McLorie, Modell |-J. bestimmt. Bei den Bestimmungen des Mattimingsgra des wird einfallendes Licht unter Winkeln von (>(). 20
und/oder 8T auf die Oberfläche einer weißen Glasplatte gerichtet, die einen Überzug eines trockenen Filmes mit eine Dicke von 0,0 38 mm aufweist. Wenn der Film eine perfekte Glan/.fläche besitzt, erfolgt die l.ichlreflexion an der Oberfläche mit t.\vv gleichen Intensität und unter dem gleichen Winkel wie das einfallende Licht im Gegensat/ zu einem ei;.s l.ieiit vollständig /erstreuenden nicht spiegelnden Film. I.in Vergleich der Inlensität des reflektierten I .ichtes mn der Intensität ties einfallenden Lichtes zeigt ilen Diffusions grad des reflektierten Lichtes und damit den Mattie rungsgrad an.
Scheinbare Viskosität (lirookfield)
Die scheinbare Viskosität wird je nach Viskositätgrad mittels eines Viskosimeter nach Hrooklieid bei .Spindelgeschwindigkeiten von 12 bis 30 bzw. 3 bis H) Umdrehungen pro Minute gemessen. Für Viskositatsbestimmung wurde ein Brookficld Rotationsviskosimeter. Modell LVT. der Brookfield Engineering Labs. Inc., of Stoughton, Massachusetts, verwendet. Der Absehe rungs-Ve-minderungs-lndex (S. T. I.), als Maß für die Abscherempfindlichkeit einer Probe wird durch die Messung der scheinbaren Brookfield-Viskositäten der Probe bei zwei verschiedenen Spindelgeschwindigkei ten bestimmt. Daraus wird der Abscher-Vcrminderungs-lnciex einfach dadurch erhalten, daß der bei der kleineren Spindelgeschwindigkeit gemessene Viskosi· tatswvrt <l μ 11 h den \ iskositalsweri bei der tioheie: Spmdelgesi'h·.«. indiL'keit geteilt und
I)H' in der tabelle I aufgeführten Lacke ir ; wasserlöslichen, bei Erwärmung aushärtenden poUmr ren Ai r\l\ erbindungen, die verschiedene Anlcüe ι
erfindiingsgeniäl.len Matiieningsgeniisches enth.i!'.
wurden nach folgender Vorschrift hergestellt. In ■>■ geeignetes Κι.'.ΓκΙΐ'ΜΓιμο!ίϋ\ wurde rtnc i osnn^' mil Vy'< I estsiolfgehali .in wasserlöslichem, bei Erwärmung atishärtendem, polvmerem Acrvlharz eingefüllt, /ι diesel I OSiHH'wurden [sonropvlalkohol als l.osiincsmit tel. das mehl poröse, feiinerteilte. ji;-mentformigi. I larnstoff-lormaldehvd kondensat des Ue.-piels A urn ein nicht poröses, pyrogen hergestelltes SiliLiiimdn >\κ mit einer mittle"en I Viii. hermroHe son etwa D.ii' fvilkron. einer spe/niseheri ηί. ΐ -ί }i>cr ίϊ<κ ru νι>; ήί iv-- i (bestimmt nach der Mrnnauer Ijnnieu ■ Feller-Methodc beschrieben im »|ournal of the ,American Che:i'ica Sficietv«. Hand bO. Seite 30), |U38) zugegeben. I).,· Kondensat hatte eine Dichte von 1.12 g/cm', en- · Gliihverlust bei 1000 ( von 0.5'Vo und einen Siliciumdi oxid-Ciehall von 19.8%. Die Mischung wurde anschhe Bend in einem Waring-Mischer mit 20 000 IJmdrehim gen pro Minute gerührt, um eine gleichmäßigt Dispersio:. /u erzielen. Anschließend wurden dit Mahlfeinheit, die scheinbaren Viskositäten und de Matticrungsgrad bestimmt. Die Versuchsergcbnisst sind in der folgenden Tabelle I angegeben.
Tabelle 1
/usamniensetzimt
((iranimi
Beispiel I*) Beispiel J" ι Beispiel }*) Beispiel 4*) Beispiel 5*1 Beispiel d'
Acrylharzlösung 200 - 2Oi) 50 50 150
(55% FcststofTgehalt)
Kw 50 51 144
Pyrogen hergestelltes Silicium 17,5 11.7 -
dioxid 100
HarnstofT-Formaldehyd-Pigment 15.5 10.3 -
Zusammensetzung - 97 100 -
nach Beispiel I
Zusammensetzung - 34,85 - - 97 97
nach Beispiel 3 47
Prozent Feststoffe 35.75 33.93 31.62 30.51 29.52
Gew.-"'« I larnstolT-Formaldehyd- 47 25 47 47 47 47
Kondensat im Mattierungsmittel
Gramm Mattierungsmittel 30 4.5 20 15 !0 s
auflOOgHarz-Feststofr
Mahlfeinheit 4,5 5 5 5.5
Scheinbare ßrookfield-Viskosität
12 Umdrehungen/Min. 2410 1330
30 Umdrehungen/Min. 1244 688
Abscher-Vermindemngs-Index 1,94 1.93
Spiegelglanz-Werte 21,8
(Mittel aus zwei Messungen) 18.7
Einfallswinkel 60° 16.9 4,1 29.3 32.3 45.7 78,1
Einfallswinkel 85° 11.5 36.1 29.8 44,5 72.9
Einfallswinkel 20° 2.5 7 9.4 17,9 51,7
*) Die Mischungen wurden mit einer Geschwindigkeit von 20000 Umdrehungen/Min, gerührt.
