DE4239931A1

DE4239931A1 - Beschichtungsmittel, insbesondere für den Korrosionsschutz

Info

Publication number: DE4239931A1
Application number: DE19924239931
Authority: DE
Inventors: Helmut Schlautek; Klaus Schlautek
Original assignee: Emil Frei & Co GmbH
Current assignee: Emil Frei & Co GmbH
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1994-06-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel, insbesondere für den Korrosionsschutz.

Auf dem Gebiet der Beschichtungsmittel gehört die Pulverlacktechnologie zu den heute umweltverträg lichsten und auch wirtschaftlichsten Beschichtungs verfahren. Sowohl bei der Herstellung von Pulver lacken als auch bei deren Anwendung werden optimale Ergebnisse erzielt, sofern ein definiertes Korn größenspektrum des Pulvers eingehalten wird. Dieses Korngrößenspektrum bewegt sich im allgemeinen zwi schen 10 und 100 my. Vorzugsweise liegt das ge nannte Korngrößenspektrum bei elektrostatisch ver sprühbaren Lackbeschichtungspulvern vor. Beim Her stellungsprozeß läßt es sich jedoch nicht vermei den, daß im Zuge der Trockenvermahlung der Pulver lacke sowohl Feinstanteile unter 10 my als auch Grobantreile größer 100 my anfallen. Das Ausschei den der Grobanteile ist relativ einfach und sicher möglich. Das Ausscheiden der Feinstanteile ist auf wendig. Nach dem augenblicklichen technischen Stan dard ist es deshalb nicht selten üblich, daß der Pulverlack keine Grobanteile jedoch die Feinstan teile enthält, das heißt, sie werden nicht ausge sondert. Als Erfahrungswert läßt sich der Unter größenanteil mit circa 4% angeben. Sofern bei der Pulverlackverarbeitung Zyklonabscheider eingesetzt werden, treten noch einmal Feinstanteile in der gleichen Größenordnung auf. Nach einer bestimmten Zirkulationsdauer in vollautomatischen Applikati onsanlagen, fallen diese Feinstanteile ebenfalls an, ebenso wie das bei der Pulverlackmahlung der Fall ist. Eine Wiedereinarbeitung ausgeschiedener Feinstanteile in den laufenden Neuherstellungspro zeß ist äußerst kompliziert, da speziell die Feinst anteile aus den Applikationsprozessen in erhebli chem Maße das Extruderverhalten bei der Neuchargen fertigung erschweren. Darüber hinaus bereitet es selbstverständlich Schwierigkeiten, bei einem viel schichtigen Farbtonanfall eine typgerechte Einar beitung dieser Feinstanteile zu organisieren.

Aufarbeitungsmöglichkeiten anderer Art für die aus geschiedenen Feinstanteile stehen zur Verfügung. Es ist beispielsweise möglich, diese "Abfälle" in ge eigneten Lösungsmitteln zu lösen. Es resultieren hochwertige Einbrennlackfarben, die im gleichen Zy klus vernetzt werden können wie der zuvor genannte Pulverlack. Darüber hinaus können derartige "Lösun gen" mit geeigneten Härtern vernetzt werden. In Frage kommen sowohl Polyamine, Polyaminoamide als auch Polyisocyanate. Es lassen sich dadurch ge brauchstüchtige und verschleißfeste Beschich tungsmittel erzielen. Nachteilig ist jedoch, daß aus dem "umweltverträglichen Pulverlack" ein "um weltunverträglicher Flüssiglack" wird. Hinzu kommt, daß mit der Lösung der Pulverlackabfälle in organi schen Lösemitteln der für die thermische Vernetzung eingearbeitete Härtertyp latent aktiv wird. Die La gerstabilität dieser "Pulverlacklösungen" ist daher sehr begrenzt und zeitlich nicht genau definierbar.

In der Praxis hat sich daher derzeit folgende Ent sorgungsmethode herauskristallisiert:

