DE2305023A1

DE2305023A1 - Mattierungsmittel fuer lacke

Info

Publication number: DE2305023A1
Application number: DE2305023A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Bronstert; Lieselore Grah; Hans Dr Klug; Dietrich-Wolfgang Dr Mueller
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1973-02-02
Publication date: 1974-08-08
Also published as: NL7401369A; ATA81374A; US3883458A; FR2216337B3; BE810559A; FR2216337A1

Description

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Unser Zeichen: O.Z. 29 687 Ls/Ja 67OO Ludwigshafen, 31. 1. 1973

Mattierungsmittel für Lacke

Die vorliegende Erfindung betrifft Mattierungsmittel für Lacke, die durch Modifizieren von Polyolefinwachs mit Vinylaromaten und o6,ß-olefinisch ungesättigtem Dicarbonsäureanhydrid bei höheren Temperaturen erhalten worden sind.

Als Mattierungsmittel für Lacke haben verschiedene Stoffgruppen technische Anwendung gefunden, wie z. B. kolloidallösliche Aluminium- oder Zinkverbindungen, Wachse und chemisch modifizierte Naturstoffe.

Die in organischen Lacklösungsmitteln unlöslichen Mattierungsmittel müssen vor ihrer Einarbeitung in den Lack zumeist umständlich vorbehandelt werden. So ist es häufig erforderlich, sie zunächst zu quellen und im gequollenen Zustand mit Lösungsmitteln anzureiben, damit sie sich fein verteilen lassen.

In der deutschen Patentschrift 1 059 13^· ist die Verwendung von feinkristallinem Polyäthylen für die Lackmattierung beschrieben. Die zur Erzielung des erwünschten Mattierungseffektes erforderliche feine Partikelgröße wird erzielt, indem man das Polyäthylen aus einer Lösung in Aromaten - z. B. 5 % in Xylol-Toluol-Gemisch - durch Zugabe der anderen Lackbestandteile und/oder von Nichtlösungsmitteln in mikrokristalliner Form ausfällt. Von erheblichem Nachteil ist dabei die Verwendung großer Mengen leicht brennbarer aromatischer Solventien, die die Formulierungsmöglich keiten einengen und bei ihrer Verdampfung zu einer unerwünscht großen Belastung der Umwelt führen.

Man hat daher auch versucht, die Polyolefine den Lacksystemen in gemahlener Form zuzusetzen (z. B. Polypropylen wie es in der deutschen Patentschrift 1 246 916 beschrieben ist). Damit läßt? sich jedoch keine hinreichend gleichmäßige Verteilung erreichen, so daß aus den Lacken nur unbrauchbare Überzüge mit grober Ober-

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fIac henstruktur erhalten werden. Die pulverisierten Polyolefine neigen darüber hinaus bei der lagerung zu irreversiblen Verklumpungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Mattierungsmittel aufzuzeigen, die auf einfache Weise reproduzierbar herzustellen sind und nicht die oben geschilderten Nachteile aufweise.

Diese Aufgabe kann überraschenderweise dadurch gelöst werden, daß man als Mattierungsmittel Wachse auf Polyolefinbasis verwendet, die bei höheren Temperaturen mit Vinylaromaten und Maleinsäureanhydrid, das teilweise auch durch et,ß-olefinisch ungesättigte Monocarbonsäuren ersetzt sein kann, modifiziert und in üblicher Weise in feinpulverige Form überführt worden sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Mattierungsmittel für Lacke, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Umsetzung eines Wachses auf Polyolefinbasis (A) mit einem Vinylaromaten (B) und einem copolymerisierbaren ^, ß-olefinisch ungesättigten Dicarbonsaureanhydrxd (C), das gegebenenfalls teilweise durch mindestens eine o6jß-olefinisch ungesättigte Monocarbonsäure ersetzt ist, wobei das Molverhältnis von (B) zu (C) zwischen 0,7 : 1 bis 1 : 0,7 liegt und die Summe der Gewichtsmengen (B) + (C) 2 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefinwachs (A) beträgt, bei Temperaturen von 100 bis 200⁰C, gegebenenfalls in Gegenwart üblicher radikalliefernder Polymerisationsinitiatoren, erhalten worden sind.

