DE4332832A1

DE4332832A1 - Lack sowie Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE4332832A1
Application number: DE19934332832
Authority: DE
Original assignee: Suedwest Lacke & Farben & GmbH
Current assignee: Suedwest Lacke & Farben & GmbH
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1995-03-30

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lack sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Lacke sind seit langem bekannte, meist flüssige und seltener pulverförmige Substanzen, die in dünner Schicht auf Gegenstände aufgetragen werden und die durch chemische Reaktionen und/oder physikalische Veränderungen einen auf dem Gegenstand haftenden, festen Film bilden, der dekorative und/oder schützende Funktionen hat. Ein wichtiger Bestandteil flüssiger Lacke ist das Lösungsmittel. Als Lösungsmittel, die auch als Verdünnungsmittel bezeichnet werden, setzt man Flüssigkeiten ein, in denen ein Bindemittel des Lacks aufgelöst wird, um den Lack in eine mit Streich- oder Sprühvorrichtungen applizierbare Form zu bringen. Beispiele für bekannte Lösungsmittel sind Etheralkohole, Aliphaten, Alkohole, Aromaten, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Ester, Hydroaromaten, Ketone, Terpenkohlenwasserstoffe und Wasser. Oft werden mehrere dieser oder anderer Lösungsmittel miteinander kombiniert. Beim Trocknen des aufgetragenen Lacks verdunsten diese Lösungsmittel fast vollständig. Freigesetzte organische Lösungsmittel belasten dabei die Umwelt in unerwünschter Weise und insbesondere bei der Verarbeitung von Lacken in geschlossenen Räumen kann eine Gesundheitsgefährdung für die den Lack verarbeitenden Personen und sich in den Räumen, in denen der Lack verarbeitet wurde, aufhaltenden Personen durch die flüchtigen organischen Lösungsmittel nicht ausgeschlossen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lack zur Verfügung zu stellen, der keine unerwünschten Lösungsmittel freisetzt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch den Lack gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1. Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lackes ist im unabhängigen Patentanspruch 18 angegeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und in dem Ausführungsbeispiel angegeben.

Der erfindungsgemäße Lack zeichnet sich dadurch aus, daß er frei von organischen Lösungsmitteln ist. Er enthält ein Lösungsmittel auf wäßriger Basis, vorzugsweise Wasser, ein Acrylharzbindemittel sowie ein Verdickungsmittel.

Vorteilhafterweise enthält der erfindungsgemäße Lack zusätzlich zumindest ein Lackhilfsmittel. Als Lackhilfsmittel kommen beispielsweise Netzmittel, wie hochmolekulare Block- Copolymere, zum Einsatz. Ein geeignetes Netzmittel sind Tenside. Als weiteres Lackhilfsmittel können wäßrige Lösungen eines niedrigen substituierten Alkohols, wie 2-Amino-2- methyl-1-propanol, verwendet werden. Als vorteilhaft hat sich auch der Einsatz eines Entschäumers erwiesen. Als Entschäumer eignen sich Polymere, wie Polyglykole, sowie Polysiloxane (Silicone) allein oder in Kombination. Es hat sich weiterhin als günstig erwiesen, dem Lack auch ein Biozid zuzusetzen, der diesen vor mikrobiellem Befall schützt. Geeignete Biozide sind beispielsweise cyclische halogenierte Verbindungen, wie Isothioazinon-Verbindungen, die in geeigneter Kombination synergistische Effekte zeigen. Schließlich können in dem erfindungsgemäßen Lack als Hilfsmittel auch noch Zusätze zur Erzielung eines bestimmten Oberflächeneffekts enthalten sein. Durch die Zugabe einer Polyolefinwachsdispersion, wie einer Polyethylenwachs-Dispersion, kann man die Oberflächenhärte des auf ein Substrat aufgetragenen Lacks steuern.

Das im erfindungsgemäßen Lack enthaltene Acrylharzbindemittel ist vorzugsweise eine Dispersion auf der Basis eines Acryl- Methacrylsäurerestes, die zusätzlich einen Gehalt an Styrol aufweisen kann. Als weiteres Bindemittel kann schließlich eine aliphatische Polyurethandispersion in dem erfindungsgemäßen Lack verwendet werden.

