DE69821907T2

DE69821907T2 - Universalfarbmittelzubereitungen

Info

Publication number: DE69821907T2
Application number: DE69821907T
Authority: DE
Inventors: Carlo Goebel Junghanns; Angelo Pagnoni
Original assignee: Colors SpA J; J COLORS SpA LAINATE
Current assignee: Colors SpA J; J COLORS SpA LAINATE
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2018-08-28
Also published as: ES2215271T3; IT1298440B1; EP0937760A1; ATE260324T1; ITMI980350A1; DE69821907D1; DK0937760T3; SI0937760T1; PT937760E; EP0937760B1

Description

In ihrem allgemeinsten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Universalfarbmittelzusammensetzungen.
Der Ausdruck "Universalfarbmittelzusammensetzungen" soll eine Reihe von Farbmittelpasten bezeichnen, die Pigmente, Dispergiermittel und Lösemittel umfassen, die mit einem breiten Bereich von Harzanstrichmittelgrundlagen bei der Herstellung von farbigen Anstrichmittelprodukten gemischt werden können.
Es ist bekannt, dass ein farbiges Anstrichmittel durch Mischen einer Universalfarbmittelzusammensetzung mit einer opaken oder transparenten Harzanstrichmittelgrundlage, die beide als Funktion der gewünschten Anstrichmittelfarbe, die aus einem geeigneten Farbdiagramm ausgewählt ist, gewählt und in vorgegebenen Verhältnissen gemischt werden, in einem geeigneten Mischer hergestellt werden kann.
Im Allgemeinen ist es möglich, Anstrichmittel in einer breiten Vielzahl von Farben und Farbabstufungen unter Verwendung einer begrenzten Zahl (Reihe) von Universalfarbmittelzusammensetzungen und Anstrichmittelgrundlagen herzustellen.
Es ist auch bekannt, dass, damit eine Farbmittelzusammensetzung als "universal" betrachtet werden kann, die darin enthaltenen Dispergiermittel mit den verschiedensten Anstrichmittelgrundlageharzen, beispielsweise Acryl-, Epoxy-, Alkyd-, Polyester-, Polyvinyl- und dergleichen Harzen kompatibel sein müssen.
Diese Dispergiermittel müssen auch in polaren und apolaren Lösemitteln löslich oder dispergierbar sein und sie müssen mit polaren Gruppen und funktionellen Gruppen verschiedener organischer und anorganischer Pigmente so Wechselwirken können, dass die Pigmente in der Farbmittelzusammensetzung effektiv dispergiert werden, deren Farbe und Glanz stabilisiert wird und eine Ausflockung der Pigmente sowohl in den Universalfarbmittelzusammensetzungen als auch in den fertigen farbigen Anstrichmitteln über einen langen Zeitraum verhindert wird.
Aus diesen Gründen wurden verschiedene grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem Molekulargewicht, beispielsweise bestimmte Natriumsulfosuccinate, als Dispergiermittel verwendet.
Diese Dispergiermittel sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, da einige von diesen nicht die notwendige Kompatibilität mit einem breiten Bereich von Pigmenten oder Harzsystemen von Anstrichmittelgrundlagen aufweisen, während andere, obwohl sie mit verschiedenen Pigmenten und Harzsystemen kompatibel sind, eine negative Wirkung auf die Farbeigenschaften der fertigen Anstrichmittel besitzen oder deren Kosten beträchtlich erhöhen.
Außerdem werden, um die Pigmente effektiv zu dispergieren, die im Vorhergehenden genannten Dispergiermittel in Kombination mit kleinen Mengen von Dispergierhilfsmittelverbindungen, die im Allgemeinen aus ethoxylierten Alkylphenolen, insbesondere ethoxylierten Nonylphenolen bestehen, verwendet.
Diese Verbindungen besitzen Benetzungs- und Dispergiereigenschaften und sie erniedrigen die Oberflächenspannung der meisten Dispergiermittel, mit denen sie gemischt werden, wodurch die Wechselwirkung derselben mit den funktionellen Gruppen der Pigmente unterstützt wird.
Jedoch weisen ethoxylierte Alkylphenole zusammen mit diesen günstigen Eigenschaften eine Reihe von größeren Nachteilen auf, die mit der stark negativen Wirkung, die sie auf die Umwelt haben, verbunden sind.