Besonders bevorzugt sind solche Mattierungsmittel, für deren Herstellung Polymerisate des Äthylens und/oder Propylens mit Molekulargewichten zwischen 800 und 25 000, vorzugsweise zwischen 2000 und 20 000 als Komponente (A), Styrol als Komponente (B) und Maleinsäureanhydrid oder ein Gemisch aus Maleinsäureanhydrid mit Acrylsäure und/oder Methacrylsäure verwendet werden, und die Summe der Gewichtsmengen (B) + (C) 6 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf die Komponente (A), beträgt.

Aus den erfindungsgemäßen modifizierten Wachsen lassen sich nach üblichen Methoden auf einfache Weise feinteilige Pulver herstel-

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len, die beliebigen Lacksystemen ohne weiteres trocken zugemischt werden können. Die mit den erfindungsgemäßen Mattierungsmitteln versehenen Lacke sind sehr lagerbeständig und ergeben gleichmäßige Lackierungen mit geringer Oberflächenreflexion. Seidenmatte Lackierungen erhält man, wenn man zwischen 0,1 und 10 % Wachs- -pulver, bezogen auf festes Bindemittel einrührt. ,

Die anderen Lackeigenschaften werden durch den Zusatz der erfindungsgemäßen Mattierungsmittel nicht negativ beeinflußt.

Über die Aufbaukomponenten des erfindungsgemäßen Mattierungsmittels ist folgendes auszuführen:

(A) Geeignete Wachse auf Polyolefinbasis sind die üblichen PoIyolefinwachse, insbesondere Wachse auf Basis Polypropylen, Polyäthylen, A'thylen/Propylenmischpolymerisaten, Äthylen/ Kohlenmonoxid-Mischpolymerisaten sowie Gemisch dieser Polymerisate. Bevorzugt als Komponente (A) geeignet sind Wachse auf Basis Polypropylen und Polyäthylen, die Molekulargewichte zwischen 800 und 25 000, insbesondere zwischen 2000 und 20 000 aufweisen.

(B) Geeignete Vinylaromaten (B) sind z. B. substituierte Styrole, wie Vinyltoluol, 3-Chlorstyrol und Isopropenylbenzol sowie vorzugsweise Styrol.

(C) Geeignete copolymerisierbare qC,ß-olefinisch ungesättigte Dicarbonsäureanhydride sind insbesondere solche mit 4 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Maleinsäureanhydrid, Methylmal einsäur eanhydr id und Itaconsäureanhydrid,vorzugsweise Maleinsäureanhydrid. Diese können teilweise, z. B. bis zu 35 Molprozent, durch oC,ß-olefinisch ungesättigte Dicarbonsäuren, wie z. B. Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure,Mesaconsäure und Citraconsäure, sowie copolymerisierbare oC,B-olefinisch ungesättigte Monocarbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen wie z. B. Acrylsäure und Methacrylsäure oder deren Gemische ersetzt sein.

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Die Komponenten (B) und (c) werden zweckmäßigerweise in einem Molverhältnis von 0,7 : 1 bis 1 : 0,7, vorzugsweise 0,9 : 1 bis 1 : 0,8 zur Modifizierung der Komponente (A) eingesetzt.

Komponente (A) wird zweckmäßigerweise mit 2 bis 50, vorzugsweise 6 bis 35 Gewichtsprozent der Gesamtmenge der Komponenten (B) + (C), bezogen auf das Gewicht der Komponente (A), modifiziert.

