DE2630731B2

DE2630731B2 - Verwendung von Metallpigmenten in elektrostatisch versprühbaren Nass- und Pulverlacken

Info

Publication number: DE2630731B2
Application number: DE19762630731
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Eckart Werk Standard Bronzepulver Werke Carl Eckart GmbH and Co
Current assignee: Eckart Werk Standard Bronzepulver Werke Carl Eckart GmbH and Co
Priority date: 1976-07-08
Filing date: 1976-07-08
Publication date: 1978-11-02
Also published as: DE2630731A1; DE2630731C3; GB1555883A; IT1081507B

Description

R₁O-Si-CH₂-CH₂-CH₂-R₂

OR₁

wobei Ri eine Alkylgruppe und R₂ eine der nachfolgenden Gruppen bzw. Gruppierungen bedeutet:

-NH₂

-NH-CH₂-CH₂-NH₂
—O—CH₂- CH CH₂

—O—C-C=CH₂
O CH₃

30

35

40

45

Bei der Verwendung herkömmlicher blättchenförmiger Metallpigmente in elektrostatischen Auftragsverfahren (elektrostatisch versprühbarer Naßlack, elektrostatisches Pulverspritzen) kommt es immer wieder zu Schwierigkeiten, da durch die Leitfähigkeit der Metallpigmente das elektrostatische Feld während des Lackbzw. Pulverauftrages so stark gestört wird, daß es sogar infolge Kurzschlusses ganz »zusammenbrechen« kann.

Beim elektrostatischen Pulverspritzen besteht überdies die Gefahr der Separation von Metall- und Bindemittelpulver. Dadurch kann z. B. sich das leitende Metallpigment an der Sprühpistole aufbauen und gefährliche Kurzschlüsse und Überschläge verursachen. Aus Sicherheitsgründen ist daher das Versprühen von Pulverlacken, denen herkömmliche Metallpigmente w zugemischt sind, auf Handspritzanlagen verboten.

Es wurden in den letzten Jahren mehrfach Vorschläge gemacht, durch eine geeignete Behandlung der Metallpigmente eine derartige Beeinträchtigung des elektrischen Feldes zu vermeiden und dadurch eine problemlo- b5 se Verwendung und Verarbeitung von metallpigmentierten elektrostatisch versprühbaren Lacken und Pulverlacken ?" ermöelichen.

Die DE-OS 22 03 024 und eine Veröffentlichung in »Farbe und Lack«, 80,930—932 (1974) beschreiben z. B. ein Verfahren, durch »Ansintern« bzw. »Dragieren« von Metallpigmenten auf Kunstharzteilchen eine Separation der Metallpulver beim Sprühvorgang von Pulverlacken zu vermeiden. Dieses Verfahren ist jedoch verhältnismäßig umständlich und führt auch nicht in jedem Falle zu dem angestrebten Erfolg.

Die DE-AS 15 19 311 beschreibt eine Beschichtung von blättchenförmigen Aluminiumpigmenten mit einem nichtleitenden Überzug aus dem Reaktionsprodukt von Aluminiumoxid mit einem Fluorsilikat. Dieses Verfahren setzt jedoch eine chemische Vorbehandlung der Aluminiumteilchen voraus, die auf Grund der chemischen Natur des feinverteilten Aluminiums in großem Maßstab nicht ganz ungefährlich ist und daher noch keine Bedeutung erlangt hat.

Aufgabe der Erfindung ist, für die Herstellung von elektrostatisch versprühbaren Naß- und Pulverlacken Metallpigmente, insbesondere Aluminiumpulver, zur Verfügung zu stellen, deren Metallteilchen mit einer Beschichtung versehen sind, die sich im Vergleich zu der Zusammensetzung der vorgenannten Pigmente nicht nur weniger aufwendig und gefahrloser auf den Metallteilchen erzeugen läßt, sondern auch die für eine störungsfreie elektrostatische Versprühbarkeit der Lacke wesentlichen Gebrauchseigenschaften der Lacke verbessert

Zur Lösung der Erfindungsaufgabe wird vorgeschlagen, daß in den Naß- bzw. Pulverlacken Metallpigmente mit einem transparenten bzw. transluzenten Überzug verwendet werden, der durch Behandeln der Metallteilchen unter Hydrolyse-Bedingungen mit mindestens einer niedermolekularen, vorzugsweise monomeren, hydrolysierbaren und nach der Hydrolyse unter Bildung eines Polysiloxans kondensierbaren Silan-Verbindung erzeugt wurde, die am Silizium-Atom mindestens eine die Benetzbarkeit der Teilchen mit Lackbindemitteln vermittelnde organofunktionelle Gruppierung aufweist.

Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Metallpigments bzw. der auf dessen Teilchen vorgesehenen Beschichtung kommen natürlich nur solche Silanverbindungen zum Einsatz, die sich gegenüber der Metalloberfläche der Pigmentteilchen chemisch indifferent verhalten. Damit scheiden beispielsweise Halogenverbindungen oder Silanabkömmlinge mit Carboxylgruppen im Molekül für die Erzeugung der Beschichtung aus, wenn ein Metallpigment mit gegenüber dem nichtüberzogenen Zustand im wesentlichen unveränderten Metallglanz hergestellt werden soll. Durch die organofunktionelle Gruppierung bzw. Gruppierungen im Molekül des eingesetzten Silans wird die lacktechnisch notwendige Benetzbarkeit durch die Bindemittelteilchen des verwendeten Lacksystems optimal erreicht. Die Bindung der organofunktionellen Gruppen an das Siliziumatom muß natürlich so beschaffen sein, daß sie bei der Hydrolyse nicht mit abgespaltet wird.

Die angestrebte feste Haftung des Polysiloxan-Überzuges auf den Metallteilchen kommt bei der Verfestigung der Überzugsmasse im Zuge der Kondensation bzw. Vernetzung der bei der Hydrolyse vorübergehend entstehenden Verbindungen (Siloxane) zustande.

Durch die vorstehend angegebenen chemischen und physikalischen Parameter der für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Metallpigmente verwendeten Silane ist es dem Fachmann möglich, die für die Ausführung der Erfindung geeigneten Silane auszuwählen, gegebenenfalls nach Durchführung einfa-

eher Testversuche.

Vorzugsweise finden für die Erzeugung der auf den erfindungsgemäß verwendeten Metallpigmenten vorgesehenen Beschichtung Oxisilanverbindungen für die Hydrolysebehandlung auf den Metallteilchen Verwendung, wobei auf dem Markt befindliche Selenverbindungen, die am Siliziumatom 3 hydrolysierbare Alkoxygruppen aufweisen, zum Einsatz kommen können. Vorzugsweise kommen marktgängige Silanverbindungen folgender allgemeiner Formel zum Einsatz:

ORj
R₁O-Si-CH₂-CH₂-CH₂-R₂

OR₁

wobei Ri eine Alkylgruppe, vorzugsweise eine Methyloder Äthylgruppe, und R₂ eine der nachfolgenden Gruppen bzw. Gruppierungen bedeutet:

-NH₂

-NH-CH₂-CH₂-NH₂
—O—CH₂-CH CH₂

—O—C-C=CH₂
O CH₃

Bei der Herstellung eines Naßlacks, der elektrostatisch versprüht werden soll, wird bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung so vorgegangen, daß die in einem Lösungsmittel gelöste Silanverbindung innig in eine Anpastung der Metallteilchen eingearbeitet und hierbei gleichzeitig die Hydrolyse in an sich bekannter Weise eingeleitet wird. Der in dem Lösungsmittel für die Auflösung des Silans und/oder für die Anpastung normalerweise vorhandene Wasseranteil ist für die Durchführung der Hydrolyse ausreichend. Die Hydrolyse bzw. Vernetzung der erfindungsgemäß verwendeten organofunktionellen Silane wird je nach Art des verwendeten Silans chemisch oder thermisch (selbstkatalytisch) eingeleitet. Insoweit wird auf den Stand der Technik verwiesen.

Die Erfindung läßt sich mit allen herkömmlich hergestellten Metallpigmenten (sowohl leafing- als auch non-leafing-Pigmente) anwenden. Die Menge des verwendeten Silans richtet sich dabei nach der Teilchengröße der zu beschichtenden Metallpulver, da hiervon die Oberfläche der Teilchen entscheidend abhängt.

Bei der Verwendung der vorstehend beschriebenen Metallpigmente in elektrostatisch versprühbaren Naß- und Pulverlacken kommt der Wirkung der speziellen Polysiloxanbeschichtung als elektrisch isolierendes Medium besondere Bedeutung zu. Aus der DE-OS 22 15 600 sind zwar Metallpulver mit einer Beschichtung wie sie bei den erfindungsgemäß verwendeten Metallpigmenten vorgesehen ist, bekannt. In diesem Falle wird jedoch die Beschichtung der Metallteilchen zum Zwecke der Haftvermittlung für einen nach der Silanbehandlung noch aufzubringenden Polymerüberzug vorgesehen. Ein Hinweis auf die besondere Eignung in solcher Weise beschichteter Metallpulver für die Herstellung elektrisch versprühbarer Naß- und Pulverlacke wird hierdurch nicht vermittelt.