Aus diesem Grund besteht derzeit in der Anstrichmittelindustrie der Trend, ethoxylierte Alkylphenole aus Farbmittelzusammensetzungen zu entfernen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem ist die Bereitstellung von Universalfarbmittelzusammensetzungen, die nicht die in Bezug auf die Universalfarbmittelzusammensetzungen des Standes der Technik genannten Nachteile aufweisen, d. h. Universalfarbmittelzusammensetzungen, die mit Harzanstrichmittelgrundlagen gemischt werden können, die von ethoxylierten Alkylphenolen frei sind und bei denen das Dispergiermittel sowohl mit einem breiten Bereich von Harzsystemen kompatibel ist als auch effektiv mit einer breiten Vielzahl organischer und anorganischer Pigmente Wechselwirken kann.
Dieses Problem wird durch die Universalfarbmittelzusammensetzungen, die in den angefügten Ansprüchen angegeben sind, gelöst.
Die Pigmente der Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung sind herkömmliche organische oder anorganische Pigmente, die zur Herstellung von farbigen Anstrichmittelprodukten geeignet sind.
Die organischen Pigmente können aus der Gruppe ausgewählt werden, die Klassen farbiger Pigmente mit den internationalen Colour Index-Klassifikationen P. B. 7, P. B. 15: 2, P. B. 15: 4, P. G. 7, P. R. 19, P. R. 122, P. R. 168/112, P. V. 23, P. Y. 3, P. Y. 74, P. Y. 74/83 und P. Y. 83 umfasst.
Die anorganischen Pigmente können aus der Gruppe gewählt werden, die Klassen farbiger Pigmente mit den folgenden internationalen Colour Index-Klassifikationen P. B. 11, P. R. 101, P. W. 6 und P. Y. 42 umfasst.
Die Lösemittel für die Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung werden vorzugsweise aus der Gruppe gewählt, die Wasser und wasserlösliche organische Lösemittel und Gemische derselben umfasst.
Wasserlösliche organische Lösemittel, die besonders bevorzugt sind, sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol und Dipropylenglykol.
Die Lösemittel werden zu den Farbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung in derartigen Mengen gegeben, dass die Viskosität der Zusammensetzungen in passender Weise auf den Bereich von 2,0–10,0 Poise bei 20°C eingestellt wird, so dass sie problemlos gepumpt und unter Verwendung volumetrischer und/oder gravimetrischer Messeinrichtungen abgemessen werden können.
Außer den im Vorhergehenden genannten Bestandteilen können die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung auch bis zu 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, an anderen herkömmlichen Zusatzstoffen, wie Viskositätsmodifizierungsmitteln, Befeuchtungsmitteln, Antischaumbildnern, Bioziden, Verdünnungsmitteln und Netzmitteln, sofern diese in allen Fällen frei von ethoxylierten Alkylphenolen sind, umfassen.
Es wurde überraschenderweise ermittelt, dass Copolymere auf der Basis von Polyurethanen, die mit Amingruppen funktionalisiert sind, vorteilhafterweise als Dispergiermittel in Universalfarbmittelzusammensetzungen verwendet werden können.
Diese funktionalisierten Copolymere sind als solche bekannt, sie wurden jedoch nie als Dispergiermittel in Universalfarbmittelzusammensetzungen verwendet.
Indessen wurde ermittelt, dass die im Vorhergehenden genannten Copolymere effektiv eine breite Vielzahl organischer und anorganischer Pigmente ohne die Unterstützung ethoxylierter Alkylphenole über einen langen Zeitraum dispergieren können, und dass sie den Pigmenten Farbstabilität und verbesserten Glanz verleihen.
Ferner können die diese enthaltenden Universalfarbmittelzusammensetzungen effektiv mit einer großen Zahl von Harzanstrichmittelprodukten auf Wasserbasis oder organischer Basis gemischt werden, ohne dass dies zu einer Ausflockung des Pigments oder nachteiligen Änderungen der Farbeigenschaften der fertigen Anstrichmittel führt.
Vorzugsweise wird bei den Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung eine Polymerlösung als Dispergiermittel verwendet, die von der Firma BYK-Chemie GmbH unter der Handelsbezeichnung Disperbyk^®-183 vertrieben wird.
