DE69502807T2

DE69502807T2 - Gefärbte metallpigmente

Info

Publication number: DE69502807T2
Application number: DE69502807T
Authority: DE
Inventors: Russell L. Lehighton Pa 18235 Ferguson; Walter S. Wyomissing Pa 19610 Halbach; William G. Larksville Pa 18704 Jenkins; Craig B. Reading Pa 19601 Keemer
Original assignee: Silberline Manufacturing Co Inc
Current assignee: Silberline Manufacturing Co Inc
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2015-10-21
Also published as: TW383330B; CA2180268C; MX9602516A; AU4010095A; ATE166888T1; JPH09511279A; CA2180268A1; US5558705A; KR100383162B1; BR9506436A; EP0737212B1; WO1996013528A1; HK1011371A1; EP0737212A1; AU688629B2; KR970700735A; DE69502807D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Metallpigmente und insbesondere das Verfahren zur Herstellung von farbigem Metallpigment, das sich zur Verwendung als Lack eignet, und das farbige Metallpigment-Produkt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In der Beschichtungsindustrie finden Metallpigmente im allgemeinen und insbesondere Aluminiumpigmente umfangreiche Anwendung zur Herstellung von Lackierungen mit metallischem Glanz. Bei der Herstellung einer Farblackierung mit metallischem Glanz geht man derzeit im allgemeinen so vor, daß man sowohl ein Metallpigment als auch ein transparentes Farbpigment in einem geeigneten Bindemittel dispergiert. Derartige Dispersionen sind als Autolackierungen weitverbreitet, wobei viele interessante Farben mit metallischem Glanz zunehmend an Beliebtheit gewonnen haben.
Dabei kristallisierte es sich als Problem heraus, eine kommerziell annehmbare Verfahrensweise zur ökonomischen Färbung von Metallpigmenten bereitzustellen. Bei bisher angestellten Versuchen zur Färbung von Aluminiumplättchenpigmenten wurde auf der Oberfläche des Aluminiumpigments Eisenoxid abgeschieden. Zwar erhält man nach diesem Verfahren ein golden gefärbtes Plättchen, jedoch ist diese Vorgehensweise ziemlich kompliziert.
Es wurde auch schon versucht, Metallpigmente gemäß der US-PS 4,328,042 anzufärben, in der die Gasphasenabscheidung von Eisenpentacarbonyl auf der Oberfläche eines Aluminiumplättchens gelehrt wird. Ein Farbplättchen ensteht dann bei der nachfolgenden Oxidation des Eisenpentacarbonyls zu Eisenoxiden und Kohlendioxid. Die Farbe dieses Plättchens ist jedoch von den Verarbeitungsbedingungen und der Dicke der Eisenoxid schicht abhängig.
In der US-PS 4,158,074 wird ein Verfahren zur Färbung von Aluminiumpulver beschrieben, bei dem man feinteiliges Aluminium in eine schwach alkalische Lösung, die ein spezielles Metallsalz und ein aliphatisches Amin enthält, eintaucht und danach das Aluminium von der Lösung abtrennt. In der US-PS 5,037,475 wird ein Verfahren zur Färbung von Metallpigmenten beschrieben, bei dem man die Metallpigmente mit einer thermisch polymerisierten Carbonsäure mit mindestens einer Doppelbindung und mindestens zwei Carboxylgruppen behandelt, danach auf dem behandelten Pigment ein Farbpigment adsorbiert und dieses Produkt gegebenenfalls mit einem aus einer polymerisier baren ungesättigten Carbonsäure und einem Monomer mit mindestens drei polymerisierbaren Doppelbindungen aufgebauten Polymer beschichtet.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung von farbigen Metallpigmenten, insbesondere Aluminiumpigmenten, wobei man einen Lack mit dem gewunschten metallischen Glanz herstellen kann, ohne zusätzlich noch ein transparentes Farbpigment eindispergieren zu müssen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur reproduzierbaren und irreversiblen Färbung spezieller Qualitäten von Aluminiumplättchenpigmenten bereitzustellen.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in Verbindung mit der folgenden näheren Beschreibung leichter zu würdigen und zu verstehen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden werden die Erfindung und verschiedene vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung genauer erläutert.
