DE4229046C1 - Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff, Verfahren zur Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents
Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff, Verfahren zur Herstellung und dessen VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen wasserverdünnbaren
Beschichtungsstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1,
auf ein Verfahren zur Herstellung desselben und auf seine
Verwendung.
Wasserverdünnbare Beschichtungsstoffe der gattungsgemäßen Art
und Verfahren zu ihrer Herstellung sind allgemein bekannt. Die
bekannten wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffe auf der Basis
von physikalisch trocknenden Polymeriatharzen, Silikonharzen
und oxydativ trocknenden Ölen, Pigmenten, Füllstoffen und
weiteren zur Herstellung von Korrosionsschutzbeschichtungs
stoffen üblichen Agenzien enthalten als Bindemittel eine in
Wasser dispergierte Kombination aus
- a) einem physikalisch trocknenden Polymerisatharz
- b) einem physikalisch trocknenden Silikonharz
- c) einem oxydativ trocknenden Öl.
Aus der Notwendigkeit, die Bindemittel in eine Dispersion bzw.
Emulsion und damit wasserlösliche Form zu bringen, ist der
Zusatz von Detergentien und Emulgatoren erforderlich. Zusätz
lich ist der Einsatz von Korrosionsinhibitoren notwendig.
Diese Zusätze verbleiben weitgehend in der Beschichtung, so
daß diese wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffe eine erhöhte
Wasserempfindlichkeit aufweisen. Nachteilig ist weiterhin, daß
wegen der Hydrophilie der flüssigen Beschichtungsstoffe eine
hohe Empfindlichkeit gegen auf der Oberfläche verbliebene
Restverschmutzungen durch Fette und Öle besteht, die zum
partiellen Abperlen der Beschichtungsstoffe führt.
Aus der DE 31 37 479 ist es bereits bekannt, pflanzliche Öle
für wäßrige Beschichtungsstoffe zu verwenden. Durch die
vorherige thermische Umsetzung dieser Öle mit Aminderivaten,
entstehen in den Molekülen polare Gruppen. Die zwar eine
Wasserlöslichkeit ermöglichen, aber beim praktischen Einsatz
durch Wasser an eben dieser Stelle im Molekül angegriffen
werden können.
Aus der DE 35 43 359 ist es bekannt, daß Kunst- und andere
Harze mit Fettsäuren modifiziert werden. Durch die Modifi
zierung der verschiedenen Harze mit höheren Fettsäuren wird
zwar eine verbesserte Wetterbeständigkeit der daraus herge
stellten Beschichtungsstoffe erzielt, die Gesamtheit der
positiven Eigenschaften der höheren Fettsäuren, insbesondere
die Penetrationstfähigkeit, kann jedoch nicht erhalten werden.
Aus der EP 0 449 263 A1 ist es bekannt, einen wasserverdünn
baren Beschichtungsstoff aus einer Acrylat-Copolymer-Disper
sion und einer Silikonharz-Emulsion herzustellen.
Bei konventionellen Lacken ist es bekannt, durch den Zusatz
von trocknenden Ölen und Silikonharzen das Penetrationsvermö
gen der Beschichtung deutlich zu verbessern und hydrophobe Ei
genschaften zu erzielen. Bei wäßrigen Korrosionsschutz-Be
schichtungssystemen ist der Zusatz dieser Stoffe bisher nicht
erfolgt, da der notwendigerweise erhöhte Zusatz von Tensiden
und Dispergierhilfsmitteln zu entscheidenden Nachteilen
führte.
Durch die bisher bekannten wasserverdünnbaren Beschichtungs
stoffe können bei Instandhaltungsanstrichen die mit der Unter
grundbeschaffenheit bestehenden Probleme nicht gelöst werden.
