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Herstellung von Metallpulver, insbesondere Blei, enthaltenden Pigmenten
Die Verwendung von fein verteilten Metallen, wie z. B. Zink, Aluminium oder Blei,
als Zusatz zu Rostschutzfarben ist bekannt. Ausgenommen dann, wenn die Herstellung
solcher Metallpulver durch Kondensation von Metalldämpfen erfolgt, wie beispielsweise
bei Zink, stößt sie insbesondere auf Schwierigkeiten, wenn die Metalle zähe sind,
wie Blei oder gewisse Amalgame.
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Es ist zwar ein Verfahren zur Herstellung von Bleipigment bekannt,
welches darin besteht, Bleistücke in rotierenden Trommeln mit Stahlkugeln oder ,ähnlichen
Zerkleinerungskörpern bei Temperaturen unter 200°G und Überblasen von Luft durch
rein mechanisches Abreiben in ein Gemisch von Bleistaub und niederen Oxyden des
Bleis zu verwandeln. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß es langsam vor
sich geht, einen .großen Kraftbedarf erfordert,- und daß das dabei entstehende Produkt
derart reaktionsfähig ist, daß es sich an der Luft von selbst entzündet, eine Eigenschaft,
die z. B. der Verwendung als Pigment im Wege steht.
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Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern bekannt,
derart, daß geschmolzene Metalle mit fein gepulverten anorganischen Stoffen innig
verrührt werden, bis die Temperatur der Mischung unter den Erstarrungspunkt des
Metalls gesunken ist, worauf dann die Entfernung des Zumischkörpers durch Schlämmen
oder Lösen erfolgt. Solche Metallpulver sollen insbesondere für Löt- und Metallisierungszwecke,
in der Pyrotechnik sowie auch zu Anstrichen Verwendung finden.
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Was nun diese Verwendung als Anstriche betrifft, so müssen Metallpigmente,
die zu Rostschutzanstrichen dienen sollen, Eigenschaften besitzen, welche die nach
dem zuletzt geschilderten Verfahren hergestellten Pulver nicht aufzuweisen vermögen.
Man verlangt von einem Rostschutzpigment einerseits größte Oberfläche, andererseits
aber nicht zu hohen Dispersitätsgrad, letzteres nicht, weil Pigmente in zu feiner
Verteilung dem Farbfilm keine Festigkeit verleihen. Die große Oberfläche aber ist
erwünscht, weil dabei t. ein äußerst inniger Kontakt zwischen dem Farbenbindemittel
und dem Pigment entsteht, wodurch die den Zusammenhang des Farbfilms bedingenden
Adhäsionskräfte zur vollen Wirkung gelangen können, wodurch ferner etwaige chemische
Reaktion=en beschleunigt, die Quellbarkeit verringert, eine große Gleichmäßigkeit
des Films erreicht und seine Haltbarkeit gewährleistet wird, und z. Pigmente mit
großer Oberfläche nicht dem Absetzen unterliegen, welches einerseits in der lagernden
Farbe zur Bildung von harten Sedimenten, andererseits aber auch zum Entmischen im
frischen Anstrich führt, so daß an der Anstrichoberfläche eine zu ölreiche Schicht
und in der Tiefe -eine zu pigmentreiche Schicht entsteht, die Zusammensetzung also
nicht an allen Stellen des Querschnittes die gleiche ist.
Die seither
verwendeten Metallpulver genügen den beiden Anforderungen nicht. Man kann ihnen
vielmehr nur durch ein Pigment gerecht werden, das von ausgesprochen schwammartiger
Struktur ist, wobei also die Hohlräume eines unmetallischen Mikroschwammskelettes
vom Metall ausgefüllt sind, dessen innere Oberfläche dadurch natürlich sehr bedeutend
vergrößert wird.
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Das Skelettmaterial bewirkt überdies noch, daß im ganzen Querschnitt
des Farbfilms eine möglichst vollkommene Packung erreicht wird, somit schädliche
Zwischenräume, die mit quellbarem Bindemittel ausgefüllt sind, auf ein Minimum reduziert
werden. Durch einfaches Mischen von Metallen mit irgendwelchen hitzebeständigen,
inerten Körpern ist die Herstellung von Pigmenten mit den geschilderten Eigenschaften
nicht möglich:. So wird z. B. beim Mischen von geschmolzenem Kupfer mit Quarz einfach
durch die reibende Wirkung der Körper wohl eine Zerkleinerung des Metalls erzielt
werden können, nicht aber eine Schwammbildung.
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Hierzu ist in erster Linie die richtige Auswahl der Zusatzkörper erforderlich,
die ja später einen wesentlichen Bestandteil des Pigmentes bilden; besonders geeignet
sind z. B. als Zusätze Metalloxyde, Asbestpulver, Bleiweiß o. dgl. Die Zusatzkörper
müssen sich zu Schwammskeletten eignen, aber auch sonst solche maltechnisch wertvollen
Eigenschaften aufweisen, die jene des Metalls ergänzen. Es ist aber auch nötig,
um eine möglichst weitgehende Schwammbildung zu erreichen, das Metall nicht als
zusammenhängende, geschmolzene Masse, sondern in Form von feinsten Kügelchen zerstäubt
mit dem Zusatzkörper zusammenzubringen, dessen Temperatur natürlich höher liegen
muß als der Erstarrungspunkt des Metalls. Auf diese Weise gelingt es, durch einen
einzigen Arbeitsgang zu schwammartigen Pigmenten von solcher Feinheit zu gelangen,
daß sie ohne weiteres zu Anstrichzwecken verwendet werden können.