Die Umsetzung von (A) mit (B) und (C) erfolgt im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 100 und 200 C, vorzugsweise 120 bis l80 C. Gegebenenfalls können übliche radikalliefernde Polymerisationsinitiatoren, wie z. B. Benzoylperoxid und Dicumylperoxid oder οο,ίΟ' -Azobisisobutyronitril mitverwendet werden.

Geeignete Verfahren zur Herstellung derartiger Umsetzungsprodukte können beispielsweise den DOS 2 108 749 und DOS 2 023

entnommen werden. Die Herstellung geeigneter modifizierter Wachse ist auch der Patentanmeldung P 23 03 745.8 zu entnehmen.

Für die Umsetzung der Komponente (A) mit Komponente (B) und (C) können die Einzelkomponenten in beliebiger Reihenfolge miteinander vermischt werden, es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, zunächst Komponente (A) mit Komponente (C) gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur zu vermischen und dann erst Komponente (B) zuzufügen.

Die modifizierten Polyolefinwachse werden erfindungsgemäß als Mattierungsmittel verwendet und lassen sich nach üblichen Methoden in die gewünschte feinpulverige Form überführen. So können sie beispielsweise in einer Strahlmühle in feines Pulver zerteilt werden. Andere geeignete Methoden zur Herstellung feiner Pulver sind ferner das Verdüsen aus der Schmelze oder Fällen aus Lösung und anschließendes Trocknen. Grundsätzlich sind zur Herstellung der erfindungsgemäßen feinpulverigen Mattierungsmittel alle Verfahren geeignet, mit denen hinreichend feinteilige Pulver, vorzugsweise mit einer Teilchengröße unter 10 /U-, hergestellt werden können.

Die erfindungsgemäßen Mattierungsmittel können in Form ihrer

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Pulver direkt den Lacken zugemischt werden; sie können jedoch auch,wie bei anderen Mattierungsmitteln üblich,z. B. zusammen mit Lösungsmitteln, Weichmachern und/oder Harzlösungen bzw. deren Gemischen mit den Lacken vermischt werden.

Es ist auch denkbar, in Bezug auf das Wachs hochprozentige Pasten in Weichmachern oder Harzen bzw. Harzlösungen herzustellen, die als solche unbeschränkt lagerbar sind und dem Lack erst kurz vor Gebrauch zugemischt werden.

Die erfindungsgemäßen Mattierungsmittel können auch im Gemisch mit anderen in der Lackindustrie zur Erzielung besonderer Effekte üblichen Substanzen, wie z. B. zusammen mit ungepfropften Polyolefinwachsen, mit natürlichen Wachsen, wie z. B. Carnaubawachs, sowie Estern und/oder Amiden langkettiger Carbonsäuren, vorzugsweise solcher mit 10 bis J50 Kohlenstoffstomen, angewandt werden.

Auch können Kombinationen mit anorganischen Mattierungsmitteln wie feindispersen Kieselsäuren, Mg-Silikaten, Al-Silikaten usw. interessant sein. In diesen Kombinationen erfüllt das Pulverwachs noch zusätzlich die Punktion eines Antiabsetzmittels.

Die erfindungsgemäßen Mattierungsmittel werden je nach dem gewünschten Mattierungseffekt im allgemeinen in Mengen von 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Peststoffgehalt des Lackes, zugesetzt.

In sogenannten Strukturlacken, Reißlacken usw. kann der Wachsgehalt sogar bis auf ca. 30 % angehoben werden.

Die erfindungsgemäßen Mattierungsmittel eignen sich im wesentlichen für alle üblichen Lacke, die im allgemeinen organische Lösungsmittel, wie z. B. aliphatisch^ und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol, Xylol, Testbenzin und Zaponbenzin, Alkohole, wie z. B. Äthanol, Isopropanol und Butanol, Ester wie z. B. Ä'thylacetat, Butylacetat, Methylglykolacetat und Äthylglykolacetat, Äther wie z. B. Dimethylglykol,

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Diäthylglykol, Propyldlglykol und Butyldiglykol, Ketone, wie z.B. Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon und/oder Wasser, sowie Gemische der genannten Lösungsmittel enthalten.

