DE2309517A1 - Verwendung von ultrafeinen natuerlichen calciumcarbonaten als fuellstoffe in lacken und farben - Google Patents

Verwendung von ultrafeinen natuerlichen calciumcarbonaten als fuellstoffe in lacken und farben

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DE2309517A1 DE19732309517 DE2309517A DE2309517A1 DE 2309517 A1 DE2309517 A1 DE 2309517A1 DE 19732309517 DE19732309517 DE 19732309517 DE 2309517 A DE2309517 A DE 2309517A DE 2309517 A1 DE2309517 A1 DE 2309517A1
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Description

Verwendung von ultrafeinen natürlichen Calciumcarbonaten als Füllstoffe in Lacken und Farben
(Zusatz zu DT-PS Patentanmeldung P 22 51 Ο99·2)
Das Hauptpatent DT-PS (Patentanmeldung
P 22 51 099.2) betrifft eine Mühle zur Vermahlung von Mineralien, die als Pigmente oder Füllstoffe verwendet werden, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mahlkörper aus 30 bis 70 Gew.% Zirkonoxid, 0,1 bis 5 Gew.% Aluminiumoxid und 5 bis 20 Gew.% Siliciumoxid bestehen.
Diese Mühle ermöglicht es, ultrafeine Mineralien herzustellen. So kann z. B. Kreide aus Kokkolithenschalen ultrafein vermählen werden.
409838/0902
Die Verwendung von natürlichem Calciumcarbunat als Füllstoff in Lacken und Farben ist bereits bekannt. Nachdem die feinsten bisher bekannten natürlichen Calciumcarbonate einen mittleren statistischen Teilchendurchmesser von 2 bis 4 um und einen oberen Schnitt von 10 bis 20 inn besitzen, ist ihre praktische Verwendbarkeit beschränkt; auf manchen Gebieten, z. B. bei der Herstellung von glänzenden Decklacken, werden praktisch überhaupt keine natürlichen Calciumcarbonate verwendet.
Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, künstliche Calciumcarbonate oder auch andere Mineralien einzusetzen, die durch Fällung oder andere geeignete Verfahren hergestellt wurden. Diese Füllstoffe weisen insbesondere den Nachteil auf, dass sie wegen ihrer vergleichsweise komplizierten Herstellungsweise nur für Spezialzwecke Verwendung finden können und durch ihre nadeiförmige Struktur einen sehr hohen Bindemittelverbrauch verursachen.
Jahrelange umfangsreiche Reihenversuche mit Calciumcarbonaten unterschiedlichster Feinheitsgrade und geologischer Herkunft wurden auf ihre Verwendbarkeit als Füllstoffe in Lacken und Farben untersucht, überraschenderweise wurde dabei nunmehr in weiterer Ausbildung der Erfindung nach dem Hauptpatent
DT-PS (Patentanmeldung P 22 51 099·2) gefunden, dass
ultrafeine natürliche Calciumcarbonate mit einem mittleren statistischen Teilchendurchmesser von 0,5 bis 0,7 Vim und einem
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23U9517
oberen Schnitt von 3 bis 4· um als Füllstoffe in Lacken und Farben verwendet werden können.
Vorzugsweise eignen sich als natürliche Calciumcarbonate Kreide aus Kokkolithenschalen oder kristalliner Calcit.
409838/0
23Uy i; 1 7
Vorzugsweise eignen sich diese Calciumcarbonate als i^üllstoffe in Glanzlacken, Tauehgrundierungen, Tapetenfarben und Innendispersionsf arben.
Glanzlacke:
Zur Herstellung von gläzenden Decklacken werden praktisch keine Calciumaarbonate verwendet, da die handelsüblichen Produkte den Glanz und die Schleierbildung dieser Decklacksysteme negativ beeinflussen. Langwierige und umfangreiche Untersuchungen haben nun ergeben, dass die erfindungsgemässen ultrafeinen natürlichen Calciumcarbonate zur Herstellung von glänzenden Decklacken eingesetzt werden können.
In den folgenden Ausführungsbeispielen werden handelsübliche Calciumcarbonate mit dem erfin dung sgemä ssen ultrafeinen natürlichen Calciumcarbonat (im folgenden als Produkt A bezeichnet) in einem Malerlack und in einem Einbrennlack verglichen.
Beispiel 1:
In einem Malerlack, gemäss nachstehender Rezeptur, wurde ein Calciumcarbonat mit einem mittleren Durchmesser von 4- u und einem oberen Schnitt von 20 u (Produkt B) mit Produkt A auf Glanz und Schleierbildung untersucht.
0 9 B ?■ '-■ I Π 9 η "
Prüfrezeptur:
500,0 GT Plusol DL 75 hv 80%ig in Lackbenzin
280,0 " Titandioxid, rutil. 5,0 " Texaphor 4,0 " Octa-Soligen Co 6 % 10,0 » Octa-boligen Ca 4 %
