DE2444877A1 - Pigmente fuer anstriche auf tanninhaltigen hoelzern - Google Patents

Pigmente fuer anstriche auf tanninhaltigen hoelzern

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DE2444877A1
DE2444877A1 DE19742444877 DE2444877A DE2444877A1 DE 2444877 A1 DE2444877 A1 DE 2444877A1 DE 19742444877 DE19742444877 DE 19742444877 DE 2444877 A DE2444877 A DE 2444877A DE 2444877 A1 DE2444877 A1 DE 2444877A1
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John S Nordyke
William C Spangenberg
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Hammond Lead Products Inc
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Hammond Lead Products Inc
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/06—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to wood
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

5231 Hohman Avenue, Hammond, Indiana 46325, USA.
"Pigmente für Anstriche auf tanninhaltigen Hölzern"
Die Erfindung betrifft Pigmente und pigmentierte, mit Wasser
verdünnbare Anstrichmittel, die sich insbesondere für tanninhaltige Hölzer eignen. Die in den meisten Holzarten, vor allem in Zedern- und Redwood-Holz enthaltenen wasserlöslichen Tannine werden mit ihrer Hilfe ,unlöslich gemacht und können so nicht
in den Anstrichüberzug wandern und diesen verfärben.
In der US-Patentanmeldung 236 955 sind ungiftige Mischpigmente
beschrieben, die bei ihrer Verwendung in Anstrichmitteln korrosionshemmende Schutzüberzüge' ergeben. Sie sind darüberhinaus zur Reaktion mit Tannin befähigt und verhindern so dessen Wanderung in wässrigen Anstrichen sowie die damit verbundene Verfärbung.
Die Mischpigmente bestehen aus einem Grundpigment, z.B.
Wollastonit, Talk oder Glimmer, in dessen Gegenwart eine Zusatz-
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verbindung hergestellt und oberflächlich niedergeschlagen
wird. Als Zusatzverbindungen sind die Umsetzungsprodukte
von Calciumoxid mit Borsäure und Phosphorsäure genannt. Sie
ergeben zusammen mit dem Grundpigment in synergistischer Weise eine Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Haftfähigkeit
der Überzüge sowie eine Tannin-Absorptionsfähigkeit, die über die entsprechenden Werte der Einzelbestandteile als solche
bzw. deren Gemische hinausgehen.
Bei weiteren Untersuchungen über die Chemie der Tannine und
die Wirkung der genannten Mischpigmente als Tannin-Absorptions- und -sperrmittel wurde nun gefunden, daß die Wanderung der Tannine und die durch sie verursachte Verfärbung durch gewisse Zusätze noch besser unterdrückt werden kann. Es hat
sich gezeigt, daß eine bestimmte Klasse chemischer Verbindungen, die amphotere Eigenschaften besitzen, insbesondere araphotere Hydroxide, eine starke Affinität für Tannine und Tanninsäure aufweist und unlösliche Komplexe bildet. Bei Zusatz
derartiger Verbindungen zu wässrigen Anstrichmitteln werden
die Tannine unlöslich gemacht und können so nicht mehr im Anstrichüberzug wandern und diesen verfärben. Setzt man die Verbindungen bereits den genannten Mischpigmenten zu, so werden
noch bessere Ergebnisse erzielt als bei Zusatz zu den Anstrichmitteln. Dies beruht vermutlich darauf, daß die amphoteren
Verbindungen beim Zusetzen während der Herstellung des Mischpigments in amorpher Form auf dem Grundpigment niedergeschlagen werden und so eine viel größere wirksame Oberfläche entfalten als dies beim einfachen Vermischen der Fall wäre»
Die Wirksamkeit der amphoteren Zusatzstoffe steht offenbar in gewisser Beziehung zum verwendeten Pigment. Die Zusatzstoffe der Erfindung werden daher vorzugsweise zusammen mit den in der US-PA 285 323 beschriebenen Mischpigmenten verwendet.
Bereits in einer Menge von etwa 5 Prozent, bezogen auf das Pig-
