DE640113C - Verfahren zur Herstellung eines Schutzueberzuges auf Pigmenten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Schutzüberzuges auf Pigmenten Die Pigmentindustrie liefert gegenwärtig Erzeugnisse, die einen sehr hohen Verteilungsgrad besitzen. Die Teilchen, welche in mikroskopischer Größe. entstanden sind, ballen sich aber zusammen und absorbieren in starkem Maße Luft und Wasser. Infolgedessen können die gebildeten Aggregate nicht unmittelbar dem Lack einverleibt werden, denn sie ergeben Teilchen, die durch die Umhüllung dieser Aggregate mit dem Lack entstehen.
• Unterwirft man derartige Pigmente einer hinreichend starken mechanischen Zerkleinerung, so gelingt es, sie voneinander zu trennen. Infolge der statischen Elektrizität, welche entsteht, bilden sich aber neue Zusammenballungen innerhalb des Lösungsmittels. Die Teilchen erhalten gleiche Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens in zwei diametral gegenüberliegenden Punkten. Daher kann eine Vereinigung von zwei entgegengesetzt geladenen Teilchen an jedem Ende eintreten. Hierbei wird schließlich die Ladung aufgehoben.
• Dieses Ausflocken der fein verteilten Pigmente ist unvermeidlich und auch durch den besten Zerkleinerungsapparat nicht zu verhindern. Wenn man dem Lack derartige Pigmente einverleibt, so entstehen dieselben INTachteile, die vorstehend beschrieben worden sind. Dies trifft auch dann zu, wenn man nach einem bekannten Verfahren die Wasserschicht beseitigt, welche die Pigmente umgibt, und zwar mit Hilfe eines ganz oder teilweise mit Wasser mischbaren Lösungsmittels, um eine gute Umhüllung der Pigmente mit Öl herbeizuführen; es fehlt in diesem Verfahren aber ein Mittel, das geeignet ist, eine Zusammenballung der Pigmente infolge statischer elektrischer Aufladung zu verhindern.
• Es ist ferner bekannt, einen dünnen Überzug auf Pigmente durch Umhüllung derselben mit einem Schutzmittel herzustellen, um die Bildung einer harten Ablagerung in dem fertigen Erzeugnis zu vermeiden oder die Zusammenballung der Pigmente 2u verhindern. Jedoch ergibt sich aus den von den Erfindern dieser Verfahren gegebenen Richtlinien, daß die verhältnismäßig große Menge von Schutzmitteln zur Ausbildung einer Adsorptionsschicht auf, den Pigmenten führt, die eine Stärke von mehreren Molekülen aufweist. Im Laufe der Zermahlung oder Dispersion der Pigmente' in dem Lack,, der oft eine beträchtliche Dielektrizitätskonstante besitzt, werden die sich entwickelnden statischen elektrischen Ladungen nicht gleichmäßig verteilt. Die Teilchen ziehen sich daher gegenseitig an und bilden Agglomerate. Auch hier ergeben sich also dieselben Nachteile. Diese Nachteile können beseitigt werden, wenn man gemäß - der Erfindung solche Schutzstoffe verwendet, die als geeignet zur Bildung monomolekularer Schichten bekannt sind, indem man eine in jedem Falle durch vorausgehende Berechnung festzusetzende Menge wählt, die gerade ausreicht, um die Pigmente mit einer. monomolekularen Schicht der Schutzsubstanz zu umhüllen. Die Menge dieser Umhüllungssubstanz berechnet sich unter Berücksichtigung der Dichte des Pigmentes, des mittleren Durchmessers der Teilchen, nachdem die Pigmente durch Zermahlung auf die gewünschte Abmessung gebracht sind, und der Oberfläche der monomolekularen Schicht, die i g der zu diesem Zweck verwendeten Umhüllungssubstanz ergeben kann.
• Es ist bekannt, daß gewisse Fettsäuren und ihre Glycerinester leicht derartige Lacke ergeben, hei .denen eine monomolekulare Schicht gebildet wird. Die Moleküle lagern sich alle in derselben Richtung, so daß auf der einen Seite ihre Carboxylgruppen, auf der anderen Seite ihre Kohlenwasserstoffkette liegt. Diese Ester wurden aber in zu großer Menge verwendet und auch in einer Reihe mit Körpern genannt, die sich nicht für die Bildung monomolekularer Schichten eigneten.