Die Pulverrückstände werden unter einem nicht ge ringen Energieaufwand aufgeschmolzen und dann den Haushaltmülldeponien zugeführt. Bei einem durch schnittlichen Material- und Herstellungspreis von beispielsweise DM 4,-/kg bedeutet dies einen nicht unerheblichen volkswirtschaftlichen Verlust. Hierzu sei angemerkt, daß in Deutschland im Jahre 1991 circa 93 000 t Pulverlack produziert wurden. In Eu ropa waren es circa 160 000 t. Die Abfallquote liegt zwischen 3 bis 4%. Dies führt dazu, daß in Deutschland circa 2000 t und europaweit circa 6000 t im Jahre 1991 als zu deponierender Abfall angefallen sind. Zu dem Materialverlust und den De poniekosten kommen noch die Transportkosten hinzu.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die anfallenden Pulverlackabfälle sinnvoll zu nutzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Beschichtungsmittel Pulverlackabfälle in Form von Kornuntergrößen, wie sie in dem Herstel lungs- und/oder Applikationsprozeß von Pulverlacken anfallen, als organisches Verschnittmittel auf weist. Demnach werden die Pulverlackabfälle aus den Unterkorngrößenbereichen nicht als ein Vorprodukt für die Herstellung eines anderen Anstrichmittels verwendet, auch erfolgt keine Entsorgung auf einer Deponie, vielmehr werden diese wertvollen Posten als organisches Verschnittmittel eingesetzt. Die organische Verschnittmittel-Komponente bewirkt ein niedriges spezifisches Gewicht bei hohem Festkör peranteil und hohem Festkörpervolumen. Das erfin dungsgemäße Beschichtungsmittel, das insbesondere für Korrosionsschutzbeschichtungen eingesetzt wird, ist farbtonunabhängig, das heißt, es wird insbeson dere als Zwischenschichten im Bereich des allgemei nen Korrosionsschutzes eingesetzt. Bedarfsformab hängig kann stets ein konventioneller Schlußan strich aufgetragen werden, der den coloristischen Vorstellungen des Anwenders entspricht. Unabhängig von der Mehrstoffanwendung, also einem Korrosions schutzgrundanstrich, dem nachfolgenden Auftragen des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels und ei ner Schlußbeschichtung ist für bestimmte Bereiche auch eine vorzugsweise alleinige direkte Anwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels auf den verschiedenartigsten Anstrichträgern möglich. Spe ziell bei Stahl und seinen verschiedenartigen Le gierungen kann das erfindungsgemäße Be schichtungsmittel eingesetzt werden. Möglich ist dabei der Einbau von Korrosionsschutz-Pigmenten, beispielsweise von Aluminiumtriphosphat. Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel handelt es sich somit um ein Recycling-System, weil die bei der Herstellung und der Applikation von Pulverlac ken anfallenden Pulverlackabfälle in einem Recyc ling-Verfahren einer neuen, sinnvollen und ökonomi schen Verwendung zugeführt werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Beschichtungs mittel ein Bindemittel aufweist, das als Disper sion, insbesondere kalthärtende Dispersion, ausge bildet ist. Das Bindemittel weist vorzugsweise Co polymere von Butylacrylat und/oder Styrol auf. Überdies kann das Bindemittel insbesondere eine oxidativ trocknende Alkyd-/Acryl-Copolymeremulsion aufweisen. Die das Bindemittel bildende Dispersion hat bevorzugt einen pH-Wert im Bereich von 6 bis 12, insbesondere 8 bis 10.

Die Basis der genannten Alkyd-/Acryl-Copolymeremul sion weist bevorzugt pflanzliche Fettsäuren, insbe sondere mit einem Triglycerid-Anteil auf.

Vorzugsweise besitzt das erfindungsgemäße Beschich tungsmittel eine Komponente, die als Netzmittel ausgebildet ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Beschichtungsmittel eine Komponente als Film bildungshilfsmittel aufweist.

Des weiteren kann vorteilhaft sein, wenn ein Ver dicker vorgesehen ist. Dieser Verdicker wird vor zugsweise mit demineralisiertem Wasser vorverdünnt. Als Verdicker kann ein Acryl-Mischpolymer einge setzt werden, oder ein Stoff, der ein Acryl- Mischpolymer aufweist.

Die das Bindemittel bildenden wassergelösten Kunst stoff-Dispersionen verhalten sich aufgrund ihres pH-Wertes im Bereich von 8 bis 10 völlig indiffe rent zu der "Pulverfüllung". Damit ist eine unbe grenzte Lagerstabilität unter normalen Temperatur bedingungen gegeben. Nach einer besonderen Ausfüh rungsform kann bei dem sehr einfachen Herstellungs prozeß der gezielte Einsatz von Netzmitteln vor teilhaft sein. Dadurch ist die Einarbeitung der Pulverlackabfälle in Form eines sogenannten "Slurry" ermöglicht.

Ferner ist es vorteilhaft, eine Komponente aus Di butylphthalat vorzusehen, die nicht nur als gelie render Weichmacher, sondern gleichzeitig auch gegen ein Verkrusten in der "Schwallzone" der Lieferge binde des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels wirkt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Rezeptur des Beschichtungsmittels demineralisiertes Wasser auf weist. Diesem werden folgende Rohstoffe unter Rüh ren zugesetzt: Natriumkoliphospatpulver, Disper gierhilfsmittel anionisch/nicht ionisch als ober flächenaktive Substanz, insbesondere mit einer Ak tivität von 35%.