Die Krgebnisse tier Mahlfeinheit /eigen, daß cine gute Dispersion fur l.acke mit geringem Cilan/. erhalten wurde. Aus den aufgeführten Daten wird deutlich, daß der gewünschte Cilan/ durch Erhöhen oder Vermindern des Ciemischanteils des Mattierungsmittel* eingestellt werden kann, was aus den in Tabelle I angegebenen Werten "indeutig /ti erkennen ist. Hin weiterer großer Vorteil liegt darin, daß das übliche Vermählen in der Kugelmühle oder das Zerkleinern beim Kinrühieii /um Dispergieren des Matlierungsmittcls entfällt. Die angegebenen Cilan/werte sind Mittelwerte aus zwei beobachteten Werten, die sich durch eine hohe Reproduzierbarkell auszeichnen.
10
Beispiele 7 — 9
fiine nach dem Verfahren von Beispiel I hergestellte Mischung wurde in einem Waring-Mischer, etwa mit 20 000 Umdrehungen pro Minute, gerührt, wobei die Mischung wasserlösliches Acrylharz, Isopropylalkohol, pyrogcn hergestelltes Siliciumdioxid und nicht poröses, pigmentartiges Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat des Beispiels A enthielt, das eine spezifische BF.T-Oberfläche von 53 m2/g hatte und ein Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von I il,.1) aufwies. Die erhaltenen [Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle Il aufgeführt.
Tabelle Il
/ usiiniinensci/unu Heispiel 7 Beispiel 8 ISeispiel')
(liramnii
Acrylhar/Iösung 200 200 200
Isopropylalkohol 167 167 167
l'yrogen hergestelltes Siliciumdioxid 33 25 17,5
llarnstolT-Fornialdehvd-Kondensat - 8 15,5
l'ro/enl Feststoffe 35,75 35.75 35.75
Gew.-1O llarnstoH-lomialdehvd-Kondensat 0 25 47
im Mattierungsmittel
Scheinbare BrooklieId-Viskosität
6 Umdrehungen/Min. 32 600 18 400 5 640
60 Umdrehungen/Min. 3 860 2310 1024
Absehe r-Vermin der ungs-Index 8,4 8 5,5
C'rramm Mattierungsmittel auf K)Ou llar/- 30 30 30
Feststoff
Spiegclglanz-Werte*)
(Mittel aus zwei Messungen)
F.inlallswinkel 60°
Finfallswinkel 85°
F.intallswinkel 20°
*) Die Spiegelglan/werte sind Mittelwerte aus jeweils /wei gut reproduzierbaren (ilan/werten
31.7 23,3 16,4
76,1 29,5 10,6
31 5,1 2,5
Die Versuchsergebnisse der Tabelle Il /cij'cn.daß der Mattierungsgrad leicht durch Veränderung ucs Verhältnisses der zwei Komponenten des Mattierungsgcmi sches eingestellt werden kann.
Das erfindungsgemäße Gemisch aus nicht porösem, unschmelzbarem, unlöslichem, feinverteiltem I larnstoff-[Ormaldehyd-Kondensat und aus nicht porösem, pyrogen hergestellten Siliciumdioxid besitzt als mattierender Füllstoff gute Absetz- und Dispersionseigenschaften bei Verwendung in ein filmbildendes organisches Polymer und ein Lösungsmittel enthaltenden I Jber/ugsmitteln.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Mattierungsmittel aus einem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat und feinverteiltem Siliciumdioxid, ■> dadurch gekennzeichnet, daß es aus 20bis 80 Gewichtsprozent eines nicht porösen, unschmelzbaren, unlöslichen, feinverteilten Kondensats aus Harnstoff und Formaldehyd im Violverhältnis von 1 :1 bis 1 :2 mit einer spezifischen BET-Oberfläche in von 5 bis lOOmVg und 80 bis 20 Gewichtsprozent eines pyrogen hergestellten nicht porösen Siliciumdioxids mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 bis 100 m2/g besteht
2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekenn- η zeichnet, daß das Kondensat eine spezifische BET-Oberfläche von 53 mVg hat.
3. Gemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliciumdioxid eine spezifische BET-Oberfläche von 50 m2/g hat. :<>
4. Verwendung eines Gemisches nach Anspiuch 1 bis 3 als mattierender Füllstoff in ein filmbildendes organisches Polymer und ein Lösungsmittel enthaltenden Überzugsmitteln.
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