Die Erfindung betrifft farbige Metallpigmente, die sich zur Verwendung in Lacken eignen, und lehrt insbesondere die Herstellung von Metallteilchen, die gefärbt sind und den gewünschten metallischen Glanz behalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, gemäß dem die Färbung von Metallteilchen, wie z.B. Aluminiumplättchen, mit einer Dispersion von Farbpigmentteilchen und einem oder mehreren Wachsen in einem organischen Lbsungsmittel erfolgt. Man vermischt sie Metallteilchen und die Pigmentdispersion, zieht so viel Lösungsmittel ab, daß sich eine pastenartige Konsistenz ergibt, und bewegt die Paste zur physikalischen Adsorption der Wachs-Pigment-Mischung auf der Oberfläche der Metallteilchen.
Man dispergiert das dabei erhaltene Produkt in einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch aus organischem Lösungsmittel und Wasser und setzt ein metallorganisches Kupplungsmittel zu, das mindestens eine leicht hydrolysierbare Gruppe und mindestens eine verhältnismäßig schlecht hydrolysierbare organische Gruppe aufweist. Dieses Kupplungsmittel wird durch Reaktion von Hydroxylgruppen auf der Teilchenoberfläche mit der leicht hydrolysierbaren organischen Gruppe an die Oberfläche des behandelten Metallteilchens gebunden. Die schlecht hydrolysierbare organische Gruppe verbleibt und dient als Stelle zur Bindung des behandelten Metallteilchens an eine polymere Hülle. Die polymere Hülle stellt man durch Zusatz von einem oder mehreren Monomeren mit polymensierbaren Doppelbindungen, von denen mindestens eines mindestens drei polymerisierbare Doppelbindungen enthält, und eines Polymerisationsinitiators und Erhitzen der Dispersion zum Starten der Reaktion her.
Nach vollständiger Reaktion zieht man überschüssiges organisches Lösungsmittel ab, wobei eine farbige Metallpigment-Paste entsteht. Diese Paste ist sehr farbintensiv, behält aber den metallischen Glanz der unbehandelten Metallteilchen. Außerdem besitzt sie bei Dispergierung in organischen Lösungsmitteln, die in der Beschichtungsindustrie üblicherweise verwendet werden, hervorragende Farbtonhaltung.
Im ersten Schritt dieses Verfahrens stellt man eine Dispersion aus einem Farbpigment und einem oder mehreren Wachsen in einem organischen Lösungsmittel her. Als Farbpigment kann man bei der vorliegenden Erfindung beliebige organische oder anorganische Pigmente einsetzen, die sich in den zu verwendenden organischen Lösungsmitteln nicht auflösen.
Als Beispiele für organische Pigmente, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, seien im einzelnen genannt: verlackte Azopigmente, wie z.B. Brillantkarmin 6B, Lackrot C, Permanentrot 2B und Bordeau 10B; unlösliche Azopigmente, wie z.B. Brillantechtscharlach, Echtgelb ER, Naphtholrot HFG, Echtgelb FGL, Disazogelb HR und Pyrazolonorange; kondensierte Azopigmente, wie z.B. Chromophthalgelb GR, Chromophthalorange 4R, Chromophthalrot 144, Chromophthalscharlachrot RN und Chromophthalbraun 5R; Phthalocyanin- Pigmente, wie z.B. Phthalocyaninblau