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Das Zerstäuben kann auf beliebige Weise erfolgen. Die Zerstäubungsvorrichtung
wird gegen einen in Bewegung befindlichen Strom der Zusatzkörper gerichtet. Im Gegensatz
zu anderen Verfahren muß hier ein Abkühlen unter den Schmelzpunkt des Metalls möglichst
lange hinausgeschoben werden, um den Metallteilchen Gelegenheit zu geben, in die
Poren des Zumischpulvers einzudringen. Die Gefahr eines Zusammenlaufens oder Zusammenschweißens
der Metallteilchen, wie sie etwa bei langem Rühren von geschmolzenen Metallen mit
Pulvern oder beim Zerstäuben ohne Zumischpulver unfehlbar eintreten würde, besteht
hier nicht. Es ist daher möglich, Pigmente von jener Feinheit herzustellen, wie
sie für Anstrichzwecke erforderlich ist, und zwar in fortlaufendem Arbeitsgang,
da die Zumischkörper, auf die das Metall aufgespritzt wird, sich in Bewegung befinden
und diese Bewegung ohne weiteres eine fortschreitende sein kann.
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Die Vorteile des geschilderten Verfahrens kommen sehr deutlich in
den physikalischen Eigenschaften -der hergestellten Stoffe zum Ausdruck. So zeigt
z. B. ein Pigment aus 8o % Pb und 2o % Zn0 ein Schüttgewicht von i 8o g per ioo
ccm, wogegen feiner Bleistaub ein Schüttgewicht von 6oo g per ioo ccm hat, also
um 330 % schwerer ist. Während sich Bleistaub in Anstrichfarben in kürzester Zeit
zu Boden setzt, und zwar auch dann, wenn er auf kaltem Wege mit einem Zumischpulver
gemengt ist, bleiben auf die beschriebene Art hergestellte Pigmente gleicher chemischer
Zusammensetzung unbegrenzt lange in Schwebe, ein. Beweis für den Einfuß der durch
das Verfahren erreichten Schwammstruktur. Auch beträgt die Deckfähigkeit und Ausgiebigkeit
das Mehrfache jener der reinen Metallfarben. Es ist eben nicht gleichgültig, ob
ein Pigment einfach durch Zertrümmern grober Teilchen hergestellt ist oder durch
Aufsaugen in einem Schwamm. Die weiteren Vorteile der eigentümlichen Mikrostruktur
der geschilderten Pigmente und ihr günstiger Einfluß auf den Rostschutz und die
Dauerhaftigkeit der Anstriche wurden schon eingangs .angeführt.
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Dazu kommt nun noch gegenüber allen anderen Methoden' der Herstellung
von Pigmenten, die Bleimetall oder vollwertige Bleiverbindungen (zu welchen PbSO-t
nicht gezählt werden kann) enthalten, der wirtschaftlich sehr große Vorteil, daß
es nach dem beschriebenen Verfahren möglich ist, in ebenso vielen Minuten, als man
z. B. zur Herstellung von Bleiweiß Wochen oder Monate braucht, in einem einfachen
und billigen Vorgang mit einem einzigen kleinen Apparat fortlaufend und sofort aus
dem Metall zu hochwertigen Bleipigmenten zu gelangen. -Zur Durchführung des Verfahrens
wird beispielsweise geschmolzenes Blei mittels einer geeigneten Vorrichtung zerstäubt
und dann bei einer Temperatur, die etwas über dem Erstarrungspunkt 'liegt, mit io
% bewegtem Asbestpulver oder Zinkoxyd zusammengebracht. Werden die Bestandteile
dem Apparat im entsprechenden Verhältnis zugeführt, so läßt sich der Arbeitsgang
fortlaufend gestalten. Statt der genannten Zumischpulver kann auch irgendein anderes
poröses, maltechnisch geeignetes Substrat,
gegebenenfalls auch ein
solches, das auf das zerstäubte Metall oberflächlich einzuwirken vermag, wie Kreide,
statt des Bleimetalls auch eine Bleilegierung, wie Bleicalcium, Hartblei u. dgl.,
verwendet werden.
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Das Verfahren kann bei Luftabschluß, also in neutraler oder reduzierender
Atmosphäre, durchgeführt werden oder in lose geschlossenen Apparaten, also bei vermindertem
Luftzutritt. In letzterem Falle wird beim Zerstäuben von oxydierbaren Metallen eine
oberflächliche Oxydation eintreten, das entstehende Pigment wird also aus Metall,
Oxyden und Zumischpulver bestehen. Da für gewisse Zwecke, z. B. bei Blei in Rostschutzfarben,
ein =geringer Gehalt an Oxyden nicht unerwünscht ist, kann man durch entsprechende
Regelung des Luftzutrittes sofort auf Gemische hinarbeiten, die einen gewissen Gehalt
an solchen Oxyden enthalten.
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Das Verfahren eignet sich zwar vornehmlieh zur Herstellung von Bleipigmenten,
jedoch lassen sich auf die beschriebene Weise z. B. auch Metallgifte für Schiffsbodenfarben
herstellen, wenn geschmolzenes Kupferamalgam zerstäubt und in geeigneten Substraten
aufgesaugt wird.