DE2440740C3 - Pulverformige Anstrichzubereitung - Google Patents
Pulverformige AnstrichzubereitungInfo
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Description
50
Die Erfindung betrifft eine pulverförmige Anstrichzubereitung zum Suspendieren in einem wäßrigen
Medium, welche ein thermoplastisches Kunstharzpulver mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 250 μ sowie
Natriumpolyacrylat und/oder Polyacrylamid enthält.
Die Verfahren zum Aufbringen eines Kunstharzpulyers in Form eines Anstriches oder in Form eines
Überzuges können ganz allgemein grob in zwei Gruppen eingeteilt werden: die eine Gruppe umfaßt das
Aufbringen des Pulvers selbst unter Anwendung eines Wirbelschichtverfahrens oder eines elektrostatischen
Beschichtungsverfahrens, die andere Gruppe umfaßt das Aufbringen einer Suspension des Kunstharzpulvers
in einem Dispersionsmedium. Im allgemeinen ist das (>r>
zuletzt genannte Verfahren in den meisten Fällen gegenüber dem zuerst genannten Verfahren bevorzugt,
weil bei ersterem Schwierigkeiten bezüglich der Verarbeitbarkeit und der Regulierung der Schichtdicke
als Folge der Zerstreuung des Pulverstaubes auftreten. In dem zuletzt genannten Verfahren wird derzeit jedoch
im allgemeinen als Dispersionsmedium ein organisches Lösungsmittel verwendet, was vom Standpunkt der
Verarbeitbarkeit und der damit verbundenen Gefahren für die menschliche Gesundheit unerwünscht ist
Dagegen kann bei Anwendung eines Verfahrens zum Dispergieren des Kunstharzpulvers in einem hauptsächlich
aus Wasser bestehenden Medium der erhaltene Anstrich (Farbanstrich) auf die Oberfläche des zu
beschichtenden Substrats, beispielsweise eines Metallsubstrats, aufgebracht werden. Das beschichtete Substrat
kann dann erhitzt werden, um das hauptsächlich aus Wasser bestehende Lösungsmittel zu verdampfen,
und es kann anschließend bis auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Kunstharzes weiter
erhitzt werden, um das Harz zu schmelzen, wobei sich ein Überzugsfilm auf dem Substrat bildet. Auf diese
Weise kann ein Überzugsfilm jeder gewünschten Dicke mit ausgezeichneten Haftungseigenschaften und einer
ausgezeichneten Glätte ohne Beeinträchtigung der wesentlichen Eigenschaften des Kunstharzes, wie dies
bei einem organischen Lösungsmittel gelegentlich der Fall ist, erhalten werden. Dadurch können die bei
Verwendung eines organischen Lösungsmittels auftretenden Nachteile beseitigt werden.
Es ist jedoch in der Praxis sehr schwierig, in einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Medium ein
Harzpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,1 bis etwa 250 μ, das aus Massen oder
Körnchen eines Kunstharzes durch mechanische Pulverisierung oder Ausfällung des Harzpulvers aus einer
Lösung des Harzes hergestellt worden ist, zu suspendieren. Ein solches Pulver ist in dem Medium nicht leicht
dispergierbar, weil seine Teilchen größer sind als diejenigen der sogenannten Emulsion, die bei Durchführung
der Polymerisation in einem wäßrigen Medium erhalten werden.
Wenn als Dispergiermittel ein wasserlösliches Polymerisat, z. B. ein Polyvinylalkohol oder Carboxymethylcellulose
(CMC), verwendet wird, weist der dabei erhaltene Überzugsfilm eine geringe Wärmebeständigkeit
und eine stark verminderte Haftfestigkeit auf und außerdem ist der Film stark verfärbt.
Aus Horn, Acrylic Resins, 1960, S. 151 und aus der US-PS 29 48 638 ist die Verwendung polymerer
Natriumsalze der Acrylsäuren und von Polyacrylamid als Emulgier- und Dispergiermittel für die Herstellung
von wäßrigen Dispersionen aus Polymerisaten bekannt. Es stellte sich jedoch heraus, daß Beschichtungen, die
aus solchen Dispersionen hergestellt worden waren, nicht wasserabweisend waren.