Der für den erfindungsgemäßen Lack eingesetzte Verdicker ist vorzugsweise ein Verdicker auf Polyurethanbasis.

Um einen farbigen, deckenden Anstrich zu erhalten, kann in dem erfindungsgemäßen Lack noch ein Pigment enthalten sein. Für einen Weißlack ist beispielsweise Titandioxid ein geeignetes Pigment.

Die einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Lacks werden vorzugsweise in folgenden Mengen, in Gew.-% eingesetzt:

18-20,85% Wasser
40-43% einer Dispersion auf der Basis von Acryl- Methacrylsäureester und Styrol,
2-2,7% eines Polyurethan-Verdickers,
12-14% einer aliphatischen Polyurethan-Dispersion,
0,4-0,5% eines Netzmittels,
0,2-0,25% 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol mit 10% Wasser,
0,3-0,45% eines Entschäumers,
0,1-0,15% einer synergistischen Biozidkombination cyclischer halogenierter Verbindungen,
18-21% Titandioxid, und
3-3,3% einer Polyethylenwachs-Dispersion.

Ein erfindungsgemäßer Lack kann beispielsweise die folgende Zusammensetzung, in Gew.-%, aufweisen:

18% Wasser
43% einer Dispersion auf der Basis von Acryl- Methacrylsäureester und Styrol,
2% eines Polyurethan-Verdickers,
12% einer aliphatischen Polyurethandispersion,
0,4% eines Netzmittels
0,2% 2-Amino-2-methyl-1-propanol mit 10% Wasser,
0,3% eines Entschäumers,
0,1% einer synergistischen Biozidkombination cyclischer halogenierter Verbindungen,
21% Titandioxid, und
3% einer Polyethylenwachsdispersion.

Wie sich aus der obigen Zusammensetzung ergibt, kommt der erfindungsgemäße Lack völlig ohne organische Lösungsmittel aus. Als Lösungsmittel enthält dieser lediglich die ökologisch und gesundheitlich unbedenkliche Verbindung Wasser. Eine Belastung der Umwelt und gesundheitlich Gefahren für Personen, die mit dem erfindungsgemäßen Lack in Verbindung kommen, sind somit nicht gegeben. Durch die Verwendung eines nichtflüchtigen Acrylharzbindemittels, wie eines Acryl-Methacrylsäureesters, besteht auch nicht die Gefahr, daß von dieser Seite ökologisch und gesundheitlich unerwünschte Begleiterscheinungen bei der Verarbeitung und Trocknung des Lacks gemäß der vorliegenden Erfindung auftreten. Der vorliegende neue Lack emittiert somit keine unerwünschten Dämpfe in die Umgebung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Lacks umfaßt die folgenden Schritte:

- Vorlegen von Wasser,
- Zugabe eines Verdickers unter Rühren,
- Bereitstellen des Bindemittels, sowie
- langsames Unterrühren des Verdickers in Wasser unter das Bindemittel.

In einem weiteren Schritt können vor der Zugabe des Bindemittels die vorerwähnten Lackhilfsstoffe, wie Netzmittel, wäßrige Lösungen eines niedrigen substituierten Alkohols, eines Entschäumers und/oder eines Biozids, zugegeben werden.

Falls ein pigmenthaltiger Farblack hergestellt werden soll, wird das Pigment vorteilhafterweise zu dem Gemisch aus Wasser und Verdicker, welches gegebenenfalls noch die Lackhilfsmittel enthält, zugegeben.

Das bereitgestellte Bindemittel kann lediglich ein Acryl- Methacrylsäureester sein. Vorteilhafterweise enthält es jedoch noch Styrol in dispergierter Form. Darüber hinaus kann als weiteres Bindemittel noch eine aliphatische Polyurethandispersion zugegeben werden. Falls mehrere Bindemittel gleichzeitig eingesetzt werden, werden diese üblicherweise erst zusammengemischt und anschließend zu den übrigen Substanzen gegeben.