Ferner wird hochdisperse Kieselsäure, insbesondere hydrophobiert, zugesetzt. Eine weitere Komponente sind Mikrohohlkugeln mit einem mittleren Teilchen durchmesser von etwa 50 mym. Schließlich werden un ter Rühren die Pulverlackabfälle, also der Feinst pulverlack, insbesondere endgefiltert, zugesetzt. Anschließend wird in einem niedertourigen Dissolver hinzugemischt: Entlüftungsmittel, insbesondere eine Mischung einer hydrophoben Kieselsäure mit flüssi gen Kohlenwasserstoffen und nicht ionogenen Emulga toren sowie synthetischen Copolymeren, insbesondere emulgierbar und mit einem pH-Wert zwischen 4 und 6. Als weiterer Bestandteil wird ein Topfkonservierer eingemischt, wobei es sich um eine synergetische Kombination aromatischer Verbindungen handelt, die schwermetall- und phenolfrei sind, fungizid sowie bakterizid sowie algicid wirken und einen pH-Wert von 4 bis 5 aufweisen. Anschließend wird dann lang sam - unter laufendem Mischer - mit Bindemittel auf lackiert. Hierbei handelt es sich um eine Disper sion eines Copolymers aus Butylacrylat und Styrol, insbesondere mit einem 50%igen Wasseranteil. Die Viskosität dieser Dispersion beträgt bei 23 Cel sius etwa 100 bis 350 mPa·s. Der ph-Wert liegt etwa zwischen 9 und 10. Ferner kommt eine oxidativ trocknende Alkyd-/Acryl-Copolymeremulsion hinzu, deren Basis spezielle pflanzliche Fettsäuren mit vorzugsweise 24%igem Triglyceridanteil enthält. Die Copolymeremulsion ist strukturviskos und weist einen pH-Wert von 7 bis 10, insbesondere 8 bis 9,5 auf.

Ferner wird als Bindemittelanteil vorzugsweise noch Dibutylphthalat zugesetzt, wodurch ein Filmbildungs hilfsmittel geschaffen ist und die Bildung eines rißfreien Filmes der Lackschicht während der Trock nungsphase garantiert wird. Anschließend wird ein Verdicker unter laufendem Mischer zugesetzt, wobei der Verdicker zuvor mit demineralisiertem Wasser, insbesondere im Verhältnis 1 : 1 versetzt worden ist. Bei dem Verdicker handelt es sich insbesondere um eine Acryl-Mischpolymeremulsion mit 30% Wirksub stanz und einem pH-Wert von 1 bis 5, insbesondere 2 bis 3,5.

Insbesondere sind bevorzugt im erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel folgende Anteile vorgesehen:

25,8% (+/-5%) Wasser, insbesondere demineralisiert
0,6% (+/-0,2%) Natriumkoliphosphatpulver
0,6% (+/-0,2%) Dispergierhilfsmittel
0,2% (+/-0,1%) Hochdisperse Kieselsäure, hydrophobiert
0,2% (+/-0,1%) Mikrohohlkugeln
36% (+/-10%) Pulverlackabfälle in Form von Korn untergrößen als Verschnittmittel
0,6% (+/-0,2%) Entlüftungsmittel, insbesondere als Mischung einer hydrophoben Kiesel säure mit flüssigen Kohlenwasser stoffen und nicht ionogenen Emulga toren und synthetischen Copolymeren
1,0% (+/-0,5%) Topfkonservierer
25% (+/-5,0%) Dispersionen eines Copolymers aus Bu tylacrylat und Styrol
7,5% (+/-2,5%) oxidativ trocknende Alkyd-/Acryl-Co polymeremulsion
1,5% (+/-0,5%) Dibutylphthalat
1,0% (+/-0,7%) Verdicker.

Die Applikation erfolgt vorzugsweise mittels ein schlägiger Verfahren, wie pneumatisches Spritzen, Airless-Spritzen, mit für Wasserlack geeigneten Einrichtungen im Zuge einer elektrostatischen Ver spritzung sowie handwerklich durch Streichen, Rol len oder auch im Tauchverfahren. Das absolut lö semittelfreie System des erfindungsgemäßen Be schichtungsmittels ist unbrennbar, physiologisch unbedenklich und besticht durch hervorragende Ver arbeitungseigenschaften. Aufgrund dieser Charakte ristiken ist es auch in schwer belüftbaren Innenbe reichen oder in ex-gefährdeten Zonen problemlos an wendbar. Die Trocknung erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperaturen, insbesondere oberhalb +10° Cel sius und bei Luftfeuchtigkeiten kleiner 30% (rela tive Feuchte).

Insgesamt ist das erfindungsgemäße Beschich tungsmittel eine wirtschaftlich interessante Mög lichkeit, aus einem umweltbelastenden Abfallpro dukt, nämlich den Pulverlackabfällen, ein ge brauchstüchtiges und umweltverträgliches, physiolo gisch unbedenkliches Korrosionsschutz-System zu formulieren.