und Phthalocyaningrüh; Thren-Pigm ente, wie z.B. Anthrapyridingelb, Flavanthrongelb, Acylamidgelb, Pyranthronorange, Anthoanthronorange, Dianthrachinylrot, Isoviolandronblau und Indanthronblau; Indigo-Pigmente, wie z.B. Indigoblau, Thioindigobordeau und Thioindigopurpur; Perinon-Pigmente, wie z.B. Perinonorange und Perinonrot; Perylen-Pigmente, wie z.B. Perylenrot, Perylenscharlachrot, Perylenmarineblau und Perylenbraun; Phthalon-Pigmente, wie z.B. Chinophthalon; Dioxazin-Pigmente, wie z.B. Dioxazinviolett; Chinacridon-Pigmente, wie z.B. Chinacridongold, Chinacridonrot, Chinacridonpurpur, Chinacridonscharlachrot und Chinacridonmarineblau; Isoindolinon-Pigmente, wie z.B. Isoindolinongelb, Isomdolinonrot und Isomdolinonorange; Metallkomplex- Pigmente, wie z.B. Nickeldioxingelb, Kupferazomethingelb und Nickelazogelb sowie Pyrrolopyrrol-Pigmente, wie z.B. Irgazin DPP Rot BO.
Beispiele für anorganische Pigmente, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind Chromgelb, gelbes Eisenoxid, rotes Eisenoxid, schwarzes Eisenoxid, Cobaltblau, Rußschwarz und Titanoxid.
"Wachs" wird in Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12. Auflage, als "niedrigschmelzende organische Mischung oder Verbindung mit hohem Molekulargewicht, die bei Raumtemperatur fest ist und im allgemeinen von der Zusammensetzung her Fetten und Ölen ähnelt, aber im Gegensatz dazu keine Glyceride enthält", beschrieben
Wachse können natürlich oder synthetisch sein. Bei einigen von ihnen handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen, wohingegen andere Säuren, Ester, Amide, Ether oder halogenierte Varianten jeder dieser Verbindungen darstellen. Man kann verschiedene Wachstypen für sich allein oder miteinander kombiniert einsetzen.
Besonders gute Ergebnisse erzielt man mit einigen Wachsen von Hoechst Celanese, wie z.B. Wachs PE-130 oder PE-520 (Polyethylen), Wachs PP-230 (Polypropylen), Wachs R-21 (Kohlenwasserstoff), Wax V (Polyvinylether) und Wachs C (Polyamid). Besonders bevorzugt ist eine Mischung aus Wachs R-21 und Wachs C im Verhältnis 4:1.
Als organisches Lösungsmittel zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung kommen beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Hexan, Heptan, Octan und Testbenzin; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Benzol, Toluol, Solventnaphtha und Xylol; Ester, wie z.B. Essigsäureethylester und Essigsäurebutylester; sowie Ether, wie z.B. Tetrahydrofuran und Diethylether, in Betracht. Im allgemeinen ist Testbenzin bevorzugt, da es in der Metallpigmentindustrie weit verbreitet, wenig toxisch und billig ist.
Zur Herstellung der Dispersion sollten die verwendeten Wachse zunächst in dem organischen Lösungsmittel gelöst werden. Dabei kann für eine vollständige Auflösung die Zufuhr von Wärme erforderlich sein. Dann setzt man das Farbpigment zu und trägt die Mischung in eine Hochscherapparatur ein, um die Pigmentteilchen zur Maximierung der erzeugten Farbintensität auf ihre Primärgröße zu zerkleinern. Dafür kommt eine beliebige, in der Beschichtungsindustrie allgemein übliche Zerkleinerungseinrichtung in Betracht. Sehr gute Ergebnisse erzielt man mit horizontalen oder vertikalen Medienmühlen.
Die Pigmentmenge in der Dispersion sollte so groß wie möglich sein, damit die verwendete Lösungsmittelmenge möglichst gering ist. Diese Maximalmenge hängt von der Ölabsorption des Pigments, dem verwendeten organischen Lösungsmittel, dem verwendeten Wachstyp und der Wachsmenge sowie der verwendeten Zerkleinerungseinrichtung ab. Man kann bis zu 60 Gew.-% Pigment einsetzen, jedoch erzielt man in der Regel im Bereich von 10 bis 30 Gew.-% Pigment die bestmöglichen Ergebnisse.