Von den Harzen von wässrigen Anstrichmittelprodukten, die mit den Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung kompatibel sind, können als nicht beschränkendes Beispiel verschiedene Arten von Copolymeren, beispielsweise Vinylversatat, Acrylsäure/Styrol/Butadien-Copolymere, und modifizierte Alkydemulsionen genannt werden.
Von den Harzen von Anstrichmittelprodukten in organischen Lösemitteln, die mit den Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung kompatibel sind, können als Beispiel kurzölige, mittelölige und langölige Alkydharze und kurzkettige, mittelkettige und langkettige Acryl- und Vinylharze genannt werden.
Die Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung können durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden. Sie können beispielsweise durch Mahlen eines Gemischs, das das Pigment, das Dispergiermittel und das Lösemittel umfasst, in einer Kugelmühle, einer Sandmühle oder einer Kolloidmühle oder in einem Schnellmischer hoher Scherkraft bis zum Erreichen einer gleichförmigen Dispersion hergestellt werden.
Vorzugsweise werden die Farbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung durch zunächst Vormischen des Dispergiermittels mit dem Lösemittel in einer Schnelldispergiervorrichtung, Zugabe der Pigmentteilchen zu der Vormischung der im Vorhergehenden genannten Komponenten und Mischen des Ganzen in einer Kugelmühle über einen Zeitraum, der zum Erreichen einer gleichförmigen Dispersion der Pigmente und der gewünschten Viskosität der Zusammensetzung erforderlich ist, hergestellt.
Die Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus den folgenden Beispielen, die als nicht beschränkende Richtlinien angegeben sind, zur Herstellung von zwei Reihen von Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung noch stärker deutlich.
Beispiel 1
Eine Reihe von zwölf Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung wurde hergestellt, wobei jede Zusammensetzung der Reihe durch zunächst Vormischen eines Dispergiermittels mit einem Gemisch von Wasser und Propylenglykol unter Rühren und in einer Dispergiervorrichtung mit hoher Geschwindigkeit, Zugeben der Pigmente zu dem Vorgemisch der im Vorhergehenden genannten Komponenten und Mahlen des Ganzen in einer Kugelmühle über einen Zeitraum, der zum Erreichen einer gleichförmigen Dispersion der Pigmente und der gewünschten Viskosität der Zusammensetzung erforderlich ist, erhalten wurde.
Bei jeder Zusammensetzung wurde das Handelsprodukt Disperbyk^®-183 als Dispergiermittel verwendet und ein Gemisch von Wasser und Propylenglykol als Lösemittel verwendet.
Die Tabelle 1 gibt die Klassen der farbigen Pigmente gemäß der internationalen Colour Index-Klassifikation und die Gewichtsverhältnisse der Gemische von Wasser und Propylenglykol, die für die einzelnen Zusammensetzungen der Reihe verwendet wurden, an.
Tabelle 2 gibt andererseits die Gewichtsprozentanteile der Komponenten und die Viskosität für jede Zusammensetzung an.
Für jede Klasse ist die organische oder anorganische Natur der zugehörigen Pigmente angegeben.
Tabelle 1
Tabelle 2
Beispiel 2
Eine zweite Reihe von zwölf Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung wurde hergestellt, wobei jede Zusammensetzung der Reihe durch das für die Herstellung der Reihe von Universalfarbmittelzusammensetzungen in Beispiel 1 beschriebene Verfahren erhalten wurde. Bei jeder Zusammensetzung wurde das Handelsprodukt Disperbyk^®-183 als Dispergiermittel verwendet und ein Gemisch von Wasser und Propylenglykol als Lösemittel verwendet.
Tabelle 3 gibt die Klassen der farbigen Pigmente gemäß der internationalen Colour Index-Klassifikation und die Gewichtsverhältnisse der Gemische von Wasser und Propylenglykol, die für die einzelnen Zusammensetzungen der Reihe verwendet wurden, an.
Tabelle 4 gibt andererseits die Gewichtsprozentanteile der Komponenten und die Viskosität für jede Zusammensetzung an. Für jede Klasse ist die organische oder anorganische Natur der zugehörigen Pigmente angegeben.
Tabelle 3
Tabelle 4