Aufgabe der Erfindung ist daher eine neue pulverförmige Anstrichzubereitung der genannten Art, die mit
Wasser oder einer hauptsächlich aus Wasser bestehenden Flüssigkeit eine hochstabile Suspension bildet, die
als Anstrichfarbe auf Wasserbasis verwendet werden kann und unverfärbte, wasserbeständige Filme ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine pulverförmige Anstrichzubereitung der genannten Art
gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Kunstharzpulvers
0,01 bis 3 Gewichtsteile des Zusatzes von Natriumpolyacrylat und/oder Polyacrylamid sowie 3 bis 15 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Zusatzes, einer sauren Substanz enthält.
unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Die Säure
muß in Wasser oder in einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Medium löslich sein und sie ist vorzugsweise
bei Raumtemperatur (20 bis 25° C) ein festes Pulver. Sie sollte auch gegenüber dem Kunstharz und
gegenüber dem Natriumpolyacrylat oder Polyacrylamid bei Raumtemperatur im wesentlichen nicht reaktionsfähig
sein. Obgleich die verschiedensten monobasischen und polybasischen Säuren verwendet werden können,
sind im allgemeinen die polybasischen Säuren bevorzugt, weil sie wirksamer sind. Besonders bevorzugt sind
Citronensäure und Bernsteinsäure.
Die erfindungsgemäße Anstrichformulierung kann vor dem Aufbringen auf Substrate zu einem flüssigen
Anstrich verarbeitet werden, indem man ihr lediglich Wasser oder ein hauptsächlich aus Wasser bestehendes
wäßriges Medium zusetzt und sie damit vermischt. Die Konzentration der Anstrichzubereitung in dem Wasser
oder dem wäßrigen Medium kann entsprechend den Verwendungsbedingungen gewählt werden. Ein im
allgemeinen bevorzugtes Gewichtsverhältnis ist 100 Gewichtsteile der vorstehend angegebenen Anstrichzubereitung
auf 100 bis 400 Gewichtsteile Wasser.
Bei dem wäßrigen Medium kann es sich um destilliertes Wasser, entionisiertes Wasser oder um
Leitungswasser handeln, und es kann einen kleineren Mengenanteil (weniger als etwa 20 Gew.-°/o) einer mit
Wasser mischbaren inerten Lösungsmittelkomponente, beispielsweise eines niederen Alkanols, enthalten.
Bei dem thermoplastischen Harz kann es sich um ein Pulver irgendeines thermoplastischen Kunstharzes,
beispielsweise eines Polyamids, wie Nylon-11, Nylon-12,
von Nylonmischpolymerisaten (wie Nylon-6/12, Nylon-6/66)
und Nylonterpolymerisaten (wie Nylon-6/66/610,
Nylon-6/66/12) und Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisaten
handeln.
Die Anstrichzubereitung oder der daraus hergestellte wäßrige Anstrich kann auch geringere Mengen an
verschiedenen anderen Zusätzen, wie z. B. eines Antischäumungsmittels, wie Silikonölen (beispielsweise
Polymethylsiloxan), in der Größenordnung von 0,01 bis 5 Gew.-% enthalten.
Die erfindungsgemäße Anstrichzubereitung hat den Vorteil, daß sie in Form eines Pulvers durch Vermischen
der pulverförmigen Komponenten hergestellt werden kann. Sie kann daher in Form eines Pulvers vom
Harzhersteller oder vom Anstrichhersteller zum Maler oder an die Stelle, an der der Anstrich aufgebracht
werden soll, transportiert und an Ort und Stelle verwendet werden, indem man lediglich Wasser oder
ein wäßriges Medium zugibt und damit vermischt. Außerdem kann in einem Anstreichsystem bzw.
Beschichtungssystem, bei dem das anzustreichende bzw. zu beschichtende Substrat in ein flüssiges Bad des
Anstriches eingetaucht wird, dann, wenn die Harzkonzentration des Bades abnimmt, die erfindungsgemäße
Anstrichzubereitung in einer vorher festgelegten Rate bzw. Geschwindigkeit ergänzt werden, um die Konzentration
des Bades konstant zu halten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßer, Anstrichzubereitung ist
der, daß sie in Form einer pulverförmigen Mischung gelagert werden kann, ohne daß die Gefahr der
Beeinträchtigung der Qualität besteht.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele in Verbindung mit Vergleichsbeispielen näher erläutert,
ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Die in den folgenden Beispielen angegebenen trockenen Bestandteile,
d.h. (A) das pulverisierte oder zerkleinerte thermoplastische Kunstharz (100 Teile), (B) das
Natriumpolyacrylat oder alternativ das Polyacrylamid (0,01 bis 3 Teile) und (C) die Säure (3 bis 15 Gew.-°/o,
bezogen auf [B]), können miteinander gemischt werden unter Bildung eines homogenen Pulvers, das dann mit
dem wäßrigen Medium in einer getrennten oder sich daran anschließenden Stufe gemischt werden kann.