Die Wachsmenge in der Dispersion hängt von dem verwendeten Wachs bzw. den verwendeten Wachsen ab und muß für jedes Farbpigment und Metallteilchen experimentell bestimmt werden. Zu wenig Wachs liefert nicht die gewünschte physikalische Adsorption auf den Metallteilchen, wohingegen zu viel Wachs keine weitere Verbesserung der Adsorption ergibt und die rheologischen oder physikalischen Eigenschaften von diese Pigmente enthaltenden Anstrichsystemen beeinträchtigen kann. Im allgemeinen reichen 1 bis 50% Wachs, bezogen auf das Pigmentgewicht, aus, wobei 5 bis 15% bevorzugt sind.
Gegebenenfalls kann man zur Verbesserung des Pigmentanriebs oder der Stabilität der Dispersion Dispergiermittel, Tenside oder andere oberflächenaktive Sub stanzen zusetzen. Diese Substanzen sind mit Sorgfalt auszuwählen, da viele davon sich nachteilig auf die Eigenschaften von diese Pigmente enthaltenden Anstrichstoffen auswirken.
Diese Dispersion wird dann zur Behandlung der Metallteilchen verwendet. Diese Teilchen können aus Aluminium, Zink, Eisen, Nickel, Zinn, Kupfer, Silber oder anderen reinen Elementen oder aus Messing, Bronze oder anderen Legierungen bestehen. In der Praxis verwendet man im allgemeinen Aluminium, das als Silberfarbpigment breite Anwendung findet.
Die Teilchen können in Form von Plättchen oder Kugeln vorliegen, so lange die Oberfläche so stark reflektiert, daß sie den gewünschten metallischen Glanz liefert. Sie können als trockenes Pulver oder in einer ein organisches Lösungsmittel oder Wasser enthaltenden Paste vorliegen. Die genaue Form, Gestalt und Teilchengrößenverteilung der Teilchen hängt von dem gewünschten Effekt ab.
Man setzt die Pigmentdispersion und die Metallteilchen einem Mischer zu. Die zugesetzte Dispersions-. menge sollte so groß sein, daß sie das Farbpigment in einer Menge von 1 bis 300%, bevorzugt 10 bis 100%, bezogen auf das Gewicht der Metallteilchen, liefert.
Weniger Farbpigment liefert nicht die gewünschte Farbintensität, wohingegen mehr Pigment den metallischen Glanz verringert. Da der Feststoffgehalt der Dispersion in der Regel gering ist, erhält man dabei eine "suppenartige" Mischung. Zur Erleichterung der Adsorption der Wachs-Pigment-Mischung auf dem Teilchen muß man Lösungsmittel abziehen, damit sich eine pastenartigere Konsistenz ergibt. Dazu wird die Mischung am zweckmäßigsten unter Vakuum bewegt, wobei Wärme zugeführt wird, bis die gewünschte Konsistenz erreicht ist. Diese Konsistenz ergibt sich in der Regel bei einem Feststoffgehalt von 45% oder mehr, vorzugsweise 55% oder mehr.
Nach Erreichen der gewünschten Konsistenz wird die Mischung über einen Zeitraum zwischen 30 Minuten und 12 Stunden zur Herbeiführung der Adsorption langsam bewegt. Diese Adsorption ist nicht chemisch, sondern physikalisch, da sich die Wachs-Pigment-Dispersion zu diesem Zeitpunkt mit vielen organischen Lösungsmitteln von der Metalloberfläche leicht abwaschen läßt. Durch die Adsorption wird die Metalloberfläche nicht vollständig bedeckt, wobei die unbedeckten Bereiche für die Teilnahme an anschließenden Reaktionen zur Verfügung stehen.
Dann dispergiert man die Metallteilchen mit dem adsorbierten Wachs und Pigment in einem organischen Lösungsmittel. Dabei kann man alle obengenannten Lösungsmittel verwenden, jedoch ist Testbenzin aus den vorgenannten Gründen, und da es nur minimale Desorption des Wachses und des Pigments bewirkt, bevorzugt.