Wird ein Lack mit einer bestimmten Oberflächenhärte gewünscht, so wird dem Gemisch aus Wasser, Verdicker, gegebenenfalls Lackhilfsmittel und Pigmenten sowie Bindemittel ein Zusatz zur Erzielung eines bestimmten Oberflächeneffekts, wie beispielsweise eine wäßrige Polyethylenwachsdispersion, zugegeben.

Nach Zugabe eines Zusatzes zur Erzielung eines bestimmten Oberflächeneffekts kann dann nochmals eine wäßrige Polyurethanemulsion als Verdicker zugegeben werden.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zum Abschluß des erfindungsgemäßen Verfahrens nochmals eine geringe Menge an Entschäumer in das Lackgemisch einzubringen.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sofern nichts anderes angegeben ist, beziehen sich die Prozentangaben auf Gewichtsprozente.

Beispiel

Es werden in einem Behälter 5% Wasser vorgelegt, in das 1,5% Polyurethan-Verdickungsmittel eingerührt werden. Zu der Emulsion aus Wasser und Verdickungsmittel werden einzeln nacheinander 0,4% eines hochmolekularen Block-Copolymers als Netzmittel, 0,2% 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 0,2% Entschäumer (Polymer und Polysiloxan) und 0,1% einer synergetischen Biozidkombination cyclischer halogenierter Verbindungen unter Rühren zugegeben. In das vorliegende Gemisch werden schließlich noch 21% Titandioxid eingebracht und bis zur Feinheit dispergiert. Dieses Gemisch wird anschließend noch gemahlen.

In einem weiteren Behälter wird das Bindemittel vorgelegt. Dabei werden 43% einer Dispersion auf der Basis Acryl- Methacrylsäureester und Styrol in den Behälter eingebracht, dem dann 12% einer aliphatischen Polyurethandispersion unter Rühren eingegeben werden. Das Mahlgut aus Wasser, Verdicker, Lackhilfsmittel und Pigment wird sodann langsam in das Bindemittel eingerührt.

In einem weiteren Behälter werden 3% einer Polyethylenwachs dispersion mit 2% Wasser gemischt. Das Gemisch wird anschließend dem vorgenannten Gemisch aus Wasser, Verdicker, Lackhilfsmittel, Pigmenten und Bindemittel zugesetzt. In einem weiteren getrennten Behälter werden 11% Wasser und 0,5 % Polyurethanverdickungsmittel gut gemischt und das Gemisch anschließend in den Behälter mit Wasser, Verdicker, Lackhilfsmitteln, Pigmenten und Bindemittel überführt, wo nochmals eine gute Durchmischung der Substanzen erfolgt. In einem letzten Schritt schließlich wird der Mischung nochmals ein Entschäumer (Polymer und Polysiloxan) in einer Menge von 0,1% zugesetzt.

Der erhaltene Lack ist völlig frei von organischen Lösungsmitteln. Er emittiert daher keine organischen Lösungsmittel beim Austrocknen. Beim Abtrocknen eines aufgetragenen Lackfilms werden lediglich Wasserdämpfe frei, da die als Bindemittel eingesetzten Stoffe nichtflüchtig sind. Der erfindungsgemäß hergestellte Lack ist somit hervorragend zur Verarbeitung in geschlossenen Räumen geeignet.

Claims

1. Lack, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Lösungsmittel auf wäßriger Basis, ein Acrylharz- Bindemittel, sowie einen Verdicker enthält.

2. Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Wasser ist.

3. Lack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich zumindest ein Lackhilfsmittel enthält.

4. Lack nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lackhilfsmittel ein oder mehrere Netzmittel, eine oder mehrere wäßrige Lösungen eines niedrigen substituierten Alkohols, ein oder mehrere Entschäumer, ein oder mehrere Biozide und/oder ein oder mehrere Zusätze zur Erzielung spezieller Oberflächeneffekte enthalten sind.

5. Lack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylharz-Bindemittel eine Dispersion auf der Basis eines Acryl- Methacrylsäurerestes ist.

6. Lack nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion auf der Basis eines Acryl- Methacrylsäurerestes zusätzlich einen Gehalt an Styrol aufweist.