Claims

1. Beschichtungsmittel, insbesondere für den Korro sionsschutz, dadurch gekennzeichnet, daß es Pulver lackabfälle in Form von Kornuntergrößen, insbeson dere aus dem Herstellungs- und/oder Applikations prozeß von Pulverlacken, als organisches Ver schnittmittel aufweist.

2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß es ein Bindemittel aufweist, das als Dispersion, insbesondere kalthärtende Disper sion, ausgebildet ist.

3. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bin demittel Copolymere von Butylacrylat und/oder Sty rol aufweist.

4. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bin demittel mindestens eine, insbesondere oxidativ trocknende Alkyd-/Acryl-Copolymeremulsion aufweist.

5. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bindemittel bildende Dispersion einen pH-Wert im Bereich von 6 bis 12, insbesondere 8 bis 10, auf weist.

6. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ba sis der Alkyd-/Acryl-Copolymeremulsion pflanzliche Fettsäure mit einem Triglycerid-Anteil aufweist.

7. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Netzmittel aufweist.

8. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Filmbildungshilfsmittel aufweist.

9. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Verdicker aufweist.

10. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver dicker mit vorzugsweise demineralisiertem Wasser vorverdünnt ist.

11. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver dicker ein Acryl-Mischpolymer aufweist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Beschichtung mittels insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es nach folgender Rezeptur erstellt wird: 25,8% (+/-5%) Wasser, insbesondere deminerali siert,nachfolgende Rohstoffe werden unter Rühren hinzuge setzt:0,6% (+/-0,2%) Natriumkoliphosphatpulver
0,6% (+/-0,2%) Dispergierhilfsmittel, anio nisch/nicht ionisch mit oberflä chenaktiven Substanzen von 35%
0,2% (+/-0,1%) Hochdisperse Kieselsäure, hy drophobiert
0,2% (+/-0,1%) Mikrohohlkugeln mit einem mittleren Teilchendurchmesser von insbeson dere etwa 50 mym
36% (+/-10%) Pulverlackabfälle in Form von Korn untergrößen, insbesondere aus dem Herstellungs- und/oder Applikati onsprozeß von Pulverlacken, bevor zugt endgefiltert,in einem Dissolver oder dergleichen werden dann, insbesondere niedertourig hinzugemischt:0,6% (+/-0,2%) Entlüftungsmittel, vorzugsweise eine Mischung einer hydrophoben Kiesel säure mit flüssigen Kohlenwasser stoffen und nicht ionogenen Emul gatoren und synthetischen Copoly meren, emulgierbar, inbesondere mit einem pH-Wert von 5 bis 7, insbe sondere 4 bis 6
1,0% (+/-0,5%) Topfkonservierer, insbesondere eine synergetische Kombination aromati scher Verbindungen, die vorzugs weise schwermetall- und phenolfrei sind, insbesondere fungizid, bakte rizid und algizid wirken und insbe sondere einen pH-Wert zwischen 3 und 6, insbesondere 4 und 5 aufwei seninsbesondere mittels eines langsam laufenden Mi schers wird ein Bindemittel hinzugegeben, das sich wie folgt zusammensetzt:25% (+/-5,0%) einer Dispersion eines Copolymers aus Butylacrylat und Styrol, vor zugsweise mit 50% Wasseranteil, ei ner Viskosität bei 23° Celsius von etwa 50-500, insbesondere 100-350 mPa·s und einem pH-Wert von 7 bis 12, insbesondere 9 bis 10
7,5% (+/-2,5%) oxidativ trocknende Alkyd-/Acryl-Co polymeremulsion, insbesondere mit einer Basis aus pflanzlichen Fett säuren mit einem 10-30, insbeson dere 24%igen Triglyceridanteil, vorzugsweise strukturviskos, insbe sondere mit einem pH-Wert von 7 bis 11, insbesondere 8 bis 9,5
1,5% (+/-0,5%) Dibutylphthalat, als Einsatz eines Filmbildungshilfsmittels sowie zur
1,5% (+/-0,5%) Dibutylphthalat, als Einsatz eines Filmbildungshilfsmittels sowie zur Bildung eines rißfreien Filmes der Lackschicht während der Antrock nungsphaseanschließend wird ein vorverdünnter Verdicker zuge mischt, was insbesondere mittels eines langsam lau fenden Mischers erfolgt, wobei eine Vorverdünnung im Bereich von 1 : 2 beziehungsweise 2 : 1, insbeson dere 1 : 1 mit Wasser, insbesondere demineralisiertem Wasser,vorgenommen wird, wobei der Verdicker einen Anteil von1,0% (+/-0,7%)ausmacht, und wobei es sich dabei um eine Acryl- Mischpolymeremulsion handelt, mit vorzugsweise 30%iger Wirksubstanz und einem pH-Wert von 1 bis 5, insbesondere 2 bis 3,5.