Die für einwandfreie Anstriche notwendige Fettfreiheit und der
Normreinheitsgrad sind selten erzielbar, so beispielsweise bei
ölverschmierten Güterwagen. Bei vernarbten Oberflächen ist
trotz Sandstrahlvorbehandlung der Einschluß von korrosionssti
mulierenden Schadstoffen, wie Sulfate oder Chloride, nicht
auszuschließen. Die Anstrichfläche wird durch die bekannten
Stoffe in Mikrobezirken nicht vollständig beschichtet. An
diesen Stellen erfolgt dann bevorzugt die erneute Korrosion.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, einen
wasserverdünnbaren Beschichtungsstoff der gattungsgemäßen Art
und ein Verfahren zur Herstellung zu schaffen, der ein hohes
Fettaufnahmevermögen und eine gute Penetrationsfähigkeit
aufweist und welcher gleichzeitig eine erhöhte Wasser- und
Wetterbeständigkeit erreicht.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Durch den Zusatz von trocknenden Ölen,
insbesondere von pflanzlichen Ölen, und/oder Silikonharzen
zur Bindemitteldispersion ohne chemische Umsetzung bei
erhöhter Temperatur, werden das Penetrationsvermögen und die
hydrophoben Eigenschaften deutlich verbessert. Es wird dabei
kein erhöhter Anteil an Zusatzstoffen benötigt, welche die
positiven Eigenschaften des Beschichtungsstoffes verschlech
tern würden. Infolge der oxydativen Trocknung der Öle wird
eine Durchhärtung der Beschichtung und eine zusätzliche
Hydrophobierung der Oberfläche erreicht.
Es werden eine entscheidend verbesserte Untergrundunem
pfindlichkeit des Beschichtungsstoffes sowie eine sehr gute
Untergrundbenetzung, Haftung und damit ein optimaler Korro
sionsschutz erreicht. Die Oberflächeneigenschaften der Be
schichtungen werden gegenüber reinen Acrylat-, Methacrylat-
Copolymer-Bindemitteln gravierend verändert. In Verbindung mit
der Zunahme der hydrophoben Eigenschaften der Beschichtungen
wird eine wesentliche Schwäche der wäßrigen Beschichtungs
stoffe überwunden. Mit der Veränderung der oberflächenspezi
fischen Eigenschaften wird es auf den Beschichtungsstoffen
möglich, zur Kennzeichnung selbstklebende Folien auf zubringen.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe weisen penetrierende
Eigenschaften auf, so daß im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten
auf stark vernarbten Untergründen gearbeitet werden kann.
Die Beschichtungsstoffe sind in der Lage, relativ dicke Öl- und
Fettschichten zu tolerieren, ohne abzuperlen. Bei geringen
Fettschichten erfolgt keine Minderung der Korrosionsschutzwir
kung. Die Beschichtungsstoffe verhalten sich damit analog zu
hochlösemittelhaltigen Beschichtungsstoffen auf Alkydharzbasis
oder auf Basis physikalisch trocknender Bindemittel. Die Was
serfestigkeit der Beschichtungen aus wäßrigen Acrylat-, Meth
acrylat- oder Acrylat-Copolymer-Bindemitteln bleibt erhalten.
Es lassen sich gut lagerbeständige, stabile Beschichtungsstof
fe herstellen, die durch Verdunstung von Wasser und den gerin
gen Anteilen organischer Lösemittel auch in dicken Schichten
schnell physikalisch trocknen und z. B. bei Raumtemperatur
durch oxydative Vernetzung nachhärten. Die Beschichtungsstoffe
weisen sehr gute Verarbeitungseigenschaften bei den üblichen
Applikationsverfahren auf. Sie ermöglichen an senkrechten Flä
chen die Applizierung von Naßschichtdicken bis 400 um, ohne
abzusacken. Trotz dieser hierzu erforderlichen hohen Struktur
viskosität ist durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine
sehr gute Verarbeitung durch Streichen gegeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der wasserverdünn
bare Beschichtungsstoff aus nur 2 Gew.% organischen
Lösungsmitteln, z. B. Testbenzin und Butylglycol, hergestellt.
Der Anteil der Pigmentstoffe, z. B. eines modifizierten
Zinkphosphats und von Eisenoxidrot, beträgt 27 Gew.% und des
Füllstoffes, z. B. Talkum, beträgt 10 Gew.%, während der Anteil
der Additive, wie Konservierungsmittel, Dispergierhilfsmittel,
Entschäumer, Rostbildungshemmer , Polyurethan-Verdickungsmittel,
mit 2,1 Gew.% gewählt ist.