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ment-Gesamtgewicht, unterbindet die Zusatzverbindung wirksam die Tannin-Wanderung. Die Obergrenze wird praktisch durch den Prozentsatz bestimmt/ ab dem durch weitere Zusätze keine wesentliche weitere Verbesserung erzielt wird und bei dem das Tannin praktisch vollständig blockiert ist. Die beste Sperrwirkung wird offenbar mit einer Zusatzmenge von etwa 10 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Pigment-Gesamtgewicht, erzielt. Es können auch größere Mengen eingesetzt werden, jedoch sind Mengen oberhalb 30 Prozent nicht mehr wirtschaftlich, da der erzielte Effekt die gesteigerten Kosten nicht mehr aufwiegt. Ausserdem erfordern höhere Zusatzmengen auch eine größere Wassermenge zum Benetzen, so daß sich die Anstrichmittel nur schwierig herstellen lassen und nur beschränkte Lagerzeit besitzen. Vorzugsweise werden etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Pigment-Gesamtgewicht, der amphoteren Verbindung zugesetzt.
Zur Blockierung von Tannin geeignete amphotere Verbindungen leiten sich z.B. von Aluminium, Silicium, Titan, Zirkon, Zink, Blei, Vanadium und Eisen ab. Anionische Verbindungen dieser Elemente, wie Aluminate, Silikate, Titanate, Zirkonate, Zinkate, Plumbate, Vanadate und Ferrate, sind geeignet, sofern sie sich in Wasser nur etwas lösen. Unlösliche Verbindungen sind unwirksam, während sich gut lösliche Verbindungen nicht als stabile Pigmente für wässrige Systeme eignen. Die bevorzugten amphoteren Verbindungen sind Hydroxide und Hydrate bzw. Oxidhydrate. Vanadate und Ferrate sind zwar prinzipiell geeignet, jedoch scheiden sie aufgrund ihrer dunklen Färbung für weiße oder hellgefärbte Anstrichmittel aus. Die giftigen Plumbate können aufgrund gesetzlicher Bestimmungen nicht für Haushaltsfarben verwendet werden. Somit sind im Rahmen der Erfindung in erster Linie die Verbindungen von Aluminium, Silicium, Titan, Zirkon und Zink bevorzugt.
Silxciumoxidhydrat kann entweder dem Anstrichmittel oder dem Pigment bei dessen Herstellung zugesetzt v/erden. Im letzteren Fall versetzt man entweder den Pigmentansatz mit dem SiIiciumoxidhydrat oder aber dieses wird durch Umsetzen und teilweise Zersetzung des Silikatminerals mit einer geeigneten Säu-
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re gebildet. Auf diese Weise wird ein Teil des Minerals umgesetzt, während der größte Teil unverändert bleibt. Als Reaktionsprodukte erhält man Siliciumoxidhydrat und ein Salz der verwendeten Säure. Im Falle von Wollastonit wird das Calciumsalz der Säure gebildet, während im Fall von Talk das Magnesiumsalz entsteht. Falls diese Salze löslich sind, können sie durch Dekantieren oder Filtrieren entfernt werden. Das so entstehende Siliciumoxidhydrat ist zur Reaktion mit Tannin befähigt.
Im Rahmen der Erfindung können verschiedene Kombinationen von Pigmenten und Zusatzmitteln verwendet werden. So kann z.B. ein vorhandenes Anstrichmittel mit einer gewissen Menge Titanoxidhydrat, Aluminiumoxidhydrat, Siliciumoxidhydrat, Zirkonoxidhydrat, Zinkhydrat oder eines Gemisches aus zwei oder mehreren dieser Oxidhydrate versetzt werden, um die verbesserte Reaktionsfähigkeit mit Tannin und die hemmende Wirkung auf die Tannin-Wanderung zu prüfen . Auf ähnliche Weise kann ein vorhandenes Anstrichmittel mit einer bestimmten Menge eines wasserlöslichen Aluminats, Silikats, Titanate,·Zirkonats oder Zinkats versetzt werden. Die amphoteren Zusatzmittel können den Pigmenten auch während deren Herstellung zugesetzt werden.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 Anstrichmittel-Zusammensetzung
Gew.-teile
Ti tandioxid 140,0
Mischpigment 140,0
Titanhydroxid, 35 % Feststoffgehalt 40,0
Tamol 850 4,0
Triton X102 0,8
Nopco NXZ 1 , 6
Metasol 57 (100 %) 1,5
Äthylenglykol 20,5
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Gew.-teile
Kieferaöl 2,4
Cellosize-LÖsung 48,0
Aerosol OT 3,2
AC 34-Kunstharz . 410,0
Wasser 120,0
Der Zusatz von Titanhydroxid zu einem vorhandenen Anstrichmittel unter gleichzeitiger Verringerung der Titandioxidmenge hat eine verbesserte Tannin-Sperrwirkung des Anstrichs zur Folge.
Beispiel 2 Pigment
Die Rohmaterialien werden in einem mit einer Rührvorrichtung ausgerüsteten Kessel von 5700 1 Fassungsvermögen vermischt. Zunächst pumpt man 1891 1 Wasser in den Kessel und versetzt dann nacheinander unter kontinuierlichem Rühren mit 689 kg Wollastonit, 98 kg gelöschtem Kalk mit . einem CaO-Gehalt von 73,4 Prozent sowie 154,2 kg Phosphorsäure mit einem H-PO.-Gehalt von 75 Prozent. Die 98 kg Kalk entsprechen 66,2 kg CaO, während die*154,2 kg Phosphorsäure 83,8 kg P2 0 5 entsPre~