8,4 " Octa-ßoligen Pb 24 % 10,0 " Siliconöl A 1%ig in Toluol
4,0 " Additol XL 297 55 % 178,6 " Lackbenzin
1000,0 GT
Die Pigmentvolumenkonzentration betrug 15j2 %. Der Titandioxidanteil wurde jeweils zu 50 Vo 1% durch die Produkte A und B ersetzt. Durch diese Massnahme blieb die Pigmentvolumenkonzentration der Rezeptur unverändert.
Die Messung der Glanzwerte sowie die Beurteilung der Schleierbildung erfolgte nach vierwöchiger Lagerung der Aufstriche. Die erhaltenen Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.
vo 1 .% TiO2 A Tabelle I: % Glanzschleier
vo 1 .% TiO2 ■ % kein
vo 1 .% Produkt B Glanz kein
vo 1 .% TiO2 100
vo 1 .% Produkt 100 %
Piemen tzusammensetzunp; sehr stark
100
50 85
+ 50 9838/09O-1
50
+ 50
Die Vergleichsuntersuchungen zeigen, dass 50 vol.% des eingesetzten T1O2 in einem Malerlack durch das erfindurigsgemäss hergestellte Calciumcarbonat ersetzt werden kann, ohne Glanzverlust oder ßchleierbildung zu bewirken. Eine Rezeptur unter Verwendung von Produkt A ist zudem wesentlich wirtschaftlicher.
Beispiel 2:
In einem Einbrennlack nachstehender fiezeptur wurde Produkt A verglichen mit einem Calciumcarbonat mit einem mittleren Durchmesser von 2 ai und einem oberen Schnitt von 8 u. · (Produkt C). Es wurden ebenfalls 50 vol.% des Titandioxides durch die Produkte Δ und C ersetzt.
Prüfrezeptur:
500,0 GT Alkydal F 291, 60%ig in 2ylol 160,0 " Map renal HP, 55#ig 310,0 " Titandioxid, rutil
3,0 " Octa-Soligen Ca 4 flüssig 4,0 " Siliconöl A, 1%ig in Toluol 13,0 " Butanol 10,0 " Polysolvan 0
1000,0 GT Die Pigmentvolumenkonzentration betrug 16,4 %.
Die Messung der Glanzwerte sowie die Beurteilung der Schleier bildung erfolgte nach einer Einbrennzeit von 30 Minuten während I3O0 C. Die erhaltenen Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.
409838/090?
- & -
Tabelle II:		 Glanz Glanzschleier
PiKmentzusammensetzunK 100 %
100 %		 kein
kein
100 vol.% TiO2
50 vol.% TiO2
+ 50 vol.% Produkt A
50 vol.% TiO2 + 50 vol.% Produkt C
92
stark
Auch diese Untersuchung ergab, dass das Produkt A in einem glänzenden Decklack eingesetzt werden kann, ohne den Glanz zu beeinflussen oder Schleierbildung hervorzurufen.
TauchKrundierunRen:
Tauchgrundierungen sind Beschichtungssysteme mit besonders niedriger Viskosität - im allgemeinen mit weniger als 20 sek. Auslaufzeit im DIN-4-Becher. Sie haben besondere Bedeutung als Eostschutzgrundierungen im Automobilbau gefunden, wo ganze Gehäuse und Karrosserieteile in entsprechend gross dimensionierten Becken durch Eintauchen beschichtet werden.
Zur Herstellung dieser Grundierungssysteme können nur Pigmente und Füllstoffe mit ausgezeichneten Schwebevermögen Verwendung finden, damit die Sedimentation wirkungsvoll verhindert wird. Gleichzeitig wird von den eingesetzten Pigmenten und Füllstoffen eine einwandfreie und glatte Filmoberfläche gefordert, die weder eine Nachbehandlung durch Schleifen verlangt noch Glanzverminderung eines später aufgebrachten Decklackes verursacht.
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23ÜSo17
Langwierige und umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, dass die Sedimentation von (alciumcarbonaten mit den erfindungsgemässen ultrafeinen natürlichen Calciumcarbonaten verhindert werden kann.
Kombinationen der erfindungsgemäss hergestellten Calciumcarbonate mit Aktivpigmenten zeigen in Tauchgrundierungen neben hervorragendem Schwebevermögen auch verbesserte Korrosionsbeständigkeit der Filme und ergeben zudem eine höhere Wirtschaftlichkeit. Die erhaltenen Filme zeichnen sich durch einwandfreie Oberfläche aus, die auch ungeschliffen den Glanz eines später aufgebrachten Decklackes nicht beeinträchtigen und damit den Forderungen nach einem rationellen Lackiervorgang gerecht werden.
Tap e tenfarben;
Zur Herstellung von Tapetenfarben wurden bisher natürliche Calciumcarbonate mit einem mittleren statistischen Teilchendurchmesser von 2 bis 4 Aim und einem oberen Schnitt von 10 bis 20 um verwendet. Für besonders hochwertige Tapetenfarben wurden auch wie eingangs erwähnt, bereits gefällte Calciumcarbonate in Kombination mit Titandioxid verwendet