Dann setzt man unter Bewegung ein metallorganisches Kupplungsmittel zu, wie z.B. ein Silan, Titanat oder Zirkonat. Diese Substanzen enthalten hydrolysierbare Gruppen, die mit den Hydroxylgruppen der unbedeckten Bereiche der Metallteilchen reagieren können und dadurch chemisch an die Metalloberfläche gebunden werden.
Silan-Kupplungsmittel haben die allgemeine Struktur:
(I) RnSiX(4-n).
X steht für die hydrolysierbare Gruppe, in der Regel Alkoxy, Acryloxy, Amin oder Chlor. Die gängigsten Gruppen sind Methoxy und Ethoxy, die bei Kupplungsreaktionen Methanol bzw. Ethanol ergeben.
R steht für eine schlecht hydrolysierbare organische Gruppe, die in der Regel eine Funktionalität besitzt, über die das Kupplungsmittel an organische Harze und Polymere binden kann. Bei dieser Funktionalität kann es sich um Amino, Styryl, Epoxy, Chloralkyl, Chloraryl, Mercapto, Alkanolamin, Vinyl, Silazan, Phosphin, Methacrylat, Isocyanat, Phosphat, Thiouronium, quäternäres, Ureido, Peroxy, Acrylat oder Allyl handeln.
Besonders gut für die vorliegende Erfindung geeignet ist 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, das von Dow Corning unter dem Namen Z-6040 vertrieben wird.
Titanat- und Zirkonat-Kupplungsmittel haben die allgemeinen Strukturen:
M steht entweder für ein Titan- oder ein Zirkoniumatom.
R&sub1; steht für die hydrolysierbare Gruppe. Im Gegensatz zu den Silanen ist diese Gruppe immer organisch und kann eine längerkettige Spezies sein, wie z.B. Isopropyl oder Neopentyl.
(O-X-R&sub2;-Y) steht für die schlecht hydrolysierbare Gruppe. X, R&sub2; und Y können einzeln oder in jeder beliebigen Kombination vorliegen. X steht für die bindende funktionelle Gruppe, wie z.B. Alkylat-, Carboxyl-, Sulfonyl-, phenolische, Phosphat-, Pyrophosphat- oder Phosphitgruppen. R&sub2; steht für die thermoplastische funktionelle Gruppe, bei der es sich im allgemeinen um einen langkettigen Kohlenwasserstoff handelt. Y steht für die thermoplastische funktionelle Gruppe, wie z.B. Methacrylat, Amin, Hydroxy, Epoxy oder Mercapto. Die verwendete Kupplungsmittelmenge hängt vom Kupplungsmittel und der Oberfläche der Metallteilchen ab.
Im allgemeinen reichen 0,05 bis 10%, bezogen auf das Gewicht des Metall-Wachs-Pigment-Substrats, aus, wobei 0,1 bis 5% bevorzugt sind.
Man bewegt die Aufschlämmung über einen Zeitraum von einigen Minuten bis fünf Stunden, damit das Kupplungsmittel mit dem Substrat reagieren kann. Die Temperatur der Aufschlämmung kann während dieses Zeitraums irgendwo zwischen Raumtemperatur und der Reaktionstemperatur für die anschließende Polymerisation liegen.
Dann setzt man unter Bewegung ein oder mehrere Monomere zu. Jedes Monomer muß mindestens eine polymensierbare Doppelbindung enthalten, und mindestens ein Monomer muß mindestens drei polymerisierbare Doppelbindungen enthalten. Die Gesamtmenge an zugesetztem Monomer hängt von der spezifischen Oberfläche des Metall- Wachs-Pigment-Substrats ab. Die Monomermenge beträgt im allgemeinen 1 bis 50%, bevorzugt 2 bis 20%, des Gewichts des Substrats.
Zur Verwendung bei der Erfindung geeignete Monomere mit mindestens drei polymerisierbaren Doppelbindungen im Molekül sind beispielsweise Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Tetramethylolmethantriacrylat und Tetramethylolmethan tetraacrylat.