chen. Nachdem die Reaktion offensichtlich beendet ist, verPaste
setzt man mit 240 kg Titanoxidhydrat' , die 35 Prozent Feststoffe oder 84 kg Titanhydroxid auf Trockenbasis enthält . Die Aufschlämmung wird kurz gerührt und dann in eine Kugelmühle gepumpt. Die Mühle besitzt ein Fassungsvermögen von 6435 1 und ist mit dichten Aluminiumoxidkugeln beschickt, die etwa 55 Prozent des Mühlenvolumens einehmen. Die Mühle wird 2 bis 4 Stunden betrieben, worauf man den Inhalt entnimmt, entwässert, trocknet und auf geeignete Weis.e mahlt. Das spezifische Gewicht des weißen Pigments beträgt 2,74.
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Beispiel 3
700 kg Wollastonit werden in den beschriebenen Mischkessel eingefüllt und mit 1640 1 Wasser versetzt. Die wässrige Wollastonit- Auf schlämmung wird dann mit 112,5 kg gelöschtem Kalk mit einem CaO-Gehalt von 81,0 kg sowie 94,5 kg Borsäure mit einem B2O3-Gehalt von 98 Prozent versetzt. Man rührt bis zur offensichtlich vollständigen Reaktion und versetzt dann mit 109 kg Aluminiumoxidhydrat, das 65 Prozent Al(OH)3 enthält, sowie 2 kg Eisessig. Nach kurzem Rühren wird die Aufschlämmung aus dem Mischer in eine Kugelmühle, z.B. die Mühle aus Beispiel 2 oder eine andere zum gründlichen Mahlen geeignete Vorrichtung gepumpt. Die Mühle wird 2 bis 4 Stunden betrieben, worauf man den Inhalt entnimmt, entwässert, trocknet und pulverisiert. Das spezifische Gewicht des weißen Pigments beträgt 2,68.
Die Pigmente der Beispiele 2 und 3 besitzen beträchtlich höhere Reaktionsfähigkeit gegenüber Tannin und blockieren die Tannin-Wanderung weit wirksamer als Pigmente, die ohne Zusatz von Titanoxidhydrat bzw. Aluminiumoxidhydrat hergestellt wurden. Der gleiche Effekt tritt bei Verwendung von Zirkonoxidhydrat, Siliciumoxidhydrat und Zinkoxidhydrat auf. Die erfindungsgemäßen Pigmente eignen sich insbesondere für Holz-Grundieranstriche auf Wasserbasis.
Beispiel 4
640 kg glimmerartiger Talk-bzw. 640 kg Glimmer werden zusammen mit 2500 1 Wasser in den Mischer gefüllt. Hierauf versetzt man unter kontinuierlichem Rühren mit 85,5 kg Zinkoxid sowie 137 kg Phosphorsäure mit einem H3PO4-GeIIaIt von 75 Prozent. Man rührt bis zur offensichtlich vollständigen Reaktion und versetzt dann mit 120 kg Titanoxidhydrat-Paste, die 35 Prozent Feststoffe enthält, sowie 100 kg Aluminiumoxidhydrat, das 65 Prozent Feststoffe enthält. Man rührt einige Minuten weiter und pumpt dann die Aufschlämmung in die beschriebene Kugelmühle, wo sie 2 bis 4 Stunden gemahlen wird. Hierauf wird die Aufschlämmung entnommen, ent-
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wässert, getrocknet und pulverisiert. Das spezifische Gewicht des weißen Pigments beträgt 2,83. Das erhaltene Pigment eignet sich vor allem für Holz-Schutzanstriche auf Wasserbasis. Es verhindert nicht nur die Verfärbung durch Tannin, sondern ist auch in seinen anderen Eigenschaften dem üblicherweise für Holz-Schutzanstriche verwendeten Zinkoxid vergleichbar oder überlegen.
Beispiel 5
1000 kg Wollastonit werden in einem Mischkessel zu 1640 1 heissem Wasser mit einer Anfangstemperatur von etwa 95 C gegeben. Die erhaltene Aufschlämmung wird mit 65 kg Eisessig versetzt. Man mischt noch 30 Minuten nach Zusatz der Säure und pumpt dann die Aufschlämmung in eine Kugelmühle. Die Kugelmühle wird 2 bis 4 Stunden betrieben, worauf man das Produkt entnimmt, entwässert, trocknet und auf geeignete Weise mahlt. Das spezifische Gewicht des weißen Produkts beträgt 2,65; es besitzt nur sehr geringe Deckkraft.
Die Pigmente der Beispiele 2, 3, 4 und 5 sowie andere, mit den amphoteren Verbindungen, insbesondere amphoteren Hydroxiden, der Erfindung versetzten Mischpigmente bzw. einfache Pigmente sind in ihrer Tannin-blockierenden Wirkung ähnlichen Pigmenten ohne derartige Zusatzstoffe durchweg überlegen.
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Claims (7)