• Die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Erzeugnisse besitzen ungewöhnlich gute Eigenschaften. Die Dispersion der Pigmente ist sehr fein, so daß das Deckvermögen und der Glanz der Erzeugnisse beträchtlich verbessert wird. Der Gehalt an Pigmenten kann daher in gewissen Fällen vermindert -werden. Dies ist ein großer Vorteil, wenn man teure organische Pigmente verwendet.
• Ein weiterer Vorteil ist die Vermeidung einer Ablagerung der Pigmente. Diese bleiben sehr lange in ihrem Träger suspendiert. Der Vorteil ist besonders wichtig bei Farben, die aus verschiedenen Pigmenten gemischt sind. Ein dunkelgrüner Nitrocelluloselack, der sich beim Aufbewahren entmischt, bildet eine Oberfläche, auf der sich gelbe und blaue Punkte befinden: Die erfindungsgemäß hergestellten Lacküberzüge und Farben besitzen ferner eine sehr geringe Viscosität.
• Die Trägheit, welche beim Ausfließen einer Farbe durch eine enge Üffnung auftritt und bewirkt, daß die Kurve der Ausflußgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Druck nicht durch den Ausgangspunkt hindurchgeht, wird durch die erfindungsgemäßen Überzüge .erlieblich vermindert. Die Beweglichkeit des Erzeugnisses wird also gesteigert. Sie ermöglicht es, daß die Farbe sich während der Trocknung spannt und dadurch die Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche, welche beim Auftragen entstehen, zum Verschwinden kommen.
• Eine andere Ausführungsweise des Verfahrens, beispielsweise zur Gewinnung eines hochwertigen AutonlobillackeS, beruht auf der Ablagerung einer Schicht von Rizin@rlsüure auf den Pigmentteilchen.
• Zur Auswahl der zur Bildung der monomolekularen Schicht bestimmten Substanz kommen -in Frage solche Körper, die lange Kohlenwasserstoffketten besitzen. beispielsweise rohes oder oxydiertes Leinöl, rohes oder oxydiertes chinesisches Holzöl, Hanföl. Soyaöl, rohes oder oxydiertes Rizinusöl. Fettsäure oder deren Ester bi, zu den Säuren mit 27 Kohlenstoffatomen.
• Das Verfahren findet auf alle Pimente Anwendung, die nach bekannten Verfahren zermahlen werden können, mögen sie mineralisch oder organisch sein. Die einzige Beschriinkung für die letztere Gruppe ist, daß sie in den bekannten, für Lacke verwendeten Lösungsmitteln unlöslich sind.
• Beispiel i io kg käuflichen Titanoxydes werden in eine vollkommen reine Kugelmühle gebracht. Man setzt 2o kg einer Mischung zu, welche Toluol, Benzol, aber kein Fett enthält, und eine ausreichende Menge von gekochtem und oxydiertem chinesischem Holzöl in Lösung; halten kann, um einen monomolekularen Schleier zu bilden: Diese Menge errechnet sich folgendermaßen: 1Ian mißt mit dem Mikroskop den mittleren Durchmesser derjenigen Teilchen, die erhalten werden, wenn die Substanz während der-beabsichtigten Zeit gemahlen worden ist. Diese Zeit wird ein für allemal bestimmt und ändert sich beträchtlich nach der Art der Pigmente. Der Durchmesser betrage 0,7,u. Indem man für jedes Teilchen Kugelform annimmt, kann man seine Oberfläche leicht berechnen.
• Ferner wird die Dichte des Pigmentes genau gemessen. Sie möge im vorliegenden Falle 4,12 betragen. Es ist dann leicht auszurechnen, wie groß die Oberfläche ist, -welche i kg eines Pigmentes besitzt, das zu Teilchen von einem mittleren Durchmesser von 0,7,u zermahlen ist. Die Berechnung ergibt 2o8o qm.
• Andererseits bestimmt man die von einem monomolekularen Schleier aus einem Gramm gekochtem und oxydiertem chinesischem Holzöl bedeckte Fläche. Die Berechnung ergibt im vorliegenden Falle eine Oberfläche von 879 qm.