Zur Verwendung bei der Erfindung geeignete Monomere mit einer oder zwei polymerisierbaren Doppelbindungen im Molekül sind u.a.: Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, Neopentylgiykoldiacrylat, Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylacetat, Vinylpropionat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Ölsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Divinylbenzol, Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Methoxyethylacrylat, Butoxyethylacrylat, Cyclohexylacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Methoxyethylmethacrylat, Butoxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, 2-Methacryloxyethylphosphat, Di-2- methacryloxyethylphosphat, Tri-2-methacryloxyethylphosphat, 2-Acryloxyethylphosphat, Di-2-acryloxyethylphosphat, Tri-2-acryloxyethylphosphat, Diphenyl-2-methacryloxyethylphosphat, Diphenyl-2-acryloxyethylphosphat, Dibutyl-2-methacryloxyethylphosphat, Dibutyl-2-acryloxyethylphosphat, Dioctyl-2-methacryloxyethylphosphat, Dioctyl-2-acryloxyethylphosphat, 2-Methacryloxypropylphosphat, Bis(2-chlorethyl)vinylphosphonat und Diallyldibutylphosphonosuccinat.
Dann erhitzt man die Aufschlämmung auf die gewünschte Reaktionstemperatur und setzt den Polymerisationsinitiator zu.
Als Polymerisationsinitiator kommen organische Peroxide, wie z.B. Di-t-butylperoxid, Acetylperoxid, Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Cumylhydroperoxid, Isobutylperoxid, Methylethylketonperoxid und t-Butylhydroperoxid; und Azoverbindungen, wie z.B. α,α'-Azobisisobutyronitril, in Betracht. Letzteres ist jedoch ganz besonders bevorzugt, da es bereits bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen dissoziiert.
Die Reaktionstemperatur für die Polymerisation sollte 60-200ºC betragen. Bei Verwendung von α,α'-Azobisisobutyronitril sollte sie 70-90ºC betragen. Bei höheren oder niedrigeren Temperaturen außerhalb dieses Bereichs würde entweder die Reaktionsgeschwindigkeit oder der Polymerisationswirkungsgrad abnehmen.
Man setzt den Polymerisationsinitiator in einer Menge von 0,1 bis 50 Gewichtsteilen, bevorzugt 1 bis 20 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Monomers ein. Geringere Initiatormengen sind unbrauchbar, da dann für die Polymerisation eine längere Zeit erforderlich ist. Mehr als 50 Gewichtsteile sind ebenfalls unbrauchbar, da dann die Polymerisation so schnell verläuft, daß sie nicht mehr kontrolliert werden kann.
Man läßt über einen Zeitraum im Bereich von 30 Minuten bis 12 Stunden, vorzugsweise 1 bis 8 Stunden, reagieren. Dann zieht man überschüssiges Lösungsmittel nach einem beliebigen zweckmäßigen Verfahren ab, wie z.B. durch Verdampfung, Filtration oder Zentrifugation, was eine Paste mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, ergibt. Zur Einstellung des gewünschten Lösungsmittel-Endgehalts kann man auch weiteres Lösungsmittel zusetzen.
Die erfindungsgemäßen farbigen Metallteilchen zeigen bei Dispergierung in Lösungsmitteln, die in der Beschichtungsindustrie allgemein üblich sind, wie z.B. Aliphaten, Aromaten, Alkoholen, Ketonen, Estern, Glykolethern, Glykoletheracetaten und Wasser gute Farbtonhaltung. Bei Formulierung in einem Beschichtungssystem und Aufbringen auf eine Oberfläche sind sie sehr farbintensiv und zeigen metallischen Glanz.
Die vorhergehenden Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen dienen zur Erläuterung. Die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt, wobei der Fachmann leicht Änderungen vornehmen kann, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