Durch die Verwendung der erfindungsgemässen ultrafeinen natürlichen Calciumcarbonate ist es nunmehr möglich geworden, die
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23Ü9617
Verwendung gefällter Calciumcarbonate zu vermeiden und Tapetenfarben mit höherem Deckvermögen und besserer Bedruckbarkeit herzustellen. Darüber hinaus ist es bei der Verwendung der erfindungsgemässen Calciumcarbonate möglich, den Titandioxidanteil zu vermindern und damit zu wesentlich wirtschaftlicheren Eezeptüren zu gelangen, was aus folgendem Ausführungsbeispiel hervorgeht.
Beispiel 3:
In der nachfolgenden Tabelle wird das erfindungsgemäss hergestellte Produkt (Produkt D) auf Kreidebasis mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 bis 0,7 u und einem oberen Schnitt von 3 bis 4 η mit einer handelsüblichen Kreide (Kreide E) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2,5 Vi und einem oberen Schnitt von 20 xx hinsichtlich des Deckvermögens verglichen.
Tabelle III; Tristimulus-Grün-Filter weiss schwarz Kontrastverhältnis
Produkt D 98,5 83,2 84,5 %
Produkt E 97,2 76,8 79,0 %
Neben einem erheblich besseren Deckvermögen zeigt das erfindungsgemäss hergestellte Produkt D auch einen höheren Weissgrad (fiemissionswert im Grünfilter über weissem Untergrund). Bei der
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2309S17
Herstellung von Tapetenfarben gelangt man daher durch Verwendung von Produkt D zu einer Einsparung an Veisspigment und damit zu einer wirtschaftlicheren Eezeptur.
Um das Deckvermögen des erfindungsgemäss hergestellten Produktes D zu erreichen, muss die Kreidequalität E mit Titandioxid im Verhältnis 83 : 17 kombiniert werden. Unter Zugrundelegung handelsüblicher Preise wird mit Produkt D gegenüber der Kombination Produkt E/Titandioxid eine Einsparung von über 40 % erzielt.
Tnnendispersionsfarbe:
In einer Innendispersionsfarbe, gemäss nachstehender Rezeptur, wurde das erfindungsgemäss auf Kreidebasis hergestellte Produkt (Produkt D) mit einer normalen Kreide (Produkt E) bei gleichem Materialeinstandspreis auf ihre optimalen Eigenschaften untersucht:
Rezeptur:
384,0 GT Pigmentzusammensetzung
80,0 " Durcal 5
49,0 " Burges Iceberg
76,0 " Hydroxyäthylcellulose 2%ig
10,0 " Dowicil 100 20%ig
1,0 " Dowicil S 13
10,0 " Natriumbenzoat 20%ig
13,0 " Orotan 20%ig
2,0 " Ammoniak
2,0 " Entschäumer
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- 40 -
29,0 GT Äthylenglykol 237,0 " Dispersion (PVA/Veova) 50%ig 107,0 " Wasser
1000,0 GT
Die I igmentvolumenkonzentration beträgt ca. 56 %· Es wurden folgende Pigmentzusammensetzungen verwendet:
a) 232,0 GT Produkt E
152,0 " Titandioxid Rutil 384,0 GT
b) 252,0 GT Produkt D
152,0 " Titandioxid Rutil 384,0 GT
Die zur Herstellung verwendeten Produkte D und E weisen folgende Kennzeichen auf:
Produkt D: mittlerer Teilchendurchmesser 0,5 bis 0,7 U,
oberer Schnitt 3 bis 4 ». Produkt E: mittlerer Teilchendurchmesser 2,5 u,
oberer Schnitt 20 n.
409833/090 2
-Vf-
Weissgrad:
Innendispersionsfarbe mit Produkt D
Innendispersionsfarbe mit Produkt E
Tristimulus-Grün .-Filter
84,5
82,5
Jeckvermöpen:
Innendispersionsfarbe mit Produkt D
Innendispersionsfarbe mit Produkt E
Kontrastverhältnis
95 % 94 %
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass mit dem erfindungsgemäss hergestellten Produkt D bei gleichem Einstandspreis besserer Weissgrad und ein höheres Deckvermögen der Innendispersionsfarben erzielt werden.
409838/0902

Claims (4)

- 1* ■ Patentansprüche
1. Verwendung von mit der Mühle nach der DT-PS
(Patentanmeldung P 22 51 099.2) hergestellten ultrafeinen natürlichen Calciumcarbonaten mit einem mittleren statistischen Teilchendurchmesser von 0,5 bis 0,7 *im und einem oberen Schnitt von 3 bis 4 um als Füllstoffe in Lacken und Farben.
2. Verwendung der Calciumcarbonate nach Anspruch 1, als Füllstoffe in Glanzlacken, Tauchgrundierungen, Tapetenfarben und Innendispersionsfarben.
3· Verwendung von Kreide als Kokkolithenschalen als natürliches Calciumcarbonat nach Anspruch 1 oder 2.
4. Verwendung von kristallinem Calcit als natürliches Calciumcarbonat nach Anspruch 1 oder 2.
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