7. Lack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdicker Polyurethan enthält.

8. Lack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack als weiteres Bindemittel eine aliphatische Polyurethan-Dispersion enthält.

9. Lack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin zumindest ein Pigment enthält.

10. Lack nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment Titandioxid ist.

11. Lack nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz zur Erzielung spezieller Oberflächeneffekte eine Polyolefinwachs- Dispersion enthält.

12. Lack nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefinwachs-Dispersion eine Polyethylenwachs- Dispersion ist.

13. Lack nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel ein hochmolekulares Block-Copolymer ist.

14. Lack nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Entschäumer Polymere und Polysiloxane enthält.

15. Lack nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Biozid eine synergistische Kombination cyclischer halogenierter Verbindungen ist.

16. Lack nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrige substituierte Alkohol ein Gemisch aus 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol mit 10 Gew.-% Wasser ist.

17. Lack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung in Gew.-%: 18% Wasser
43% einer Dispersion auf der Basis von Acryl- Methacrylsäureester und Styrol,
2% eines Polyurethan-Verdickers,
12% einer aliphatischen Polyurethan-Dispersion,
0,4% eines Netzmittels,
0,2% 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol mit 10% Wasser,
0,3% eines Entschäumers,
0,1% einer synergistischen Biozidkombination cyclischer halogenierter Verbindungen,
21% Titandioxid, und
3% einer Polyethylenwachs-Dispersion.

18. Verfahren zur Herstellung eines Lacks, insbesondere eines Lacks nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Vorlegen von Wasser,
- Zugabe eines Verdickers unter Rühren,
- Bereitstellen eines Bindemittels, sowie
- langsames Unterrühren des Verdickers in Wasser unter das Bindemittel.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zugabe des Bindemittels in das Gemisch aus Wasser und Verdicker ein oder mehrere Lackhilfsmittel eingebracht werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß es weitere, folgende Schritte umfaßt:

- Zugabe eines oder mehrerer Pigmente zu dem Gemisch aus Wasser und Verdicker, das gegebenenfalls Lackhilfsmittel enthält,
- und Unterrühren des vorstehenden Gemischs in das Bindemittel.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet durch den folgenden weiteren Schritt:

- Mischen eines Zusatzes zur Erzielung eines speziellen Oberflächeneffektes mit Wasser und Zugabe des Gemischs zu dem Gemisch aus Wasser, Verdicker und Bindemittel, welches gegebenenfalls Lackhilfsmittel und/oder Pigmente enthält.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß

- Wasser in einem Behälter vorgelegt wird,
- ein Verdicker unter Rühren zugegeben wird,
- ein Netzmittel, eine wäßrige Lösung eines niedrigen substituierten Alkohols, ein Entschäumer sowie ein Biozid einzeln dem Gemisch aus Wasser und Verdicker zugegeben werden,
- ein fein dispergiertes Pigment unter die Mischung gerührt wird,
- in einem weiteren Behälter ein Bindemittel vorgelegt wird,
- das Gemisch aus Wasser, Verdicker, Netzmittel, wäßriger Lösung eines niedrigen substituierten Alkohols, Entschäumer, Biozid und Pigment zu dem Bindemittel zugegeben wird,
- ein Gemisch aus einem Zusatz zur Erzielung eines speziellen optischen Oberflächeneffekts und Wasser untergerührt wird,
- ein weiteres Gemisch aus Verdicker und Wasser unter Rühren zugegeben wird, sowie
- nochmals ein Entschäumer zugegeben wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdicker ein Polyurethan-Verdicker, das Netzmittel ein hochmolekulares Block-Copolymer, die wäßrige Lösung eines niedrigen substituierten Alkohols 2-Amino-2-methyl-1-propanol in 10% Wasser, der Entschäumer ein Gemisch aus einem Polymer und Polysiloxanen, das Biozid eine synergetische Kombination cyclischer halogenierter Verbindungen, das Pigment Titandioxid, das Bindemittel eine Dispersion auf der Basis von Acrly-Methacylsäureester und Stryrol, sowie einer alphatischen Polyurethandispersion und der Zusatz zur Erzielung eines speziellen Oberflächeneffekts eine Polyethylenwachsdispersion ist.