• Man benötigt also für io kg verwendeter Pigmente 24, 4 g chinesisches Holzöl. Nun läßt inan die Kugelmühle während 2o Stunden mit einer passenden Geschwindigkeit laufen. Hierauf überführt man den Inhalt in einen Mischapparat und setzt die übrigen Bestandteile des Lackes zu, und zwar Nitrocellulose, plastisch machende Zusätze, Lösungsmittel, Harze und Verdünnungsmittel. Man kann auch eine weitere Menge des ursprünglich zur Umhüllung verwendeten Körpers hinzusetzen.
• . Beispiel In einem geeigneten Mischer vermischt man 2o kg Titanweiß, 5 kg Benzol und 5 ,kg Toluol. Vorher wurden in dem Benzol und in dem Toluol 459 chinesisches Holzöl aufgelöst. Nach Beendigung dieser Arbeitsstufe braucht man nur noch die übrigen Bestandteile des Lackes hinzuzusetzen, also Nitrocellulose, Harze, plastisch machende Zusätze und Lösungsmittel.
• Dieser Zusatz kann entweder in demselben oder einem anderen Apparat vorgenommen werden. Man kann ferner dem Pigment, den Kohlenwasserstofen und dem chinesischen Öl die getrennten Bestandteile oder eine vorbereitete Lösung derselben -Bestandteile zusetzen.
• Beispiel 3 5 kg Handelsruß (mit 99°/o Kohlenstoff) werden in eine Kugelmühle mit 8o kg Toluol eingeführt, das vollkommen frei von Fett ist. Die Zerreibung wird unterbrochen, wenn die Abmessung der Pigmente nach der Messung im Mikroskop den gewünschten Wert erreicht, z. B. o,7 Mikron.
• Man berechnet dann die Ölsäuremenge, die notwendig ist, um jedes Teilchen mit einer monomolekularen Schicht zu umhüllen. Die Berechnung erfolgt nach den- früheren Angaben unter Berücksichtigung der Tatsache, daß i g Ölsäure eine monomolekulare Schicht von iooo qm ergibt, und daß die Dichte des Rußes i,8' ,ist. Es ergibt sich, daß 33,9 Ölsäure für 5 kg Ruß notwendig sind. Diese Ölsäuremenge wird in ioo g Toluol gelöst in die Mühle eingebracht, die man dann noch zwei Stunden umlaufen läßt.
• In dieser Zeit umhüllen sich die Teilchen finit einer monomolekularen Schicht, und man kann sie in einen Lack einbringen, der beisPielsWeise 30 kg Nitrocellulose, io k-Gummiester, 7 kg Butylphthalat, i 18 kg eines üblicherweise für Nitrocelluloselacke verwendeten Lösungsmittelgemisches enthält.
• Die Bestandteile dieses Lackes können nach bekannten Regeln eingeführt werden, also entweder nacheinander oder nach vorheriger Auflösung.
• Beispiel q.
• Man behandelt wie vorbeschrieben io kg Preußischblau, 3o kg Toluol in -der Kugelinühle. Da die Dichte des Preußischblaus 1,97 ist, ergibt die Berechnung, daß man 30l; Ülsäure benötigt, die man nach dem Zermahlen gemäß Beispiel 3 zusetzt.
• Die in den Lack einverleibten Pigmente ergeben einen hochwertigen Celluloselack.
• ' Beispiel 5 Man behandelt in der Kugelmühle 51:g "Coluidinrot (Metanitroparatoluidin mit Betanaphthol gekuppelt), 35 kg Toluol. Da die Dichte dieses Pigmentes 1,5 beträgt und der mittlere Durchmesser der Teilchen mit 0,7 Mikron festgestzt ist, so ergibt die Berechnung, daß man 40,59 Ölsäure benötigt, die man nach dem Zermahlen und nach der Auflösung in ioo g Toluol zusetzt. Nach dein Umhüllen mit der monomolekularen Ölsäureschichtwerden die Pigmente in einen Nitrocelluloselack der obenstehenden Zusammensetzung eingebracht. Man erhält so einen Lack, in dem die Pigmente vollkommen umhüllt sind und der die vorstehend angegebenen Eigenschaften besitzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines dünnen Schutzüberzuges auf Pigmenten durch Umhüllung der Pigmente mit einer Fettsäure oder einem Fettsäureester, z. B. dem Glvcerinester einer Fettsäure, gekennzeichnet durch die Verwendung einer in jedem Falle durch vorausgehende Berechnung festzusetzenden Menge, die gerade ausreicht, um die Pigmente mit einer monomolekularen Schicht der Substanz zu umhüllen.