BEISPIELE

Anhand der folgenden Beispiele, die zur Erläuterung verschiedener wichtiger Merkmale dienen, werden nun spezielle Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben.

Beispiel 1

Man stellt eine Dispersion von Phthalocyaninblau- Pigment in Testbenzin mit Wachs R-21 und Wachs C im Verhältnis 4:1 her. Man verwendet das Phthalocyaninblau in einer Konzentration von 17 Gew.-%, bezogen auf die Dispersion, und die Wachse in einer Gesamtmenge von 15,3 Gew.-%, bezogen auf das Blaupigment. Diese Aufschlämmung wird durch eine horizontale Medienmühle geführt, bis das Pigment auf seine Primärteilchengröße zerkleinert ist, so daß man eine Hegman-Feinheit von 7,5 oder besser erhält.
Diese Dispersion wird dann einem Mischer mit SSP-554-ALUMINUM PASTE von Silberline Manufacturing Co., Inc., zugeführt. Man setzt soviel Dispersion zu, daß das Blaupigment in einer Menge von 50 Gew.-%, bezogen auf die Aluminiumplättchen, vorliegt. Dann wird die Mischung zur Homogenisierung eine Stunde bewegt und anschließend auf 80ºC erhitzt, wonach man zum Abziehen von überschüssigem Testbenzin Vakuum anlegt. Man trocknet so lange, bis die Mischung einen Feststoffgehalt von 60% oder mehr erreicht hat. Dann rührt man noch 1-2 Stunden, damit die Pigment- Wachs-Dispersion auf der Oberfläche der Aluminiumplättchen adsorbiert wird.
Ein Teil dieser Mischung wird dann in Testbenzin bei einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-% aufgeschlämmt, mit Z-6040-Silan-Kupplungsmittel in einer Menge von 0,21 Gew.-%, bezogen auf die Feststoffe, versetzt und die Aufschlämmung 15-30 Minuten bewegt. Dann setzt man unter Bewegung Trimethylolpropantrimethacrylat-Monomer in einer Menge von 10 Gew.-%, bezogen auf die Feststoffe, zu und erhöht die Temperatur auf 80ºC. Nach Erreichen dieser Temperatur setzt man α,α'-Azobisisobutyronitril in einer Menge von 10 Gew.-%, bezogen auf das Monomer, zu und läßt 5 Stunden reagieren. Dann kühlt man auf Raumtemperatur ab und filtriert überschüssiges Testbenzin ab, was eine Paste von blauem Aluminiumpigment mit einem Feststoffgehalt von 45% oder mehr ergibt.

Beispiele 2-16

Man verfährt analog Beispiel 1, jedoch unter Änderungen des Pigment-, Wachs- oder Monomertyps oder der Pigment-, Wachs-, Kupplungsmittel oder Monomermenge gemäß Tabelle 1.
Bei Einarbeitung der Pigmente gemäß diesen Beispielen in ein Beschichtungssystem und Aufbringen auf ein Substrat erhält man durch das Farbpigment eine intensive Farbe, wobei der von den Aluminiumplättchen gelieferte metallische Glanz erhalten bleibt. Bei leichtem Aufspritzen dieser Anstrichstoffe auf einen andersfarbigen Überzug kann man getrennte farbige Aluminiumteilchen erkennen, wobei der Farbton des darunterliegenden Überzugs sich nicht verändert. Dies ist ein Effekt, den man durch separate Zugabe von farbigen Pigmenten und Aluminiumplättchen zu einem Beschichtungsbindemittel nicht erzielen kann. Zwar wurden hier zum Zweck eines klareren Verständnisses als Ausführungsformen der Erfindung bestimmte spezielle Kombinationen gezeigt und beschrieben, jedoch dienen diese nur zur Erläuterung, wobei selbstverständlich nur bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden. Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß bestimmte Änderungen verschiedene Modifikationen und Umstellungen von Teilen vorgenommen werden können, ohne den Grundgedanken und den Schutzbereich des zugrundeliegenden Erfindungskonzepts zu verlassen, und daß dieses nicht auf die hier gezeigten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, sofern im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nichts anderes angegeben ist.
Auf alle vor- oder nachstehend zitierten Literaturstellen wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen. TABELLE 1