Claims

Universalfarbmittelzusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, das sie 5–70 Gew.-% Pigmente, 1–50 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 20–80 Gew.-% Lösemittel umfassen, und wobei das Gewichtsverhältnis Pigmente/Disperbyk^®-183 im Bereich von 0,1 : 1 bis 15 : 1 liegt, die Pigmente anorganischer Natur – ausgewählt aus der Gruppe, die Klassen farbiger Pigmente mit den internationalen Colour Index-Klassifikationen P. B. 11, P. R. 101, P. W. 6 und P. Y. 42 umfasst – und organischer Natur – ausgewählt aus der Gruppe, die Klassen farbiger Pigmente mit den internationalen Colour Index-Klassifikationen P. B. 7, P. B. 15: 2, P. B. 15: 4, P. G. 7, P. R. 19, P. R. 122, P. R. 168/112, P. V. 23, P. Y. 3, P. Y. 74, P. Y. 74/83 und P. Y. 83 umfasst – sind.
Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß Anspruch 1, wobei die Lösemittel aus der Gruppe, die Wasser und wasserlösliche organische Lösemittel und Gemische derselben umfasst, ausgewählt sind.
Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß Anspruch 2, wobei die wasserlöslichen organischen Lösemittel aus der Gruppe, die Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol und Dipropylenglykol umfasst, ausgewählt sind.
Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner – bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung – bis zu 3 Gew.-% Zusatzstoffe umfassen, die aus der Gruppe, die Viskositätsmodifizierungsmittel, Befeuchtungsmittel, Antischaumbildner, Biozide, Verdünnungsmittel und Netzmittel umfasst, ausgewählt sind.
Universalfarbmittelzusammensetzungen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Viskosität von 2,0–10,0 Poise bei 20°C aufweisen.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 25 Gew.-% Pigmente P. Y. 74/83, 2 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 73 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1,5 : 1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung dadurch gekennzeichnet, dass sie 10 Gew.-% Pigmente P. R. 168/112, 8 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 82 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,7 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 65 Gew.-% Pigmente P. R. 101, 7 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 28 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 9 Gew.-% Pigmente P. R. 122, 36 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 55 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,7 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 46 Gew.-% Pigmente P. R. 101, P. B. 11 und P. Y. 42, 14 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 40 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,5 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 10 Gew.-% Pigmente P. G. 7, 50 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 40 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,65 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 6 Gew.-% Pigmente P. B. 15 : 2, 47 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 47 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 5,5 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 8 Gew.-% Pigmente P. B. 7, 45 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 47 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 2 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 58 Gew.-% Pigmente P. W. 6, 12 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 30 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,3 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 55 Gew.-% Pigmente P. Y. 42, 9 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 36 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 23 Gew.-% Pigmente P. Y. 74, 31 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 46 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 2,3 : 1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 23 Gew.-% Pigmente P. R. 101, P. Y. 42 und P. B. 7, 27 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 50 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,5 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 64 Gew.-% Pigmente P. W. 6, 5 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 31 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,3 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 42 Gew.-% Pigmente P. Y. 74 und P. Y. 3, 12 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 46 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 2,3 : 1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 38 Gew.-% Pigmente P. Y. 83, 24 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 38 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1,5 : 1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 56 Gew.-% Pigmente P. Y. 42, 7 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 37 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 21 Gew.-% Pigmente P. R. 112, 23 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 56 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,7 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 16 Gew.-% Pigmente P. R. 19, 21 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 63 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 4 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 55 Gew.-% Pigmente P. R. 101, 14 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 31 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,1 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 30 Gew.-% Pigmente P. G. 7, 18 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 52 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,65 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 12 Gew.-% Pigmente P. B. 15 : 4, 34 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 54 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 5,5 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 7 Gew.-% Pigmente P. V. 23, 26 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 67 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 2 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 28 Gew.-% Pigmente P. B. 7, 14 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 58 Gew.-% eines Ge mischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 2 umfasst.
Universalfarbmittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 53 Gew.-% Pigmente P. Y. 42, P. R. 101 und P. B. 7, 17 Gew.-% Disperbyk^®-183 und 30 Gew.-% eines Gemischs von Wasser und Propylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1,5 umfasst.