Auch als Bindemittel enthalten die Lacke, für die das erfindungsgemäße Mattierungsmittel vorteilhaft anzuwenden ist, die üblichen, beispielsweise Aminoplastharze, wie z. B. Harnstoff-, Melamin- oder Benzoguanamin/Formaldehyd-Harze, die gegebenenfalls mit Alkoholen veräthert oder durch entsprechende Modifizierung plastifizie^ert/s\^Snd, xfltydharze sowie ölmodifizierte Alkydharze, wie z. B. Leinöl-, Rizinus- bzw. Tallöl-modifizierte Phthalatharze, Polyurethane wie z. B.Kombinationen von, gegebenenfalls verkappten, Polyisocyanaten, vorzugsweise Di- oder Triisocyanaten mit Polyesterpolyolen, Polyätherpolyolen oder hydroxylgruppenhaltigen Polymerisaten (z. B. Desmophen^esmodur-Kombinationen der Farbenfabriken Bayer AG, Leverkusen, bzw. ^umitoi-Marken der BASF), Lackbindemittel auf Polymerisatbasis z. B. Vinylchlorid-Mischpolymerisate, wie Vinylchlorid/Vinylisobutyläther-Mischpolymerisate, wie z. B. die '^aroflex-Marken der BASF, Vinylchlorid/Vinylester- z. B. Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, (MethjAcrylsäureestercopolymerisate, Nitrocellulose in Kombination mit Harzen aller Art, z. B. Acrylatharzen (z. B. ®Acronal-Marken der BASF) sowie gegebenenfalls Gemische der genannten Bindemitteltypen.

Die erfindungsgemäßen Mattierungsmittel kommen sowohl für Klarlacke als auch für pigmentierte Lacke, die z. B. die üblichen Pigmente, wie Titandioxid, Rutil oder Anatas, Zinkweiß, Oxidpigmente, wie z. B. Chromgelb, %eliogen-Marken, Verschnittmittel wie BaSO₂,, Talkum, Dolomit, Kieselsäuren, Mg- und Al-Silikate usw. enthalten, in Frage.

Die Weiterverarbeitung der Lacke erfolgt nach üblichen Methoden.

Die Lacke enthalten gegebenenfalls weitere in der Lackindustrie übliche Zusätze und Hilfsmittel, wie z. B. Verlaufmittel, lösliche Farbstoffe, Silikonöle, Tenside, Pigmentbenetzungsmittel wie

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Sojalecithin, Entlüftungshilfsmittel, Thixotrop!emittel, Katalysatoren, Aktivatoren, Regulatoren für die Oberflächenspannung sowie die elektrische Leitfähigkeit. Die Vorarbeitung der Lacke erfolgt in üblicher Weise.

Gegenüber bekannten Mattierungsmittel zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mattierungsmittel insbesondere dadurch aus, daß* das Mattierungsmittel ohne äußere Krafteinwirkung durch einfaches Einrühren in einen Zustand optimaler Dispersion übergeht und weder selbst noch in Kombination mit Pigmenten und Füllstoffen zur. Flockulation oder Agglomeration neigt. Es setzt nicht ab und wirkt im Gegenteil auf zum Absetzen neigende andere Lackbestandteile als Schwebemittel.

Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente sind Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozente.

Beispiel 1

Zweikomponentenlack (polar)

100 Teile eines handelsüblichen elastifizierten Harnstoffurethanharzes z. B. ®Plastopal BT (Hersteller: BASF) ca. 60 % in Äthanol,

38 Teile Äthanol/Äthylglykol 2 : 1
0,4 bis 0,8 Teile Silikonöl A (Hersteller: Bayer, Leverkusen)

1 % in Toluol
0 bis 0,8 Teile einer feindispersen Kieselsäure z. B.