  1. P a t e η t a η π ρ r ü c h e
    . Pigmente,
    gekennzeichnet dutch einen Gehalt an mindestens einem amphoteren Metallhydrat.
  2. 2. Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Hydroxid oder Oxidhydrat von Aluminium, Titan, Zink, Zirkon und/oder Silicium als amphoteres Metallhydrat enthalten.
  3. 3. Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie das ainphotere Metallhydrat in einer Menge von etwa 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen aui das Pigment-Gesamtgewicht, enthalten.
  4. 4. Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie das amphotere Metallhydrat in I orm eines amphoteren Salzes enthalten.
  5. 5. Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Wollastonit als Grundpigment sowie Calciumphosphat oder Calciumborat und etwa 5 bis 30 Gewichtsprozent des amphoteren Metallhydrats enthalten.
  6. 6. Pigmente nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie in SOrm~von Ansuri cbaitteln zusätzlich Wasser enthalten.
  7. 7. Verwendung der Pigmente nach den Ansprüchen 1 bis 6 für Anstriche auf Tannin-haltigen Hölzern.
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DE19742444877 1974-01-28 1974-09-19 Pigmente fuer anstriche auf tanninhaltigen hoelzern Withdrawn DE2444877A1 (de)

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SE (1) SE407175B (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3545293A (en) * 1968-12-27 1970-12-08 Owens Corning Fiberglass Corp Industrial belt construction
GB1226554A (de) * 1967-07-11 1971-03-31
FR2153294A1 (de) * 1971-09-20 1973-05-04 Hammond Lead Products

Patent Citations (3)

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NL7409728A (nl) 1975-07-30
SE7413230L (de) 1975-07-29
SE407175B (sv) 1979-03-19
CA1031106A (en) 1978-05-16

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