Wenngleich in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen die Herstellung von für die Zwecke der Erfindung geeigneten Aluminiumpigmenten beschrieben ist, so lassen sich jedoch auch andere Metallteilchen, z. B. Zink, Kupfer und Kupferlegierungen in entsprechender Weise präparieren.

Beispiel 1

100 kg eines auf herkömmliche Weise im Kugelmühlverfahren hergestellten Filterpreßkuchens einer nonleafing Aluminiumpaste im 325 mesh Bereich werden mit 2,5% (bezogen auf das Fertigprodukt) y-Aminopropyltriäthoxisilan, das in der zur Ergänzung des Preßkuchens auf 35% Lösemittelanteil im Fertigprodukt nötigen Menge des gewünschten Lösemittels gelöst ist, in einen geeigneten Mischer gebracht und bei Normaltemperatur bis zur Beendigung der Reaktion gemischt. Der Metallanteil im Filterpreßkuchen kann dabei von 10—25% variieren. Als Lösemittel kommen aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Glykole usw. in Betracht. Der Wassergehalt der Lösemittel ist für die Hydrolse der Silanverbindung ausreichend.
Die erhaltene Paste kann in elektrostatisch versprühbaren Naßlacken Verwendung finden.

Beispiel 2

100 kg eine? herkömmlichen Filterpreßkuchens einer leafing Aluminiumpaste im 400 mesh Bereich werden mit 3% (bezogen auf das Fertigprodukt) N-(|S-Aminoäthyl-)y-Aminopropyl-Trimethoxisilan, das in der zur Ergänzung des Preßkuchens auf 35% Lösemittelanteil im Fertigprodukt nötigen Menge des gewünschten Lösemittels, in dem zur Beschleunigung der Reaktion zusätzlich 1% Wasser gelöst bzw. emulgiert wurde, gelöst ist, in einem Mischer gebracht und bei Normaltemperatur bis zur Beendigung der Reaktion gemischt. Es gilt der gleiche Anwendungsbereich bezüglich Filterpreßkuchen und Lösemittel wie in Beispiel 1 genannt. Auch in diesem Falle kann die erhaltene Paste für die Herstellung von elektrostatisch versprühbaren Naßlacken Einsatz finden.

Beispiel 3

Eine entsprechend Beispiel 1 mit 3% y-Methacryloxipropyltrimethoxisilan behandelte leafing Aluminiumpaste im 400 mesh Bereich wird nach Beendigung der Reaktion bei 100— 150⁰C unter vermindertem Druck zu einem mit dem Reaktionsprodukt des eingesetzten Silans gecoateten Aluminiumpulver getrocknet, das zur Herstellung eines elektrostatisch verspritzbaren Pulverlackes mit den geläufigen Lackbindemittelpulvern vermischt wird.

Beispiel 4

50 kg handelsübliches non-leafing Aluminiumpulver im 100 mesh Bereich werden in etwa 25 kg eines organischen Lösemittels, z. B. Isopropanol, in dem 1 kg y-Glycidyloxipropyltrimethoxisilan gelöst ist, angepastet und bis zur Beendigung der Reaktion gemischt. Nach Beendigung der Reaktion wird das verwendete Lösemittel unter vermindertem Druck entfernt, so daß wiederum entsprechend Beispiel 3 ein mit dem Reaktionsprodukt des verwendeten Silans gecoatetes Aluminiumpulver entsteht. Auch in diesem Falle kann mit dem erhaltenen Pulver ein elektrostatisch versprühbarer Pulverlack durch einfaches Zumischen von Bindemittelpulvern hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Metallpigmenten, Aluminiumpulver, deren Metallteilclien mit einem transparenten bzw. transluzenten Überzug versehen sind, der durch Behandeln der Teilchen unter Hydrolyse-Bedingungen mit mindestens einer niedermolekularen, vorzugsweise monomeren, hydrolysierbaren und nach der Hydrolyse unter Bildung eines Polysiloxans ι ο kondensierbaren Silan-Verbindung erzeugt wurde, die am Silizium-Atom mindestens eine die Benetzbarkeit der Teilchen mit Lackbindemitteln vermittelnde organofunktionelle Gruppierung aufweist, in elektrostatisch versprühbaren Naß- und Pulverlakken.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Silanverbindung folgender allgemeiner Formel hergestellt

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OR₁