Aerosil 380 (Hersteller: Degussa, Wolfgang)

4 Teile Polyäthylenwachs mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 20 000, gepfropft bei Temperaturen von 120 bis 180 C mit 22,5 % einer äquimolaren Mischung von Styrol und Maleinsäureanhydrid 12 Teile HCl 10 $ig in Äthanol.

Die Auftragsmenge beträgt ca. 40 bis 80 g/m mit Spritzpistole. Der Anstrich ist staubtrocken nach ca. JO Minuten, stapelfest nach ca. 2 Stunden. Er zeigt extrem niedrige Oberflächenreflexion, ist hart, kratzfest und flexibel.

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Beispiel 2

Einkomponentenlack (mittelpolar)

12 Teile Nitrocellulose N 24 (butanolfeucht) 12 Teile des plastifizierten Harnstoff/Formaldehyd-Harzes Plastopal AT, 60 folg, in Butanol

8 Teile des plastifizierten Harnstoff/Formaldehyd-Harzes Plastopal AW

30 Teile Äthylglykol
24 Teile Toluol
50 Teile Butylacetat
2 Teile H^PO₂₁
2 Teile Polypropylenwachs, gepfronft mit 20 Gew.% einer äquimolaren Mischung von Styrol und Maleinsäureanhydrid 0 bis 2 Teile anorganisches Mattierungsmittel, z. B. OK 412 (Hersteller; Degussa,Wolfgang)

Die Auftragsmenge mit Spritzpistole oder Gießmaschine liegt

ρ
unter 100 g/m . Ohne OK 412 resultiert ein tiefes Seidenmatt, mit OK 412 eine stumpfmatte Oberfläche, die außerordentlich hart und kratzfest ist. Der Auftrag ist innerhalb von ca. 15 Minuten staubtrocken und nach 1 bis 2 Stunden verpackungsfest.

Beispiel 3

Kunstharzlack (unpolar)

100 Teile eines lufttrocknenden Alkydharzes, z. B. %lkydal L

(Hersteller; Bayer, Leverkusen) .60 $ig in Testbenzin 2 Teile Co/Pb/Mn-Sikkativ, 25 ^ig
0,5 Teile eines handelsüblichen Hautverhinderungsmittels z. B.

®Luaktin (Hersteller: BASF)
50 Teile Testbenzin

4 bis 8 Teile Pulverwachs, bestehend aus 25 Gew.% Polyäthylen-. wachs, gepfropft mit 40 Gew.% einer äquimolaren Mischung von Styrol und Maleinsäureanhydrid, 25 Gew,$ Äthylen-bis-stearinamid und 50 Gew.% Polypropylenwachs,
0,2 bis 0,6 Teile OK 412 (Hersteller: Degussa, Wolfgang)

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Der Lack wird mit Pinsel oder Spritzpistole aufgetragen und ergibt eine harte, kratzfeste Oberfläche mit geringer Reflexion. Er ist nach ca. 1 Stunde staubtrocken und nach 24 Stunden durchgetrocknet. Der Zusatz von OK 412 dient hier zur Thixotropierung und hat keine Funktion als Mattierungsmittel.

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Claims

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Patentanspruch

Mattierungsmittel für Lacke, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Umsetzung eines Wachses auf Polyolefinbasis (A) mit einem Vinylaromaten (B) und einem copolymerisierbaren o6,ß-olefinisch ungesättigten Dicarbonsaureanhydrid (C), das gegebenenfalls teilweise durch mindestens eine ©c-, ß-olefiniseh ungesättigte Monocarbonsäure ersetzt ist, wobei das Molverhältnis von (B) zu (C) zwischen 0,7 2 1 bis 1 : 0,7 liegt und die Summe der Gewichtsmengen (B) + (C) 2 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefinwachs (A) beträgt, bei Temperaturen von 100 bis 200⁰C gegebenenfalls in Gegenwart üblicher radikalliefernder Polymerisationsinitiatoren, erhalten worden ist.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

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