In Verbindung mit dem zugesetzten Wasser bilden diese Stoffe
insgesamt 50 Gew.% des Beschichtungsstoffes. Die verbleibenden
50 Gew.% setzen sich zu gleichen Teilen aus einer Silikon
harzemulsion und aus einer Acrylat-Copolymer-Dispersion zu
sammen.
In einer zweiten Ausführungsform besteht der wasserverdünnbare
Beschichtungsstoff ebenfalls aus 2 Gew.% organischen Lösungs
mitteln, 10 Gew.% Füllstoff und 2,1 Gew.% Additiven der
aufgeführten Art, aber aus 30 Gew.% Pigmenten und 5,9 Gew.%
Wasser sowie aus 40 Gew.% einer Acrylat-Copolymer-Dispersion
und 10 Gew.% eines trocknenden Öles, z. B. Sojaöl.
In einer dritten Ausführungsform besteht der wasserverdünnbare
Beschichtungsstoff aus 2 Gew.% organischem Lösungsmittel, 10
Gew.% Füllstoff, 2,1 Gew.% Additiven und aus 27 Gew.% Pig
menten, 8,9 Gew.% Wasser sowie aus 20 Gew.% Silikonharz
emulsion, 20 Gew.% Acrylat-Copolymer-Dispersion, 10 Gew.%
trocknendes Öl, z. B. Sojaöl. Der Gewichtsverhältnisbereich der
Stoffe kann bei allen Ausführungsformen sehr stark variieren,
z. B. kann in der dritten Ausführungsform der Acrylat-
Copolymer-Dispersions-Anteil zwischen 20 bis 40 Gew.%, der
Anteil der Silikonharzemulsion zwischen 20 bis 50 Gew.% und
der Anteil des trocknenden Öls zwischen 2 bis 10 Gew.% gewählt
sein.
Claims (5)
1. Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff mit hydrophoben und
penetrierenden Eigenschaften mit weniger als 5 Gew.%
organischen Lösungsmitteln, auf der Basis von physikalisch
trocknendem Polymerisatharz, oxydativ trocknenden Ölen
und/oder Silikonharzen, mit Pigmenten, Füllstoffen, Additiven,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Bindemittel eine Kombination ohne chemische Umsetzung
von einer in Wasser dispergierten Acrylat-Copolymer-Dispersion
(50 Gew.-%)
- - und einem trocknenden Öl im Gewichtsverhältnisbereich von 100 zu 4 bis 80 oder
- - und einem trocknenden Öl im Gewichtsverhältnisbereich zur Acrylat-Copolymer-Dispersion (50 Gew.-%) von 100 zu 4 bis 80 und einer Silikonharzemulsion in einem Gewichtsverhältnis bereich zwischen der Acrylat-Copolymer-Dispersion (50 Gew.-%) mit Öl und der Silikonharzemulsion von 100 zu 2 bis 20 einge setzt ist.
2. Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Acrylat-Copolymer-Dispersion
in einem Gewichtsverhältnisbereich von anteilig 30 bis 65
Gew.% eingesetzt ist.
3. Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff nach den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigment-Volumen-Konzen
tration in einem Bereich von 15 bis 38 Vol.% gewählt ist.
4. Verwendung des wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffes nach den Ansprüchen 1
bis 3 für Korro
sions-Schutzüberzüge auf Metallen und anderen Werkstoffen.
5. Verfahren zur Herstellung des Beschichtungsstoffes nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Homogenisierung der wäßrigen Dispersionen
mit vorzulegendem Wasser und den Additiven und anschließend
eine Vor- und Feindispergierung der Feststoffe und nach der
Feindispergierung die Dispergierung weiterer Additive und die
Einarbeitung des trocknenden Öls erfolgen.
Priority Applications (1)
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DE19924229046 DE4229046C1 (de) | 1992-08-29 | 1992-08-29 | Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff, Verfahren zur Herstellung und dessen Verwendung |
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DE (1) | DE4229046C1 (de) |
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1992
- 1992-08-29 DE DE19924229046 patent/DE4229046C1/de not_active Expired - Fee Related
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