Claims

1. Farbige Metallpigmentzusammensetzung, enthaltend: ein Metallteilchen;

eine auf einem Teil der Oberfläche des Metallteilchens adsorbierte Pigmentdispersion, die in einem Wachs dispergierte Farbpigmentteilchen enthält;

ein metallorganisches Kupplungsmittel, das über eine leicht hydrolysierbare Gruppe an die Oberfläche des Metallteilchens gebunden ist; und

eine polymere Hülle, wobei das Kupplungsmittel eine verhältnismäßig schlecht hydrolysierbare Gruppe aufweist, die als Bindungsstelle für die polymere Hülle dient.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Metallteilchen aus Aluminium, Zink, Eisen, Nickel, Zinn, Kupfer, Silber, Messing oder Bronze besteht.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, in der das Pigment aus der Gruppe bestehend aus verlackten Azopigmenten, unlöslichen Azopigmenten, kondensierten Azopigmenten, Phthalocyanin-Pigmenten, Thren-Pigmenten, Indigo-Pigmenten, Perinon- Pigmenten, Perylen-Pigmenten, Pthalon-Pigmenten, Dioxazin-Pigmenten, Chinacridon- Pigmenten, Isoindolinon-Pigmenten, Metallkomplex-Pigmenten, Pyrrolopyrrol-Pigmenten und anorganischen Pigmenten stammt.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der das Kupplungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Silanen, Titanaten und Zirkonaten stammt.

5. Verfahren zur Herstellung von farbigen Metallteilchen, bei dem man:

Farbpigmentteilchen und ein Wachs zu einer Pigmentdispersion dispergiert;

die Pigmentdispersion mit Metallteilchen vermischt, wobei die WachspPiqment-Mischung auf einem Teil der Oberflächen der Metallteilchen adsorbiert wird und man behandelte Metallteilchen erhält;

ein metallorganisches Kupplungsmittel zusetzt, das mindestens eine leicht hydrolysierbare Gruppe und mindestens eine verhältnismäßig schlecht hydrolysierbare organische Gruppe aufweist, so daß das Kupplungsmittel durch Reaktion mit der leicht hydrolysierbaren organischen Gruppe an der Teilchenoberfläche an die Oberfläche der behandelten Metallteilchen gebunden wird und die schlecht hydrolysierbare organische Gruppe verbleibt und äls Stelle zur Bindung des behandelten Metallteilchens an eine polymere Hülle dient;

ein oder mehrere Monomere mit polymerisierbaren Doppelbindungen, von denen mindestens eines mindestens drei polymerisierbare Doppelbindungen enthält, und einen Polymerisationsinitiator zusetzt und

das Monomer bzw. die Monomere polymerisiert, wodurch die behandelten Metallteilchen mit polymeren Hüllen versehen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem man die Pigmentteilchen und das Wachs in einem ersten organischen Lösungsmittel dispergiert und nach dem Vermischen der Metallteilchen mit der Dispersion das erste organische Lösungsmittel teilweise abzieht, wobei eine Paste entsteht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem man die Paste zur physikalischen Adsorption des Wachses und der Pigmentmischung auf die Metallteilchen bewegt, wobei man die behandelten Metallteilchen erhält.

6. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem man die behandelten Metallteilchen vor dem Zusatz des Kupplungsmittels in einem zweiten organischen Lösungsmittel dispergiert.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem man zusammen mit dem Monomer einen Polymerisationsinitiator zusetzt und die entstehende Mischung zum Starten der Polymerisationsreaktion erhitzt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem man der Mischung erst nach dem Erhitzen auf die gewünschte Polymerisationstemperatur einen Polymerisationsinitiator zusetzt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem man ein Metallteilchen aus Aluminium, Zink, Eisen, Nickel, Zinn, Kupfer, Silber, Messing oder Bronze einsetzt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem man das Pigment aus der Gruppe bestehend aus verlackten Azopigmenten, unlöslichen Azopigmenten, kondensierten Azopigmenten, Phthalocyanin-Pigmenten, Thren-Pigmenten, Indigo-Pigmenten, Perinon-Pigmenten, Perylen-Pigmenten, Pthalon-Pigmenten, Dioxazin-Pigmenten, Chinacridon- Pigmenten, Isoindolinon-Pigmenten, Metallkomplex-Pigmenten, Pyrrolopyrrol-Pigmenten und anorganischen Pigmenten auswählt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem man das Kupplungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Silanen, Titanaten und Zirkonaten auswählt.