40 Teile Nylon-12-Pulver, 0,1 Teils Natriumpolyacrylat,
0,008 Teile Bernsteinsäure, 0,001 Teile eines Antischäumungsmittels (Silikonöl) und 100 Teile Wasser
wurden unter Rühren miteinander gemischt unter Bildung einer homogenen Dispersion. Die Dispersion
wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht Die Platte wurde
anschließend 5 Minuten lang in einem mit Luft
beheizten Ofen auf 27O°C erhitzt und danach abgekühlt unter Bildung eines glatten Oberzugsfilmes einer Dicke
von 60 μ mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz und einer ausgezeichneten Haftung.
40 Teile Nylon-11-Pulver, 0,15 Teile Natriumpolyacrylat,
0,0i 5 Teile Citronensäure und 0,001 Teile eines Antischäumungsmittels (Silikonöl) wurden in einer
Lösungsmilieltnischung aus 90 Teilen Wasser und 10 Teilen Methanol gerührt unter Bildung einer homogen
suspendierten Dispersion. Die Dispersion wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von
1,2 mm aufgebracht. Die Platte wurde 5 Minuten lang in einem mit Luft beheizten Ofen auf 2800C erhitzt und
danach abgekühlt unter Bildung eines glatten Überzugsfilmes
einer Dicke von 50 μ mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz und einer ausgezeichneten Haftung.
40 Teile Polyäthylenpulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser
80 μ), 0,2 Teile Natriumpolyacrylat und 0,02 Teile Bernsteinsäure wurden in 100 Teilen
Wasser gerührt unter Bildung einer homogen suspendierten Dispersion. Die Dispersion wurde dann durch
Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Die Platte wurde anschließend 4 Minuten
lang in einem mit Luft beheizten Ofen auf 2700C erhitzt
und danach abgekühlt unter Bildung eines glatten Überzugsfilmes einer Dicke von 50 μ mit einem
ausgezeichneten Oberflächenglanz.
40 Teile Nylon-12-Pulver und 4,8 Teile Polyvinylalkohol
wurden in 100 Teilen Wasser gerührt. Die Mischung wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer
Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Die Platte wurde anschließend 5 Minuten lang in einem mit Luft
beheizten Ofen auf 27O°C erhitzt und danach abgekühlt
unter Bildung eines Überzugsfilmes. Der Film war stark verfärbt und deshalb nicht akzeptabel.
Auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 angegeben wurde ein Überzugsfilm hergestellt, wobei
diesmal jedoch der Polyvinylalkohol durch 2,4 Teile hi Melhylcellulose oder Hydroxypropylmethylcellulose
ersetzt wurde. Der dabei erhaltene Überzugsfilm war stark verfärbt und deshalb nicht akzeptabel.
Claims (7)
1. Pulverförmige Anstrichzubereitung zum Suspendieren in einem wäßrigen Medium, enthaltend
ein thermoplastisches Kunstharzpulver mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 250 μ sowie
Natriumpolyacrylat und/oder Polyacrylamid, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf 100
Gewichtsteile des thermoplastischen Kunstharzpulvers 0,01 bis 3 Gewichtsteile des Zusatzes von
Natriumpoiyacrylat und/oder Polyacrylamid sowie 3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des
Zusatzes, einer sauren Substanz enthält
2. Anstrichzubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als saure Substanz eine
polybasische Säure und als Zusatz Natriumpolyacrylat enthält
3. Anstrichzubereitung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein
Antischäumungsmittel in einer kleineren Menge enthält.
4. Anstrichzubereitung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie
als thermoplastisches Kunstharz Nylon-12, Nylon-11
und/oder Polyäthylen enthält
5. Verwendung der pulverförmigen Anstrichzubereitung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
4 zur Herstellung einer Beschichtungsmasse in Form einer wäßrigen Dispersion durch Dispergieren der
pulverförmigen Anstrichzubereitung in Wasser oder einer bis zu 20 Gew.-% eines niederen Alkanols
enthaltenden wäßrigen Lösung.
6. Verwendung nach Anspruch 5 zur Herstellung einer Beschichtungsmasse in Form einer Dispersion,
die 100 Teile der pulverförmigen Anstrichzubereitung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4
auf 100 bis 400 Teile des wäßrigen Mediums enthält.
7. Verwendung der Beschichtungsmasse nach Anspruch 5 und/oder 6 zum Aufbringen eines
Überzugsfilms auf ein Substrat durch Erhitzen des beschichteten Substrats zum Abdampfen des wäßrigen
Mediums, weiteres Erhitzen des beschichteten Substrats zum Schmelzen des Kunstharzes unter
Bildung eines geschmolzenen Harzfilmes auf dem beschichteten Substrat und anschließendes Abkühlen
des beschichteten Substrats unter Erstarrung des Harzüberzugsfilmes.
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